注重構(gòu)建物理過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

■梁大悅

注重構(gòu)建物理過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

■梁大悅

《義務(wù)教育初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》在前言中特別指出：在義務(wù)教育階段，物理課程不僅應(yīng)該注重科學(xué)知識(shí)的傳授和技能的訓(xùn)練，注重將物理科學(xué)的新成就及其對(duì)人類文明的影響等納入課程，而且還應(yīng)重視對(duì)學(xué)生終身學(xué)習(xí)愿望、科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識(shí)以及科學(xué)精神的培養(yǎng)。所以物理課程的構(gòu)建應(yīng)注重讓學(xué)生經(jīng)歷從自然到物理、從生活到物理的認(rèn)識(shí)過(guò)程，經(jīng)歷基本的科學(xué)探究實(shí)踐，注重物理學(xué)科與其他學(xué)科的融合，使學(xué)生得到全面發(fā)展。物理課程標(biāo)準(zhǔn)在課程性質(zhì)中談到：“通過(guò)科學(xué)想象與科學(xué)推理方法的結(jié)合，發(fā)展學(xué)生的想象力和分析概括能力，使學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新。”因此，教師在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)充分重視利用物理知識(shí)的構(gòu)建過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

一、展示熱機(jī)從實(shí)驗(yàn)到整機(jī)的誕生過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維

首先給學(xué)生做下圖一所示的實(shí)驗(yàn)，并與學(xué)生一道分析其能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。得出內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后讓學(xué)生想辦法設(shè)計(jì)改進(jìn)，使這一能量轉(zhuǎn)化具有實(shí)用性，比如利用它舉起重物，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出如圖二所示的裝置。在此基礎(chǔ)上再讓學(xué)生進(jìn)行改進(jìn)，比如把水換為某種燃料、燃料可以不斷地供應(yīng)到氣缸內(nèi)、燃燒完后的廢氣能排除、再加裝一個(gè)點(diǎn)火裝置、最后再想辦法將活塞的上下運(yùn)動(dòng)變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)……直到設(shè)計(jì)出內(nèi)燃機(jī)（汽油機(jī)）的雛形，如圖三。

讓學(xué)生親自經(jīng)歷這一思維、設(shè)計(jì)和創(chuàng)造的過(guò)程，比教師直接講解花的時(shí)間盡管多一些，但效果是完全不同的，讓學(xué)生參與知識(shí)構(gòu)建的過(guò)程，不僅更能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，而且可以讓學(xué)生感受到創(chuàng)造發(fā)明并不神秘，從而激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造思維并欣然走上創(chuàng)造之旅。

二、經(jīng)歷滑動(dòng)變阻器制作過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維

先提出一個(gè)現(xiàn)實(shí)中的問(wèn)題：怎樣才能改變燈泡的亮度？學(xué)生一般都會(huì)想到改變電流；再問(wèn)：怎樣改變電流呢？學(xué)生討論后回答：改變電路中的電阻；接著發(fā)問(wèn)：電阻怎樣改變？學(xué)生探究過(guò)影響電阻大小的因素實(shí)驗(yàn)后會(huì)紛紛說(shuō)出：改變導(dǎo)體長(zhǎng)度、粗細(xì)、材料等；最后問(wèn)：改變導(dǎo)體的什么最方便？學(xué)生經(jīng)思考后一致回答：長(zhǎng)度。自此將滑線變阻器拿出來(lái)便水到渠成。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)生體會(huì)到了學(xué)習(xí)物理知識(shí)的樂(lè)趣和成功感，在學(xué)生沉浸在快樂(lè)的學(xué)習(xí)之中時(shí)，教師突然發(fā)問(wèn)：如果要改變的范圍很大，滑線變阻器便會(huì)很長(zhǎng)，不僅占空間，而且使用起來(lái)也很不方便，怎么改進(jìn)才好呢？于是師生一道又一次通過(guò)艱辛的努力終于親手制作出了方便又實(shí)用的滑動(dòng)變阻器。

這種利用所學(xué)物理知識(shí)，新自動(dòng)手制作成的科技作品，不僅讓學(xué)生掌握了滑動(dòng)變阻器的原理、作用和使用方法，而且感受到了物理知識(shí)學(xué)習(xí)的重要性，更重要的是有效地促進(jìn)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

三、了解電磁學(xué)發(fā)展過(guò)程，深化學(xué)生的創(chuàng)新思維

在尋找電磁聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)中，首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)取得突破性成功的科學(xué)家是丹麥的奧斯特，1820年4月的一天，他在靜止的磁針上方沿南北方向拉一根與磁針平行的導(dǎo)線，給導(dǎo)線通電時(shí)，磁針立刻偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，改變電流方向，磁針偏轉(zhuǎn)的方向也隨之改變。實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分表明通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng)——電流的磁場(chǎng)。

奧斯特的發(fā)現(xiàn)引起了同樣在尋找電磁聯(lián)系的法國(guó)科學(xué)家安培的極大興趣，他在很短的時(shí)間內(nèi)即通過(guò)實(shí)驗(yàn)找到了電流方向與磁場(chǎng)方向的關(guān)系，爾后的實(shí)驗(yàn)研究一發(fā)不可收：先是將通電直導(dǎo)線彎成環(huán)形，由此提出了箸名的分子環(huán)流理論，揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，接著將環(huán)形通電導(dǎo)線發(fā)展成通電螺線管，為電磁鐵的誕生打下了很好的基礎(chǔ)。

電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，反過(guò)來(lái)磁場(chǎng)是否也能產(chǎn)生電流呢？帶著這一思考，英國(guó)物理學(xué)家法拉第經(jīng)過(guò)10年堅(jiān)持不懈的努力實(shí)驗(yàn)，終于在1831年取得了重大的突破，由他發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)一步揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系，電磁感應(yīng)現(xiàn)象不但有重要的科學(xué)意義，而且有很大的實(shí)用價(jià)值，由此發(fā)明的發(fā)電機(jī)使電能的大規(guī)模生產(chǎn)和利用成為現(xiàn)實(shí)。

在教學(xué)中如果順著電磁學(xué)發(fā)展的歷史對(duì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的引導(dǎo)，學(xué)生不僅像聽(tīng)故事一樣對(duì)物理學(xué)習(xí)入迷，而且科學(xué)家們橫向、順向、逆向等思維方法也會(huì)給學(xué)生打開(kāi)創(chuàng)新思維的閘門(mén)。

以上實(shí)例，只是想起一個(gè)拋磚引玉的作用，只要大家在平時(shí)的教學(xué)中深入鉆研教材、處處留心對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，就一定能為國(guó)家培養(yǎng)出一批又一批的創(chuàng)新型的人才。

武漢市第三十六中學(xué)）

責(zé)任編輯 王愛(ài)民