對學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的再探究

張明生

新課改實施十多年來，筆者在初中物理教學中對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)進行了一些初步的研究和探討，現(xiàn)歸納總結(jié)如下與同行交流.

1學好基礎知識，才能具有創(chuàng)新能力

蓋屋需要先夯實地基，這樣蓋起的屋才能結(jié)實牢固，萬丈高樓平地起就是這個道理.要使學生具有各種能力，必須先打好基礎，即學好基礎知識，具有基本技能.

學習了《信息的傳遞》我們知道，（1）話筒把聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后用調(diào)制器把電信號加載到高頻電磁波上，再通過天線發(fā)射到空中；（2）攝像機把圖像變成電信號，發(fā)射機把電信號加載到高頻電磁波上，通過天線發(fā)射.由（1）（2）可知高頻電磁波是音頻電信號和圖像電信號的載體.筆者認為，探究是培養(yǎng)學生學習物理、研究物理、增強創(chuàng)新能力的重要途徑，但離開了知識，能力也是不存在的.高頻電磁波是電信號的載體，有人說知識是能力的載體，非常有道理.如果一個人沒有知識也就談不上能力，他所做的事情只能是蠻干.但只有知識而無能力，此人只能是書呆子，必將一事無成.戰(zhàn)國時趙國名將趙奢之子趙括在長平之戰(zhàn)中，只知道根據(jù)兵書辦，不知道變通，結(jié)果被秦軍打敗.《刻舟求劍》和《三國演義》中的失街亭的馬謖，以及戰(zhàn)國時的趙括都是典型的書呆子.

1.1掌握受力分析方法

物體的受力分析，有關此類題目的畫圖，首先要分清哪個物體受到了力的作用？受到了幾個力的作用？方向怎樣？把被研究的物體作為“隔離體”去探究它的受力情況.

（1）如圖1所示，用一細線系住了一小球，小球靜止在斜面上，試用力的示意圖來表示小球所受到的力.

分析斜面上小球受到重力、斜面對球的支持力、細線對球的拉力，靜摩擦力共四個力的作用（圖2）.

（2）分析人走路時腳受到的摩擦力和運動員跑彎道時的受力情況

人走路時，鞋底與地面之間的摩擦是有益摩擦，走路時，鞋底有向后滑動的趨勢，阻礙它向后滑動的力是向前的，所以鞋底受的摩擦力方向是向前的.正是由于向前的這個摩擦力的作用，才改變了人的運動狀態(tài).運動狀態(tài)的改變包括速度大小的改變和運動方向的改變，而速度大小的改變包括：（1）物體由靜止到運動；（2）物體由運動到靜止；（3）速度由小到大；（4）速度由大到小.運動員跑彎道時，運動方向時刻在改變，也就是運動狀態(tài)時刻在改變，這就需要力的作用，這個力就是做圓周運動的物體受到的向心力，向心力的產(chǎn)生是由運動員的重心偏向圓弧中心的一側(cè)、運動員左臂擺動幅度小、右臂擺動幅度大、和左腳用力小，右腳用力大等因素混合組成的合力.

2培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，首先要使學生善于提出問題，樂于探究

由于傳統(tǒng)教育的影響，使學生長期形成不愿提問，不善于提問的心理障礙及不會從多角度考慮問題的習慣，這種狀況亟待改變.在教學過程中，教師要善于鼓勵學生提出問題，使學生多方向發(fā)散思考，突破傳統(tǒng)教學對學生的思維障礙，提出問題就等于問題解決了一半，因此它是探究過程中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)，如果沒有這一步，探究也就無從談起.創(chuàng)新也就是一句空話.

2.1根據(jù)情境提出問題

（1）根據(jù)日常觀察或回憶日常生活中的所見所聞，提出問題

例如，看到天空，提出問題：“天空為什么是藍色的？”，答案：天空是藍色的，這是空氣中光與分子折射的結(jié)果.與此類似的有，雨后我們看到天空中的彩虹，是空氣中的小水滴折射的結(jié)果.看到鉛筆，提出問題：鉛筆芯能導電嗎？“4B、2B、HB”這三種型號的鉛筆芯，導電性能一樣嗎？

（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象提出問題

學習了《磁現(xiàn)象、磁場》一節(jié)之后，提出問題：水里的鐵釘會被磁鐵吸引嗎？然后讓學生進行探究.

