在物理教學中培養學生的創新能力

殷建樓

摘要:學生創新能力的培養是現代教育中的重要目標之一,它需要有計劃的培養。本文嘗試從營造教學氛圍,培養創新意識;增強實驗技能,提高創新能力以及創設新環境,培養實踐能力等幾個方面探討如何在物理教學中培養學生的創新能力。

關鍵詞:物理教學;創新能力;培養

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2009)7(S)-0007-3

現代教育非常注重學生創新能力的培養。物理學科在開發學生的創新潛能,引導學生在物理學習過程中有所發現、有所頓悟方面具有不可替代的作用。然而創新能力的培養不是一蹴而就的,需要一個漸進的、長期的過程。那么,在物理教學中如何創新教育,筆者認為可以從以下幾個方面思考。

1 營造教學氛圍,培養創新意識

創新意識是人們從事創新活動的出發點和內驅力,是創造性思維、想象和創造性行為的前提。創新意識的培養也就是推崇創新、追求創新,以創新為榮的觀念、意識的培養。因此,在物理教學中營造和諧的教學氛圍,有利于學生創新意識的培養。

1.1 消除創新神秘感,樹立創新志向

談起創新,最大的障礙在于師生缺乏自信心,甚至不少學生認為創新是科學家的事,自己不可能有創新。因此在教學過程中要充分利用物理學發展過程中的一些史實和故事,介紹物理學家的創新活動過程。如:瓦特自水壺蓋跳動生疑,創造發明了蒸汽機;法拉第從奧斯特的“電生磁”逆向思維提出“磁能否生電?”的問題,且經過十年努力,發現了電磁感應現象,促使了發電機的產生等。讓學生理解和感受物理學家是如何創造新理論、提出新方案、取得新成果的。從而消除學生對創新的神秘感,激發學生創新動機,樹立創新志向,這有益于學生創新意識培養。

1.2 創設教學情景,激發學生求知欲和創造欲

學生是認識活動的主體和學習的主體,學生知識的掌握、能力的培養以及思想品德的提高,都必須通過自身努力才能達到。教學過程應以學生活動為主線,讓每一個學生主動參與到其中。教師可結合物理學科特點和教學內容設計實驗或問題情景,引導學生思考、分析和探索實驗過程或問題情景,從而讓學生自己提出問題,發現規律,最終提高學生的創新意識和創新能力。

(1)物理課堂教學是培養學生創新能力的主渠道

營造和諧、民主的教學氛圍,使師生交往的心理狀態達到最佳水平,以保證學生心情舒暢、思維敏捷,使各種智力和非智力的創新因子都處于最佳活動狀態。在整個教學過程中,教師都要力求做到“稚化”自身,即從學生的角度,審視所遇到的問題,因為有一些在教師看來是不起眼的小問題,對于學生來說卻是一次難得的“創新”機會。當學生的思維活動和結論超出教師所設計和期望的軌道時,教師不應強行把學生的思維納入自己的思維模式之中,用自己或教材上的結論束縛學生的創新思維,更不能用粗暴的方式中斷學生的思維進程。這時,教師應該給予學生發表意見的機會,保護學生學習的積極性,使學生樹立起獨立學習及創新的自信心,使其創新思維處于活躍狀態。

(2) 習題教學是培養學生創新能力的有效途徑

如果教師經常在授課過程中以創造性的方案解決問題,這種創新示范將會對學生產生潛移默化的影響,學生會產生躍躍欲試的創新想法,這就是其創新欲望的體現。習題教學要跳出”題海戰術“的誤區,指導學生盡量從不同的角度,運用不同的方法分析解決同一問題,通過一題多解、一題多變、一題多問,多題一解等形式使學生從單一的思維模式中解放出來。這樣學生在見到新類型的問題時,就能以發散思維或集中思維等創新方式來解答問題。

(3)解決實際問題是培養學生創新能力的又一途徑

鼓勵學生運用創造性思維解決實際問題,訓練和發展學生的創新能力。如這樣一道題:一同學要把懸掛在天花板上的兩根細繩系在一起,但這兩根細繩相距很遠,他無法同時抓住它們,而房間里只有一把椅子和一把鉗子可使用。此同學嘗試用椅子來解決問題,但未能成功,他想到能否運用學過的物理知識來解決此問題呢?學生經過思考,想到利用單擺的知識解決此問題。他把鉗子系在一根繩子的下端,使其擺動,然后抓住另一根繩子站到二者的中間,待第一根繩子擺過來時把它抓住,這樣就可以把二者系在一塊了。像這類實際問題,既鞏固了所學的知識,又培養了學生的創新能力。

1.3 鼓勵“質疑求異”,誘發創新動機

亞里士多德說:“思維自疑問和驚奇開始”。科學創見始于疑問,如哥白尼對地心說的批判,伽利略對亞里士多德的落體、拋體的批判,愛因斯坦對以太說的批判等,這都說明沒有質疑則不會有所創新。物理教學中的質疑,主要是鼓勵學生從觀察到的物理現象、實驗中得到的數據、實驗的理論解釋、理論的邏輯推理等方面提出問題。為了塑造學生的創新人格,教學中允許學生有不同的見解,教師應保護學生敢想敢說的積極性,保護學生求知欲、好奇心;鼓勵學生勇于探索與創新;消除學生對錯誤的恐懼心理;鼓勵獨創性與多樣性,鼓勵幻想;培養學生在探索過程中知難而進、銳意進取、追求真理的精神。

