在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

商云紅

【摘要】當(dāng)前社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿瞬艅?chuàng)新、知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的競(jìng)爭(zhēng)，從本質(zhì)而言創(chuàng)新人才才是最大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì).物理教學(xué)實(shí)踐中，教師要借助不同方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)激情和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)自身創(chuàng)新思維，指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展研究學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)創(chuàng)新型的物理人才.關(guān)于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新熱情以及培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和提升學(xué)生創(chuàng)新能力的內(nèi)容文章結(jié)合物理教學(xué)的實(shí)踐對(duì)創(chuàng)新教育進(jìn)行系列探索.

【關(guān)鍵詞】 物理教學(xué);創(chuàng)新能力;培養(yǎng)探究

物理學(xué)科是一門(mén)精密的自然科學(xué)，其對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力提出高標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)傳統(tǒng)物理教學(xué)來(lái)說(shuō)，教師更加關(guān)注考試成績(jī)，根據(jù)課本知識(shí)和教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行傳統(tǒng)教學(xué)，致使學(xué)生在對(duì)物理學(xué)科知識(shí)的理解停留在理論上，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和思維的培養(yǎng)起到限制性作用.為能夠?qū)崿F(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)初中物理的創(chuàng)新能力，對(duì)此教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀(guān)念和方式，結(jié)合學(xué)生自身的發(fā)展特點(diǎn)以此為切入點(diǎn)提升學(xué)生自主創(chuàng)新及學(xué)習(xí)能力，從而促使學(xué)生將物理知識(shí)和實(shí)際生活現(xiàn)象相聯(lián)合，促使學(xué)生得以全面快速發(fā)展.

1 合理借助課程知識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新思維

傳統(tǒng)物理教學(xué)中，學(xué)生習(xí)慣教師言傳身教的教學(xué)方式，且服從老師教學(xué)安排，缺乏自主學(xué)習(xí)意識(shí)和獨(dú)立思考能力，教師教學(xué)為完成教學(xué)任務(wù)會(huì)將個(gè)人作為教學(xué)中心，進(jìn)行大量理論知識(shí)的灌輸，學(xué)生按照老師教學(xué)思路來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí)，這種傳統(tǒng)教學(xué)模式盡管能夠促使學(xué)生詳細(xì)地了解理論知識(shí)，但在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中并不能發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，因而單純通過(guò)理論知識(shí)學(xué)習(xí)對(duì)開(kāi)拓學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)無(wú)法起到作用.物理是將科學(xué)和實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)的科目，對(duì)此老師要積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀(guān)念和方式，借助實(shí)驗(yàn)方式加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的聯(lián)想，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力.

我們以初中物理估算教學(xué)為例，初中物理估算教學(xué)具有簡(jiǎn)約性、生活性以及高要求性的特征，其自身的生活性特征能夠幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)，具有很強(qiáng)的接近性.物理估算借助的器材相對(duì)簡(jiǎn)單，都是常見(jiàn)且簡(jiǎn)單的刻度尺之類(lèi)的器材.比如費(fèi)米估算第一顆原子彈爆炸量時(shí)，用了一堆紙屑，物理估算方法具有靈活性和快捷性的特點(diǎn)，不需要按照常規(guī)的方式進(jìn)行逐一計(jì)算，借助思維的靈活性和領(lǐng)悟，借助最簡(jiǎn)單且有效的計(jì)算方式可以迅速判定答案.

物理估算具有生活性，很多物理估算來(lái)源于生活并且和實(shí)際生產(chǎn)生活相聯(lián)系，比如估算距離、估算時(shí)間、估算家用電器的實(shí)際耗電量等.物理估算問(wèn)題的能力要求相對(duì)較高，通常情況下，對(duì)于估算的物理問(wèn)題所獲取的信息相對(duì)較少，同時(shí)還會(huì)夾雜著諸多干擾因素，在關(guān)于物理估算問(wèn)題的解答上，通常情況下，物理估算一般是把一定物理概念及相關(guān)定律，借助物理方式或近似計(jì)算方式對(duì)所求物理量及其取值范圍進(jìn)行推算，和常規(guī)的物理計(jì)算方式相比而言，估算作為一種大概的推算方式不夠精準(zhǔn)但具有合理性，近似可以大致的確定物理問(wèn)題的范圍，避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)演算過(guò)程尋求更加直觀(guān)且簡(jiǎn)單的解決方式，幫助學(xué)生抓住問(wèn)題的主要影響因素，以此作為根基來(lái)提出有效的解決方案，促使復(fù)雜問(wèn)題直觀(guān)化.

