創新教育在物理教學中的實施

田彩紅

創新教育是以培養創新能力為基本價值取向的教育,它能夠使學習者通過對已有知識的學習,了解前人是怎樣解決具體問題的,從而模擬前人解決問題的思考方式,在現有的知識基礎上積累經驗,拓展視野,孕育創新.在知識含量越來越高的當今社會,以知識為基礎的知識經濟越來越受到世人的矚目,決定個人成功與否的主要因素,已不再是掌握知識的多少,而是更新知識、運用知識的能力的大小.因此,物理教師在物理教學中要注重創新教育.本文就如何在物理教學中實施創新教育談一些粗淺的看法.

一、實驗導入新課,實施創新教育

“實驗導入”指的是通過實驗導入新課.它是課堂實驗教學的開端,與一切有目的的行為一樣,良好的開端具有十分重要的意義.實驗導入的主要任務是在學習者和新的學習課題之間創設理想的誘發情境,激發學生學習興趣和愿望,使其有課題意識,明確學習目的,動員必要的已有的經驗和認識,運用學會的學習方法.例如:

1.驚奇現象導入法

這是一種相當普遍的實驗導入方法.利用學生意想不到的

奇特現象,喚起學生的注意,引起學生思考,從而產生強烈的求知欲望而導入新課.

例如:《大氣壓強》教學中采用覆杯實驗導入新課.

將一只空玻璃杯放在桌面,用一張塑料卡片蓋在該杯口,用手按住塑料卡片把被子倒過來后,松開手,塑料片落下.之后,往玻璃杯灌滿水,再把剛才那張塑料卡片蓋在杯口上,按住卡片把水杯倒過來.問:把手移開時,會有什么現象?松手后,學生驚訝不已,塑料卡片竟然不落下,激起學生強烈的思維沖突和學習興趣.

2.黑箱導入法

所謂“黑箱”是指內部結構和機制不清楚的系統,可以通過輸入某種信息,從獲得的輸出信息中推斷該系統的可能結構模式和機制.這種研究方法就稱之為“黑箱方法”.利用它創造的神秘感可喚起學生的高度注意和積極思維,同時可以使學生得到科學方法的訓練.

比如:《能量的轉換與守恒》教學中采用魔筒現象導入新課.

在《能量的轉換與守恒》的教學中,利用一只金屬圓筒,稱之為“魔筒”,把它沿臺面滾出去,看一看會有什么現象發生?演示后學生發現,滾出去的圓筒還會滾回來,而且還反復地滾來滾去.原來筒里有兩橡皮筋,且橡皮筋的中間拴著一個重物.為什么這樣的結構就會產生這種奇特的運動呢?在運動過程中能量又是怎樣轉換的?誘發學生強烈的求知欲.

3.實驗復習導入法

利用實驗復習,既可以創設一種直觀的情境,又可以很好地起到承上啟下的作用.

例如:《阿基米德原理》教學中采用實驗復習導入法導入新課.

在學習阿基米德原理之前,先復習浮力的概念.導入過程如下:我們是怎樣證明下沉的物體受到浮力的?(取出實驗裝置,回憶實驗過程).當我們把重物從空氣中像電視慢動作一樣地逐步放入水中時,想一想,物體受到的浮力是怎樣變化的?由此猜想一下浮力與什么因素有關.(演示、觀察、回答:隨著深度的增大而增加).按照同學們的說法,也就是浮力的大小與物體所處的深度有關,是嗎?請再看一遍演示.當物體浸沒水中后,浮力就不再改變,顯然不能認為浸沒物受到的浮力與深度有關.那么,在上述實驗中,除了深度改變外,還有什么因素在改變呢?物體浸入水下的部分在改變.未浸入時浮力為零,隨著浸入的部分變大,浮力也就變大;完全浸沒以后,浸入的部分不再改變,浮力的大小也就不變.從這里我們能得到什么啟發嗎?浮力的大小與排開的水的體積有關,或者說,與排水量有關.從而導入要研究的問題.

實驗導入的方法很多,實驗教學中要根據教學的內容和學生的實際來選擇實驗的導入方法.比較平直的實驗可以選擇趣味性較強的演示法;對于學生在生活中存在較頑固的錯誤概念的實驗,可以選擇能激起強烈思維沖突的導入方法;實驗內容與前面學過的知識聯系較緊而學生的準備知識又不足的實驗,可以選擇復習導入方法等等.

二、在新知識教學中實施創新教育

1.通過觀察,實施創新教育

觀察是實驗的第一步,也是創新的前提.沒有對客觀事物的認識是談不上創新的.在實驗教學中首先應該使學生知道:所謂觀察就是要有目的地辨明觀察對象的主要特征,注意發現引起變化的條件和原因;其次,要使學生了解觀察是要經過一定的努力,克服一定的困難,才能發現問題,才能得到對事物的正確認識,才能得到正確結論.