1.4 開展研究性學習,促進創新能力的發展

研究性學習是學生在教師的指導下,從周圍生活和社會生活中選擇和確定研究課題,以類似于科學研究的方法自主地獲取知識、應用知識、解決問題的學習活動。中學物理教學中,通過開展研究性學習,學生接觸到大量的實際問題,從而提高了應用所學知識解決實際問題的能力。大部分課題研究都是收集信息資料開始,或從圖書館、網絡獲取信息,或通過采訪專家,或編寫問卷調查表,或進行實驗獲取數據。第二步,處理信息資料,或作統計,或制成圖表。第三步,加工信息資料。因此研究性學習不僅培養了學生收集、處理和加工信息資料的能力,更重要的是培養了學生的創新思維和促進了學生創新能力的發展。

2 增強實驗技能,提高創新能力

實驗是物理教學的基礎,其生動形象的特點,有利于激發學生的好奇心和求知欲,是中學物理教學中培養學生創新意識和創新能力的重要途徑。

當前實驗教學普遍存在著只重視簡單的操作練習。教材中的演示實驗和學生實驗,從器材、方法到表格設計都是有詳細的步驟,使得教師失去引導學生思考和探索的機會,而學生則在實驗中依葫蘆畫瓢,不能深刻理解實驗的原理和思想,這不利于學生創新思維的培養。

2.1 加強物理實驗方法教學

在物理實驗教學中,教學方法上要發揮學生主動性和探索性,由系統講授轉向重點指導與自學討論相結合,采用啟發式、發現式教學方法,啟發學生思考。不僅要讓學生學會實驗的具體做法,掌握一些基本的實驗技能,還要引導學生學會研究物理問題的實驗方法,為培養其創新能力打下良好的基礎。

(1)重視演示實驗,培養學生觀察實驗的能力。在演示實驗中,教師可邊做邊提問,內容可涉及儀器的名稱、使用方法、操作要求,可能出現的現象等。

(2)注重分組實驗課,培養學生實驗操作能力。在分組實驗中,教師可邊巡視邊提問,引導學生積極開展思維。對于學生實驗中的異常現象,千萬不要回避,要因勢利導進行分析,作出科學的解釋。

(3)充分發揮教材中小實驗、小制作的作用,培養學生動手能力和獨立操作能力。

(4)不定期開放實驗室,給學生創造更多的動手機會。

2.2 加強學生探索性實驗的指導

探索性實驗較其它類型實驗有更廣闊的活動空間和思維空間,可以激發和滿足不同層次學生的探索與創新欲望。學生在探索物理規律的實驗過程中可以把動手和動腦結合起來,鍛煉和培養創新能力。教師可以把某些學生實驗和演示實驗設計為探索性實驗,使之達到不同層次的創新能力的培養目標。

比如在學習“電磁感應”這一節內容時,筆者將演示實驗改為探索性實驗。首先向學生提問“奧斯特實驗說明了電能生磁,反過來磁能生電嗎?”誘發學生進行探索。接著創設教學情境,出示手搖發電機使電燈發光,激發學生興趣。接下來提問“如何才能實現磁生電?”讓學生親自動手探索實驗。學生通過實驗得出磁生電的兩個必要條件:(1)導體必須是閉合電路的一部分;(2)導體必須在磁場中做切割磁感應線運動。實驗教學過程鼓勵學生多動手、動腦,也可以讓學生合作進行,互相提出問題,研究解決問題的方法。教師則不失時機地對學生合適做法給予肯定,鼓勵學生獨立思考問題,大膽地猜想。

3 創設創新環境,培養實踐能力

學生創新意識、創新精神和創新能力的培養,僅靠課堂教學是遠遠不夠的。實施創新教育,需要多渠道、多層次地開創創新活動,改變封閉式的教學形式。

(1)教師要注意減輕學生的作業負擔,使學生有時間和條件去接觸自然、參加社會實踐活動。在教師的指導和幫助下,選擇能進行發明創造的課題,進行創造性工作,以創新行動,關心和滿足學校、家庭和社會的各種需求。

(2)教師要利用靈活多樣的形式組織學生參與各種活動。如開展課外觀察活動,培養學生實踐能力;開展課外閱讀活動,擴大學生知識面;在班內展示學生的各種創新成果(科技小發明、小論文等);培養學生收集資料、檢索信息和加工信息能力;開展興趣小組,把傳播知識與學習興趣結合起來;舉辦物理知識競賽;并開辦科技板報、手抄報等,使班內形成以創新為核心的班級輿論。

(3)教師要經常與學生交流,并組織學生之間互相交流創新體會。鼓勵學生之間適度的競爭、相互合作與交流、相互了解和相互寬容,使全體學生的創造能力與每個學生的創新能力相互激勵,同步增強。

(4)教師要注意物理學發展的最新動態并把它及時地反映到平時的教學之中。如華裔物理學家屢獲諾貝爾獎、中國載人航天技術的重大突破等,這類內容極易激起學生的愛國熱情,并能轉化成為他們創新活動的動力。

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(欄目編輯趙保鋼)