物理估算問(wèn)題當(dāng)中的已知相對(duì)較少，或者是有時(shí)候根本不知道已知量是什么，解題時(shí)就要求學(xué)生要靈活的借助物理常數(shù)，有時(shí)候甚至?xí)鶕?jù)自身的經(jīng)驗(yàn)來(lái)適應(yīng)的物理素質(zhì)，例如，估算地球大氣層空氣總重量，將地球表面的大氣壓強(qiáng)常數(shù)當(dāng)作是背景設(shè)計(jì)，在計(jì)算房間空氣的質(zhì)量時(shí)是將標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體各項(xiàng)常數(shù)作為根據(jù)結(jié)合氣體密度常量估算設(shè)計(jì)，將原子半徑數(shù)量級(jí)常數(shù)作為隱含條件進(jìn)行設(shè)計(jì).

例如 著名英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許首先估算出地球平均密度，現(xiàn)在請(qǐng)你估算其大小.

分析 根據(jù)密度關(guān)系可知ρ=MV需要先對(duì)地球的質(zhì)量M 和體積V進(jìn)行估算，地球的質(zhì)量則需要借助其他方式進(jìn)行估算，由此我們便可以聯(lián)想到萬(wàn)有引力.

mg=GMmR2M=gR2G

地球的體積V=43πR3

所以ρ=MV=gR2/G4πR3/3=3g4πRG

上式含有四個(gè)常數(shù)（恒量 ）：π 、g，地球半徑 R（6.4×106m）和萬(wàn)有引力恒量G（6.67 ×10-11 N·m2 /kg2 ）代人上式得：

ρ=3×9.84×3.1×6.4×106×6.67×10-11≈5.6×103 kg/m2.

例如 人的密度跟水的密度差不多，請(qǐng)你估算一下一個(gè)中學(xué)生的體積.

分析 人體的密度ρ=1×103kg/m3，因?yàn)棣? m V ，一個(gè)中學(xué)生的質(zhì)量m=50kg，

所以人的體積：V= mρ= 50kg×1×103 kg/m3 =0.05m3=50dm3.

通過(guò)對(duì)地球大氣層空氣總重量的物理研究和公式計(jì)算，我們貼合實(shí)際應(yīng)用該原理，還能夠完成關(guān)于那些重量的估算呢？讓學(xué)生根據(jù)物理估算的方式來(lái)對(duì)物理知識(shí)的使用方式進(jìn)行探索，由此實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目標(biāo).

2 結(jié)合生活實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生自主思考

物理實(shí)際上就是物理學(xué)家對(duì)日常生活中的現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)，由此來(lái)看物理知識(shí)來(lái)源生活，并且生活中的諸多現(xiàn)象都能夠反映出物理知識(shí)的真實(shí)存在，因而在實(shí)際物理教學(xué)中應(yīng)該貼合生活實(shí)例來(lái)對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行講解，并引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)生活中的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行自主思考和學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)學(xué)生自主思維能力和創(chuàng)新力.

在完成上述物理估算后，我們提出如何估算一滴水的重量？如何估算一塊磚頭的重量呢？由此我們引出，物理估算題目當(dāng)中，很多物理過(guò)程以及和它相對(duì)應(yīng)的物理模型相對(duì)隱蔽，一般都是在了解物理過(guò)程后，才能構(gòu)建物理模型，然后進(jìn)行物理問(wèn)題的計(jì)算分析，建立簡(jiǎn)單的物理模型時(shí)要求學(xué)生根據(jù)自身實(shí)際抓住影響物理問(wèn)題的主要因素和次要因素，選擇主要因素來(lái)進(jìn)行分析，并將其作為研究對(duì)象將其轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單且直觀(guān)的物理模型.

例如 在對(duì)固體和液體分子大小進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要將固體或者是液體分子看作是一個(gè)個(gè)小球或者是小立方體，固體或者是液體的物質(zhì)則由很多小球體和小立方體構(gòu)成，在估算其分子間平均距離時(shí)，每個(gè)分子平均占據(jù)每個(gè)小立方體，分子位于小立方體中間，其邊長(zhǎng)就是其平均距離.通過(guò)簡(jiǎn)單的概念分析和思維引導(dǎo)，我們將學(xué)生的思維從固體和液體中引導(dǎo)到實(shí)際生活中，固體可以用固態(tài)的事物來(lái)表示.

