以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為核心

宣鋒

摘要：培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，是正在實(shí)施的物理新課程改革所要達(dá)到的核心目標(biāo)之一。但在實(shí)際教學(xué)活動中，怎樣實(shí)現(xiàn)這個重要目標(biāo)，還沒有現(xiàn)成答案，急需大家深入研討。在此提供一則新設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)例，以便向廣大同行討教。

關(guān)鍵詞：培養(yǎng)；學(xué)生；創(chuàng)新；運(yùn)動教學(xué)；新設(shè)計(jì)

雖然創(chuàng)新能力的內(nèi)涵非常豐富，但鑒于高中階段物理教育的特殊性，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)可以初步概括為以下四個方面：①

首先，要培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，即對問題的敏感性。促使學(xué)生能夠看到常人看不到的問題。

其次，要培養(yǎng)學(xué)生的否定意識。對待前人的學(xué)說和理論，始終抱著“不唯上、不唯書、只唯實(shí)”的辨證唯物主義態(tài)度。

第三，要培養(yǎng)學(xué)生主動擴(kuò)展思維視角，避免思維定勢，學(xué)會從多種角度考察同一問題。

最后，要培養(yǎng)學(xué)生不斷提高想象能力。

布朗運(yùn)動是高中物理第十一章第二節(jié)分子熱運(yùn)動里的主要內(nèi)容。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師們一般把它當(dāng)作陳述性知識看待，僅僅是中學(xué)生該了解的物理現(xiàn)象和物理史料。這樣處理，未免降低了它的教育價(jià)值。事實(shí)上，它對學(xué)生四個方面的創(chuàng)新能力培養(yǎng)都極有益處！

布朗運(yùn)動的演示，采用黃釗老師提出的實(shí)驗(yàn)方法②。器材有：玩具激光器、去掉內(nèi)芯和底座的小白熾燈泡、細(xì)鐵絲彎成的燈泡支架、屏幕、含有花粉的花朵、一些水。

一、設(shè)置問題情境，培養(yǎng)問題意識

把燈泡固定在支架上，倒入一些水，把一朵花放入燈泡中，讓它漂在水面上。

師問：花處于什么狀態(tài)？原因是什么？

生答：受到大小相等的重力和浮力作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)。

老師取出花朵，摘下其一片花瓣。

師問：放入該花瓣，它在水中又處于啥狀態(tài)？原因是什么？（答：同上。）

老師取出花瓣。抖落一些花粉在燈泡里。

師問：花粉將處于什么狀態(tài)？原因是什么？

學(xué)生一致回答：受到大小相等的重力和浮力作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)。

老師在黑板處掛好屏幕，開啟玩具激光器，使激光束通過燈泡照在屏幕上。同時(shí)，關(guān)閉室內(nèi)電燈，拉下窗簾，使教室盡量變黑。然后，調(diào)節(jié)玩具激光器、燈泡、屏幕三者之間的距離，使屏幕上花粉小點(diǎn)移動盡量清晰。（裝了水的小燈泡相當(dāng)于凸透鏡）

師問：請各位同學(xué)仔細(xì)觀察，有否存在反常現(xiàn)象？是什么原因？

接下去安排足夠時(shí)間，鼓勵學(xué)生自由討論，充分發(fā)表意見。使學(xué)生深切體會對花粉的預(yù)測與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的尖銳矛盾。

二、培養(yǎng)多角度分析問題的能力

把學(xué)生想到的所有結(jié)論，不管其是否合理，都寫在黑板上。與此同時(shí)，鼓勵其他學(xué)生對這些結(jié)論做自由評論。

經(jīng)過充分討論，多數(shù)同學(xué)認(rèn)為花粉畢竟是生物體，可能具有某種生物活性，天然會不停地運(yùn)動，正像精子能在水中游動一樣。有同學(xué)提議再用非生物體做實(shí)驗(yàn)。

讓學(xué)生去凈燈泡里的水和花粉，換上新的水。用筆尖沾墨水后浸入燈泡里，仔細(xì)觀察屏幕，發(fā)現(xiàn)也有小點(diǎn)在移動。

也有學(xué)生提議用冷水做，發(fā)現(xiàn)小點(diǎn)還是在運(yùn)動。

在討論過程中，學(xué)生往往會提出一些荒謬的答案，比如老師在運(yùn)氣功等。此時(shí)，老師要耐心解釋，不要指責(zé)，以保護(hù)學(xué)生探究的積極性和自由發(fā)言的氛圍。

