活用教材提高學生創新能力

羅龍英

物理教學的主要目的是使學生形成良好的物理認知結構,從而發展學生的物理思維與物理創新能力,在推進學校素質教育的過程中,創新學習作為一個全新的概念、一種落實素質教育的重要模式,被提到教育科研的重要課題中來,并立即在全國許多學校及眾多師生中引起熱烈反響.創新學習的有關理論和實踐的研究,開展得十分紅火,我們面前就有一處創新學習的好來源——現行教材.教材真正體現了進一步提高學生的思想道德品質、文化科學知識、審美情趣和身體心理素質,培養學生的創新精神、實踐能力、終生學習的能力和適應社會生活的能力,促進學生的全面發展,為高一級學校的社會輸送素質良好的、合格的畢業生的宗旨,特別是內容的編排、教學的設計、教法的落實和能力的培養上,充分體現了以人為本和以學生為主體的教學理念,在發揮教師主導作用的前提下,在學生已有知識的基礎上,遵循學生的認知規律,啟發和引導學生進行科學的思維,培養學生的創新精神和學習能力.現行教材設置“閱讀材料”“思考與討論”等小欄目,對激發學生的學習興趣,培養學生的創新能力和科學素質,提高教學效果都具有十分重要的意義.以下是筆者在近幾年的教學實踐中所獲得的一些體會.

一、利用教材常規內容,開展創新學習,啟動學生創新意識

利用教材中的常規內容,開展創新學習,打破“創新”的神秘感,啟動學生創新意識,是一項經常進行的創新學習活動.在“恒定電流”一章講“電壓表和電流表”一節時,教材中直接指出“電流表的滿偏電流一般都比較小,測量較大的電壓時要串聯分壓電阻把電流表改裝成電壓表;測量較大電流時要并聯分流電阻把小量程的電流表改裝成大量程的電流表”,教材中這十分簡樸的一句話,給我們師生留下了很大的創新學習的思維空間:這種改裝的基本原理是什么?(即前課所學串聯分壓和并聯分流原理),前人是怎樣想到這個辦法的?(其實就是基本規律的重新組合與遷移應用),假如你生活在兩表尚未出現的年代,你能對兩表進行改裝嗎?對已有的兩表你還有什么改進意見嗎?對后面兩個問題學生雖不能肯定回答,但都會認真地、甚至是激烈地進行思維.隨著每一個問題的提出,學生中都會有一番積極的思考和一陣強烈的呼應,學生主體對教學的參與,已從課堂表層的熱烈,深入到思維層次的活躍.這種學生主體的自主探索與思考,不正是創新學習所追求的境界嗎?隨后直接以“問題”的形式提出“應當怎樣設計簡易多用表的整個電路呢?”循著“怎樣設計”這一思路,利用前面已有的兩表改裝的知識,學生容易理解“直流電流擋”和“直流電壓擋”的設計,而在歐姆擋的設計中,可以提出上述幾個問題,同樣能引發學生積極的甚至是“痛苦”的思維活動,但最終總能使學生思維統一到一個共同點,即利用已學過的閉合電路歐姆定律的知識,在已有電流表的基礎上,根據[WTBX]I=ε/(r+R璯+R+R瓁),即可知I與R瓁[WT]的對應關系,并據此設計出相應電路,這樣又讓學生從中體會創新“成功”后的喜悅.類似的物理學基本規律在生產、生活中的創造性思維,在現行教材中比比皆是,可以說是構成豐富多彩的創新教育素材,任憑師生發掘選用.只要選準切入點、抓住時機、善于啟發,學生積極的思維活動中,必能摩擦出“創新”的思維火花,這將有助于打消學生對創新的神秘感,這對啟動學生心靈深處的創新意識,是十分重要的.

二、巧用“閱讀材料”,開展創新學習,激發學生創新精神

現行教材中“閱讀材料”主要是介紹與教學內容有關的物理史料或聯系實際的知識,這部分內容是編者精心編寫而成的,集科學性、思想性、教育性和文學性于一體,不僅有利于學生開闊視野,豐富知識,而且有益于提高他們的學習興趣,培養他們的自學能力.它雖然在應試教育中派不上用場,卻可以在素質教育和創新學習中大顯身手,同樣是素質教育、創新學習的極好素材.對這一素材的恰當使用,能激勵學生的創新精神,進而產生意想不到的創新學習效果.第八章《電場》“電容器”后的閱讀材料“電容式傳感器”,因為高考不涉及,所以一般被當作常識一讀了之.其實,這里介紹的用來測量角度[WTBX]θ、測量液面高度h、測定壓力F、測定位移x[WT]的各種裝置,不僅僅是介紹了傳感知識本身,這同樣給我們留下了極大的創新思維空間.教師應安排必要的時間,給予學生創新學習的機會.創新學習就是要激發學生的創新精神,該閱讀材料指出了將“非電物理量轉換電學量”這一傳感器的本質,將學生的思維帶入十分廣闊的創造天地.學生可以沿著日常生活、工農業生產、醫療衛生等許多方面向人們提出的各種新要求、新功能去展開思維,思考怎樣運用所學物理基本規律,創造出新的儀器或器具.