如觀察水的沸騰實驗中要求學生注意觀察在給水加熱的過程中,能看到什么?在此基礎上引導學生討論觀察的方法和應注意的問題.可以提示看到的不同的現象是由不同的原因引起的,但是具體是哪些原因,應該由學生通過多次的觀察得出,而不是老師在黑板上把各種條件羅列出來,提供給學生進行實驗.因為那樣做實際上限制了學生的思維,不利于學生形成創新思維.

2.通過實驗,實施創新教育

人們的許多物理知識是通過觀察和實驗,并經過思索和總結得到的.如彩虹,平時看不到,在特定雨天后才能看到.在教學中利用三棱鏡做光的色散實驗,讓彩虹出現在教室里,使學生感到既新鮮又好奇,通過這個實驗,師生共同討論,形成共識,知道實驗就是在人工控制條件下使物理現象重復出現供人們觀察的工作.即使是沒有學過的物理概念和規律,也能通過實驗,對物理事實獲得具體、明確的認識,有助于理解物理概念和規律.從而培養學生創新思維能力.

三、通過反思、歸納總結,實施創新教育

1.通過反思實驗,實施創新教育

實驗教學中引導學生進行反思,對進一步理解實驗、深化實驗、完善實驗起著重要的作用.通過反思可總結實驗規律,優化實驗方案,創新實驗設計,揭示實驗本質,增強實驗效果.

如:反思實驗的方法.引導學生求異思維,尋求多種實驗方案,然后對實驗方法進行反思,找出其特點和不足,從而優化實驗方案,選取最佳策略.例如“測牛奶密度”實驗時,學生可探求以下多種方法.

方法一:(1)用天平稱出空燒杯的質量m₁

(2)燒杯內倒入牛奶,稱出總質量m₂

(3)把燒杯內的牛奶全部倒入量筒中,讀出牛奶的體積V

(4)計算:ρ=(m₂-m₁)/V.

方法二:(1)用天平稱出空量筒的質量m₁

(2)量筒內倒入適量的牛奶,讀出牛奶的體積V

(3)用天平稱出量筒和牛奶的總質量m₂

(4)計算:ρ=(m₂-m₁)/V.

方法三:(1)用天平測出燒杯和牛奶的總質量m₁

(2)把燒杯內的牛奶倒入量筒中一部分,讀出牛奶的體積V

(3)用天平稱出燒杯和剩余牛奶的質量m₂

(4)計算:ρ=(m₁-m₂)/V.

引導學生對以上三種方法進行反思,方法一中,燒杯內牛奶倒入量筒時,燒杯壁上沾有牛奶,使測出的牛奶的體積變小,密度變大;方法二中,由于量筒高,放在天平上稱量易發生傾斜、歪倒,容易損壞儀器,不便于操作;方法三中,棄掉了以上兩種方法的弊端,使測量簡潔而又準確,為最佳方案.

又如:反思實驗的規律.

讓學生在實驗操作的基礎上,觀察實驗現象,分析實驗現象產生的原因,深入反思實驗條件和實驗現象的變化,總結實驗規律,加深對知識的理解和應用.例如在研究“凸透鏡成像”的實驗中,把蠟燭放在2倍焦距以外,觀察到“倒立縮小的實像”,把蠟燭放在1倍焦距和2倍焦距之間,觀察到“倒立放大的實像”,把蠟燭放在焦點以內,觀察到“正立放大的虛像”.根據上述實驗現象引導學生反思,總結出以下規律:(1)物體由2倍焦距向焦點移動過程中,像逐漸變大.(2)物距小,像距大,像變大.反之也成立.(3)2倍焦距點是成放大與縮小像的轉折點,1倍焦距點是成實像與虛像、正立與倒立的分界點.以上規律化的知識,學生印象深刻,為知識的遷移和靈活運用打下了良好的基礎.

2.通過歸納總結,實施創新教育

當學生做了實驗后,教師應當對學生實驗提出較高層次的要求——做驗證性的實驗和設計性的實驗.比如在做了歐姆定律的實驗后,應該總結實驗時所采用的物理方法:控制變量法.這種方法在物理實驗中是常用的,應該掌握.之后,學生可以把學到的實驗方法運用到其他實驗中去.如:在學完密度知識后,根據實驗室所能提供的器材,要求學生解決“如何測金屬塊的密度”的問題,學生可以根據控制變量法提出設計方案、提出一些具體問題,自己設計實驗方案、進行實驗、完成實驗.讓學生在自主完成實驗中品嘗到成功的喜悅,從而實施創新教育.

總之,在物理實驗教學中實施創新教育能使學生學會學習、開發智力、提高素質、增強適應社會發展的意識.而創新教育在物理實驗教學中的具體實施,也給我們培養大量的適應現代社會需要的人才提供一個可行的方法.

(責任編輯:易志毅)