在盛水的玻璃杯里放入一枚鐵釘，用蹄形磁鐵從玻璃杯外接近鐵釘?shù)念^部，此時鐵釘會怎么樣呢？先猜猜，然后做一做.[HJ1.45mm]實驗時，發(fā)現(xiàn)鐵釘會被吸過來.說明磁場能穿過水、玻璃等物質(zhì).

在蹄形磁鐵上面放一塊有機玻璃，玻璃上撒一層鐵屑.輕輕敲打玻璃，可以看到小鐵屑有規(guī)則地排列起來.說明每個小鐵屑都被磁化，形象地顯示磁場的分布情況.通過這個實驗現(xiàn)象，說明磁場能穿過有機玻璃.實際上，在這個實驗中，把有機玻璃換成木板、紙板、塑料板等，都能使鐵屑被磁化.因此，我們得出了磁場能穿過玻璃、有機玻璃、水、木頭、紙、塑料等物體，我們喝水用的磁化杯，說明磁場還能穿過陶瓷；醫(yī)生做核磁共振、拍CT片子說明磁場還能穿過人體，包括人體的骨骼和肌肉.

2.2通過對不同現(xiàn)象的比較提出問題

（1）尋找物理現(xiàn)象中隱含的關系及規(guī)律

例如，用手和彈弓分別將石子彈出，造成不同的打擊效果，從而提出問題：①動能與哪些因素有關？②哪個因素對動能的影響更大？

（2）比較兩種現(xiàn)象、概念或器材的異同點

例如，電流表和電壓表在使用方法上有何異同點？

2.3根據(jù)具體的知識內(nèi)容提出問題

例如在探究光的反射時，可提出如下問題：

①光的反射有什么規(guī)律？②光的反射分為幾種情況？③光的反射在生活、生產(chǎn)中有哪些應用？

3創(chuàng)新離不開探究，科學探究要注意符合學生的認知全過程

學生的認知過程，可以分為攝取，定位與活化三個步驟.在探究過程中，學生攝取了許多知識與方法，這些知識與方法最初在頭腦中是雜亂無章的、無序的，如同無人管理的倉庫中堆放的貨物一樣，不便于提取與運用，這就需要通過小結(jié)等方式對這些內(nèi)容進行定位，理清它們之間的隸屬關系及內(nèi)在聯(lián)系，使之有序化，如同超級商場中將貨物分層、分柜臺擺放一樣，從而便于提取與運用.最后還要將這些內(nèi)容運用到解決實際問題的活動中，從而使它們活化，如同商場中的貨物必須被買走才能實現(xiàn)自身價值一樣.

學習了“光的反射定律”，為了便于記憶，學生總結(jié)此定律共包含三個方面的內(nèi)容：①三線共面；②兩線分居；③兩角相等.

學習“使用天平稱質(zhì)量”時，學生總結(jié)出“一放、二撥、三調(diào)”和“兩次調(diào)平衡”.一放：是把天平放在水平的桌面上；二撥是把游碼撥到標尺左邊的零刻度線上；三調(diào)：是調(diào)天平的平衡螺母，使天平平衡.這是第一次平衡，即天平的使用前調(diào)平衡.然后按照“左物右碼”（即天平的左盤放被測物體，右盤放砝碼）的原則稱量物體的質(zhì)量，用鑷子向右盤里加減砝碼時，要先放質(zhì)量大的砝碼，后放質(zhì)量小的砝碼，最后移動游碼，達到第二次平衡時，進行讀數(shù)，即右盤砝碼的總質(zhì)量與游碼在標尺上對應的質(zhì)量之和，就是被稱量物體的質(zhì)量.注意：游碼的讀數(shù)標準是，以游碼的左邊壓在標尺上的刻度為準.這和我們平常使用的磅秤現(xiàn)在又叫臺秤上的游碼讀數(shù)完全相同.稱量完第一個物體的質(zhì)量，不移動天平，若要繼續(xù)稱量其它物體的質(zhì)量，按照“左物右碼”的原則，調(diào)節(jié)天平平衡稱量就可以了.只是第一次稱物體的質(zhì)量需要“天平的使用前調(diào)平衡”.使用天平的兩次調(diào)平衡：一是使用前調(diào)平衡：放、撥、調(diào)；二是稱量物體時的調(diào)平衡：左物右碼；（2）在右盤中加減砝碼，移動游碼，達到平衡，進行讀數(shù).[HJ1.5mm]