三、將教材中既定的物理觀點轉化為問題,促使學生思考與創新,培養創新能力

在課堂教學中教師還可以把教材中既定的物理觀點轉化為問題,以展現知識的發生和發展過程,借助具有內在邏輯關系的問題設計,促使學生思考,逐步培養學生自己發現問題、分析問題和解決問題的能力,使學生成為知識的主要建構者.

比如,在學習“簡諧運動”知識以后,筆者有意識地引導學生進行反思體驗:在生活中你還看到哪些簡諧運動現象,有沒有想過它與勻速圓周運動是否有關系?有一位學生在觀察分析了農村的磨盤的工作過程后意識到:一個勻速圓周運動的物體的投影是簡諧運動,并由此聯想到直線的簡諧運動也能夠轉化為圓周運動,從而弄清楚了內燃機的工作過程,當筆者讓他給同學們講他的研究發現后,學生反映積極,很多人受到啟發,有兩位學生根據自己所學的“力的合成與分解”知識,弄清楚了他們家鄉的河上那條奇妙的渡船的工作原理(這條船不用人或機械的動力卻能將人渡過河),并做出了實物模型,演示了這一現象,收到了很好的效果.可見,這種反思性再體驗活動可以使學生思考問題的濃度和廣度得到加強,使其思維空間得到拓展.

四、發掘習題資源,加強解題訓練,培養學生創新能力

教材的編者在習題選擇上可謂煞費心思,很多題型是來自實際的應用物理題,題目的知識性、趣味性很強,使學生再也沒有空洞的感覺,而是把知識實實在在地與活生生的事物聯系在一起,如靜電分選的原理、高頻焊接、電磁流量計等.這些精心挑選的題目教師應當充分揭示、發掘這些題目對創新學習的意義、作用,通過訓練,培養學生的創新能力.因為我們的目標不是把學生培養成為解題機器,而是將其培養成具有創新能力的人,在《磁場》一章的B組習題中,對于速度選擇器、質譜[HJ3.1mm]儀、磁流體發電機等問題,就不應把重點放在布列議程及其計算解答上,而應當放在前人是怎樣把物理基本規律用于該裝置的思維啟發上,哪些是已知基本原理?每一種裝置的“創新”之處何在?其中課本特別指出“磁流體發電是一項新興技術”,這無疑給我們青年學生留下了施展創新才華的時間和空間.這表明,從現在起就培養創新能力,顯得多么重要.可以肯定地說,把習題當作創新學習資源來發掘,比起只當作計算題來解答,對學生創新能力的培養,不知要強多少倍.同樣,電磁流量計等,都是教材編者精心選擇、特意安排的.對這些問題的發掘與處理,與前述磁場中習題的處理一樣,定將收到異曲同工之效.教材習題中的這種創新學習,也是俯拾即是的.只要我們恰當發掘處理,對學生能力的培養,其作用是十分明顯.

從某種意義上講,物理教材是現代科技進步的一面鏡子,但由于客觀的原因,教材對當今高新科技成果的反映,常常會滯后一段時間,這是可以理解的.作為物理教師,我們不能消極等待教材中有了反映,才讓學生去學習.因為這樣,將使現在的在校學生——未來的建設者失去許多創新學習的寶貴機會,因此及時地、恰當地選擇一些當今高科技成果介紹給學生,作為現行教材的一種補充和延伸,是十分必要的.也需要教師留心挖掘其蘊涵,用以鼓勵學生的創新熱情.能對“創新學習”產生強烈的推動作用,對學生創新熱情的引發,其中期、長期效果不可估量.結合教材《機械波》一章“聲波”一節的有關內容,筆者特意將“高強度超聲波聚焦刀”治療腫瘤的事例介紹給學生,盡管該項技術仍在不斷完善之中,但因其時間、空間與學生相當貼近,學生倍感親切,更為這一發明而鼓舞、喝彩,這樣引發出的創新熱情,對學生終身發展產生積極的影響.而“高強度超聲波聚焦刀”的原理,學生不難從具有波動性的光的會聚、波的聚焦、能的轉化等知識中,輕松加以理解.而這一成果中反映出來的“敢為天下先”的創新熱情,才是學生的一筆巨大精神財富.類似材料在各種科技報刊中常有介紹,把它們作為教材的必要補充,對推進創新學習的深入開展,是必不可少的.

(責任編輯:黃春香)