例如 磚頭、石頭和其他，液體則可以表現(xiàn)為小水滴、一瓶飲料、一杯水等，由此學(xué)生便會(huì)結(jié)合上述提到的物理估算公式將固體和液體自主地帶入進(jìn)行分析.讓學(xué)生感受到物理知識(shí)的神秘，從而養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣.

3 結(jié)合其他學(xué)科知識(shí)，增強(qiáng)創(chuàng)新能力

我們發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)問(wèn)題和物理估算問(wèn)題在很多方面存在相似性，其都具有一定的科學(xué)性，且對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新思維和科學(xué)素養(yǎng)提出高標(biāo)準(zhǔn)的要求.由于每名學(xué)生在學(xué)習(xí)中所發(fā)揮的創(chuàng)新力存在差異，由此在教學(xué)中我們要結(jié)合不同學(xué)生的特點(diǎn)，尊重其自身的個(gè)性化，在教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生提出不同的意見(jiàn)和見(jiàn)解，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)糾正學(xué)生，引導(dǎo)其來(lái)對(duì)自身錯(cuò)誤理論及問(wèn)題進(jìn)行思考，總結(jié)其問(wèn)題所在，由此來(lái)激發(fā)其學(xué)習(xí)自主性.

例如 在物理估算問(wèn)題當(dāng)中，表面給出的已知量相對(duì)較少，甚至有的已知量并不給出估算，時(shí)有聯(lián)想到日常積累的常數(shù)衡量，甚至是學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)來(lái)模擬出物理量的數(shù)值和題目相關(guān)的嘗試，尋找物理規(guī)律，從而尋找解決問(wèn)題的突破，由此就要求學(xué)生在日常學(xué)習(xí)當(dāng)中要積累一定的物理常識(shí)和數(shù)量級(jí).

例如 要熟悉常見(jiàn)的數(shù)據(jù)，首先就需要知道1m、1dm和1cm的大小，其次，還要了解常見(jiàn)物體的尺寸，比如，初中學(xué)生的身高在1.5米左右，一層樓的高度大約為3米，成人的質(zhì)量大約為60千克，自行車(chē)的平均速度大概為5米每秒，地球公轉(zhuǎn)周期可以取365地，月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期可取30水的密度，水的比熱標(biāo)準(zhǔn)氣壓下水的熔點(diǎn)為0攝氏度，沸點(diǎn)為100攝氏度.

關(guān)于常見(jiàn)數(shù)據(jù)上，要引導(dǎo)學(xué)生在日常生活中勤加積累，我們還要適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行引導(dǎo)，例如提問(wèn)學(xué)生一瓶可樂(lè)的重量？為什么鴛鴦火鍋總是辣味的先熟？并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕忉專(zhuān)龑?dǎo)學(xué)生積極的對(duì)生活常識(shí)進(jìn)行積累.生活當(dāng)中其實(shí)蘊(yùn)含著很多的學(xué)問(wèn)，很多現(xiàn)象都源于物理知識(shí)，在學(xué)生接觸實(shí)際問(wèn)題時(shí)，教師要促使學(xué)生結(jié)合初中物理的內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的研究，學(xué)生在自主研究活動(dòng)當(dāng)中，能夠提升自身學(xué)以致用的能力.

4 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

中學(xué)生挑戰(zhàn)欲望十分強(qiáng)烈，且具有較強(qiáng)的逆反心理，教師要抓住這種特性在實(shí)際教學(xué)中設(shè)置疑問(wèn)，迅速抓住學(xué)生思維，將學(xué)生的注意力集中出來(lái)抓住學(xué)生的思維，將學(xué)生放在已有知識(shí)和未知知識(shí)矛盾之中，激發(fā)學(xué)生的思維能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促使學(xué)生產(chǎn)生渴求新知識(shí)的欲望，所有疑惑解決時(shí)，輕松愉快滿(mǎn)足的情緒體驗(yàn)是刺激學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法，這是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理估算眾多因素的關(guān)鍵.