經(jīng)過這樣的強調(diào)和訓練，可以彌補學生學了天平之后，到了市場上還是“不識秤”的尷尬.有利于貫徹“從生活走向物理，從物理走向社會”這一教學理念.

例2為了測量某一塊金屬的質(zhì)量，王瑞同學的實驗步驟如下.正確的實驗步驟應該是[CD#3]（寫字母）.

A.將金屬塊放在左盤中；

B.游碼移動到零刻度處；

C.調(diào)節(jié)游碼使橫梁水平平衡；

D.砝碼放在右盤中，并且增減砝碼，使橫梁接近平衡；

E.把天平放在水平臺面上；

F.調(diào)節(jié)螺母使橫梁處于水平位置；

G.讀出金屬塊的質(zhì)量.

4鼓勵學生勇于提出問題，敢于挑戰(zhàn)權威，創(chuàng)新能力就會增強

（1）利用教室的學習園地

學習了《溫度》一節(jié)后，一學生提出：寒冷的冬天早晨，用手摸一摸室外天井里的木塊和鐵塊，你的感覺會是怎樣的？木塊和鐵塊的溫度一樣嗎？她把這一問貼在教室后面的黑板上，進行問題征答.

答案：初始狀態(tài)，木塊和鐵塊的溫度相同，但我們感覺到鐵塊涼，這是因為鐵是熱的良導體，即鐵傳遞熱量能力強，而木頭傳遞熱量能力弱.冬天我們將燒開的兩壺水，分別放到溫度相同的鐵板和木板上，過一段時間，發(fā)現(xiàn)放在鐵板上的那壺開水涼得快，也就是說，鐵比木頭傳遞熱量的能力強.

（2）透鏡的三條特殊光線

凸透鏡：①平行于主光軸的光線，經(jīng)透鏡折射后，通過另一側(cè)的實焦點

②經(jīng)過焦點的光線，經(jīng)凸透鏡折射后，平行于主光軸.

③經(jīng)過光心的光線，不改變傳播方向.

凹透鏡：①平行于主光軸的光線，經(jīng)凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線經(jīng)過同側(cè)焦點.

②指向凹透鏡另一側(cè)焦點的光線，經(jīng)凹透鏡折射后，平行于主光軸.

③經(jīng)過光心的光線，不改變傳播方向.

一學生學習了《透鏡及其應用》之后，他想除了這三條特殊光線外，對于一條一般的光線，經(jīng)過透鏡后會聚、發(fā)散情況，如何進行判斷？會聚或發(fā)散以什么作為標準？為了探索這一問題，他上網(wǎng)查到了一個填空題并掛在班里的問題征答欄目，讓生生、師生討論交流解答.

例3如圖5所示，入射光線AB，經(jīng)過方框內(nèi)的一個透鏡折射后，折射光線是CD，請在方框內(nèi)填上一個合適的凹透鏡或凸透鏡.

經(jīng)過學生多次反復討論之后，問題的焦點是：折射光線CD相對于入射光線AB是發(fā)散了還是會聚了？我們把入射光線AB延長經(jīng)過C點交主光軸于點E.試想，如果不會聚也不發(fā)散，那么光線就沿著直線傳播A→B→C→E，現(xiàn)在線段CE是標準，如果CD在CE的上方，就是靠近主光軸，就是會聚，應填凸透鏡；如果CD在CE的下方，就是遠離主光軸，就是發(fā)散，應填凹透鏡.因此這道題應在方框中填凹透鏡.