三、鼓勵學(xué)生敢于大膽否定現(xiàn)有結(jié)論

在上述的分析討論中，學(xué)生的根本性缺陷表現(xiàn)為：在堅(jiān)信已學(xué)結(jié)論絕對正確的前提下來探討新問題，使探究的視角受到限制，也使探究的深度大打折扣。為此，必須鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生們敢于作如下懷疑：

1、牛頓定律可能不適用于小顆粒物體的運(yùn)動。

2、牛頓定律是適用的，小顆粒物體除受到重力和浮力外，還受到新的未知的力。該力在促使微粒運(yùn)動。

3、牛頓定律是適用的，小顆粒物體受到的重力是不變的，但其浮力在不斷變化，導(dǎo)致微粒不停地運(yùn)動。

這三點(diǎn)，都是對學(xué)生已掌握的科學(xué)結(jié)論——牛頓定律——的根本性懷疑甚至是否定。培養(yǎng)學(xué)生勇于作如上的懷疑和猜測，應(yīng)是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)?？蔀樗麄円院笞鞒鲈瓌?chuàng)性的發(fā)明創(chuàng)造以很好的啟示。

需要強(qiáng)調(diào)的是，1、2兩點(diǎn)雖不能當(dāng)場解答，但也應(yīng)鼓勵學(xué)生提出來，因?yàn)樗鼈兇矶€基本的分析方向。

這里順便指出，教師自身普遍有這么一種不良心態(tài)：怕自己想到的和學(xué)生提出的問題沒有答案，不敢放手大膽地去追問。這是當(dāng)前難以開展創(chuàng)新教育的一個重要原因！

初中時(shí)，學(xué)生學(xué)過阿基米德浮力定律。當(dāng)花粉浸沒在水里，由于花粉體積和水的密度不變，認(rèn)定花粉受到的浮力不變。這一思維定勢，嚴(yán)重阻礙了對布朗運(yùn)動原因的探求。因此，促使學(xué)生認(rèn)識到第3點(diǎn)的可能性并作為探索的方向，是教學(xué)的突破點(diǎn)。

四、通過類比聯(lián)想、形象思維找到可能的原因

老師提示學(xué)生：在日常生活中，有沒有見過類似的無規(guī)則的移動？

有學(xué)生回答：當(dāng)電影院電影結(jié)束通過擁擠的大門時(shí)，人會不由自主地前后左右移動。

老師進(jìn)一步提問：原因是什么？

生答：四周推動的不規(guī)則性。

師問：微粒的不規(guī)則移動是否有這種可能？

讓學(xué)生認(rèn)真閱讀課本結(jié)論，充分想象和討論這種可能。

有學(xué)生提問：我們怎么也看不見分子在運(yùn)動和碰撞啊？

師答：分子太小，肉眼看不見，同時(shí)速度也很快。

結(jié)論：布朗運(yùn)動由分子的不規(guī)則碰撞引起。反過來，布朗運(yùn)動實(shí)驗(yàn)證明了分子不是靜止不動的，而是永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動。

課后思考：1、浮力的本質(zhì)是什么？

2、大的物體為何不做布朗運(yùn)動？

與傳統(tǒng)教學(xué)相比，本文對布朗運(yùn)動這一節(jié)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)過程作了較大的修改，使學(xué)生體驗(yàn)了科學(xué)創(chuàng)新的多個環(huán)節(jié)，對學(xué)生創(chuàng)新能力的提高有著多方面的作用。當(dāng)然，這樣的嘗試，難免還有不完美之處，請各位同仁不吝指教。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃釗.玩具激光器在薄膜干涉和布朗運(yùn)動實(shí)驗(yàn)中的巧用，物理實(shí)驗(yàn)，2005（1）

[2]王秀珍.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)讓學(xué)生的思維張開翅膀[J].中學(xué)物理教學(xué).2009（12）

[3]陳英水.創(chuàng)新思維培養(yǎng)策略的研究與實(shí)踐[J].中學(xué)物理教學(xué).2009（09）