例如 在《物體的尺度及測(cè)量》教學(xué)中，以生活中的尺寸導(dǎo)入，像褲子的尺寸，尺與米的關(guān)系，飲料的體積，升與斤的關(guān)系.學(xué)生學(xué)以致用，滲透中國(guó)傳統(tǒng)文化，體現(xiàn)從生活走向物理的科學(xué)理念.

物理估算教學(xué)要結(jié)合實(shí)際情況將實(shí)際作為基礎(chǔ)，老師要積極引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)生活現(xiàn)象聯(lián)系物理知識(shí)解決生活中出現(xiàn)的問(wèn)題，積極創(chuàng)設(shè)一定的物理情境，設(shè)計(jì)好情境才能有效引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，還要引導(dǎo)學(xué)生靈活的使用不同的思路來(lái)解釋生活中的物理問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生借助以前學(xué)過(guò)的知識(shí)和內(nèi)容來(lái)解決問(wèn)題，促使學(xué)生在解決問(wèn)題中體驗(yàn)到一定的樂(lè)趣，從而激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的熱情.

5 借助轉(zhuǎn)換聯(lián)想法，提升學(xué)習(xí)效率

例如 在《游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器》學(xué)習(xí)中，老師可以通過(guò)使用電腦制作課件并進(jìn)行課件播放，通過(guò)問(wèn)題測(cè)頭發(fā)絲的直徑導(dǎo)入，吸引學(xué)生的注意.利用EXE可執(zhí)行文件模擬游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量，學(xué)生多次練習(xí)，課件及時(shí)給出測(cè)量正確的評(píng)價(jià)，由此來(lái)活躍課堂氣氛，可以幫助學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生身心跟隨教師節(jié)奏在相對(duì)輕松且愉悅的環(huán)境氛圍中學(xué)習(xí)，其不僅可以減輕學(xué)習(xí)壓力還可以提升學(xué)習(xí)效率.

傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)模式單一且固化，其借助的教學(xué)工具是有限的，其促使本身就抽象化的數(shù)學(xué)更加枯燥乏味，促使學(xué)生失去學(xué)習(xí)情趣，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)可以展現(xiàn)真實(shí)的生活場(chǎng)景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.學(xué)生在老師和計(jì)算機(jī)技術(shù)的引導(dǎo)下觀(guān)察研究理解數(shù)學(xué)知識(shí)，獲取大量的知識(shí)，通過(guò)更多實(shí)例幫助學(xué)生深入理解數(shù)學(xué)知識(shí)，在輕松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)欲望，促使學(xué)生積極主動(dòng)地參與數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí).對(duì)此老師要積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀(guān)念和方式，借助實(shí)驗(yàn)方式加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的聯(lián)想，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力.

6 理論結(jié)合實(shí)踐，強(qiáng)化創(chuàng)新思維

物理常數(shù)作為人們對(duì)物理規(guī)律研究中總結(jié)的規(guī)律具有物理內(nèi)涵，能夠直接反映世界的基本屬性，對(duì)學(xué)生而言，平時(shí)要積累物理常數(shù)項(xiàng)的數(shù)據(jù)和數(shù)量，及老師在實(shí)際教學(xué)當(dāng)中要教會(huì)學(xué)生做有心人，要觀(guān)察分析生活中的常識(shí)現(xiàn)象和事情，要留心改變事物大小和尺寸的因素及其可能會(huì)產(chǎn)生的影響，下意識(shí)地將估算當(dāng)作一種日常生活習(xí)慣.

養(yǎng)成良好的估算習(xí)慣可以幫助學(xué)生實(shí)際生活和學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問(wèn)題，幫助學(xué)生加深對(duì)事物物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際洞察力和觀(guān)察力.物理估算問(wèn)題教學(xué)要結(jié)合實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力和思維，尋找并設(shè)計(jì)實(shí)例，從實(shí)際教學(xué)當(dāng)中充分的展現(xiàn)物理方法的實(shí)際教育性，從而幫助學(xué)生提升自身的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力.

7 結(jié)語(yǔ)

物理教學(xué)就是自然科學(xué)教學(xué)，是近似合理的科學(xué)，物理學(xué)習(xí)能夠幫助學(xué)生展現(xiàn)出良好的科學(xué)素養(yǎng).中學(xué)物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力能夠?yàn)楹罄m(xù)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，教師借助有效方式加強(qiáng)對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理理論知識(shí)的熱情，幫助學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，這對(duì)提升學(xué)生的物理素質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)具有關(guān)鍵作用.

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