科學技術問題都是直接或間接與社會聯系的,強調科學技術的社會意義是當前科學教育的一個重點,而科學技術的本質就是創新。九年義務教育《中學物理課程標準》明確規定:通過物理科學不斷變革發展的歷史,中外科學家追求真理而獻身的歷史,結合學生實驗、觀察、作業、制作等實踐活動,培養學生追求新知、實事求是、獨立思考、勇于創新的科學態度和精神。可見在物理教學中融入創新教育作為落實物理學科素質教育的突破口是重中之重。在初中物理教學中創新教育如何實施呢?我結合十幾年的教學實踐與研究,總結出如下方法。
一、激發探究興趣,培養創新意識
創新意識是指創新的愿望和動機,要激發創新意識就必須培養學生的學習興趣和探究興趣。物理世界是一個充滿生氣的世界,大量的物理實驗顯現各種奇異的物理現象,能激發學生學習物理的興趣。物理教師應根據本學科的特點和規律,激發學生的學習和探究興趣,這是物理教學實施創新教育的基本條件。
興趣作為一種非智力的心理因素,對人的智力活動和其他實踐活動有著積極的功能。興趣能夠促進學生去思考、去創新,它是發展思維,激發學生主動學習的催化劑,是調動學生學習積極性、自覺性和創造性的一種內在動力。因此,教師要培養學生善于發現線索,全力追蹤,從各個可能的角度和不同的側面予以觀察,并將它和其他知識聯系起來,找出新東西、新方法、新途徑。教育學生理解學習并不在于知識本身,而在于將知識作為創新的階梯。
二、突出學生的主體地位,培養創新精神
要培養學生的創新精神,必須激發學生創新的動機,突出學生的主體地位。由于受尊師重道的傳統教育思想影響,為數不少的物理教師都認為:教師的權威不容侵犯,即使錯了,學生也不能在公開場合當面反對。不正確的師德觀念,不平等的師生關系,不僅直接降低了教學效益,而且直接導致了學生學習主動性的萎縮,不利于學生創新精神的培養。
教師要營造寬松的教學環境,敢于放手讓學生充分討論。一個問題可以有多種答案,要鼓勵學生從多角度進行回答,創新性的見解往往就在學生的各抒己見之中。學生討論熱烈之時,往往正是發散思維最為活躍之際。我曾見過一位物理老師設計的一個可供學生討論,并引導他們一步步探究解決的實驗題目:不用長卷尺來測量兩座相距較遠的樓房之間的距離。有的學生提出利用自行車來測量,先測出車輪的半徑,記下自行車經過兩樓過程中轉動的圈數,然后通過計算可測。有的提出利用聲速和光速來測量,大家認為這一方案比較先進,物理知識含量高、有創新思想……接下來讓學生討論怎樣測量,問題的難點是當聽到槍聲掐表時間誤差大,……問題一個接一個出現,被同學們一個又一個解決,終于大家得出了比較滿意的方案。接著全班同學就按自己設計的方案興高采烈地去做實驗,最后回到教室,師生一起處理實驗數據,得出實驗結果。在整個實驗過程中,除了題目是教師提出的外,實驗方案和解決問題的途徑都是由學生議論研究出來的。學生的主體地位得到充分體現,同時又培養了創新意識和創新精神。
三、改進教學方法,訓練創新思維
創新能力的核心是創新思維,創新思維是一切創新的源泉。創新思維不是一種單一的思維,而主要是兩種思維(發散思維和收斂思維)新穎的、靈活的有機結合。
對學生進行發散思維和收斂思維的訓練是培養學生創新性思維的有效途徑。為培養學生的發散思維,可以在教學中提出一題多解、一題多變、一問多答的練習,促使學生廣泛搜尋自己的記憶儲存,提取盡可能多的信息項目來尋求答案。
在進行發散思維訓練的同時,還必須注意進行收斂思維的訓練,如:進行測密度的分組實驗前,先提出:想一想,有關密度的知識有哪些?利用你所學的物理知識你能設計出哪些方案?引導學生進行多方面的聯想與思考,看學生能提出幾種方案。接著讓他們進行收斂思維訓練,即指導學生對各種實驗方法進行篩選,從而開拓思維,針對不同物體、不同問題找出簡單易行的方法,從而培養學生提出問題、分析問題、解決問題的能力,進而取得收斂思維訓練的良好效果,并培養學生學以致用的意識。
四、重視物理科學方法滲透,培養創新能力
所謂科學方法就是人類在探索未知自然規律時(實踐活動),從實踐或理論上,把現實的解決具體任務所運用的各種途徑、方式和手段的總稱。
人們要想在實踐活動中有所創新,就必須掌握各種有關的科學方法。牛頓能建立經典力學,這是他善于運用理論分析法、數學測算法、經驗總結法和理想化法的有效成果;伽利略之所以能發現慣性定律和落體定律,與他正確選用了實驗法、觀察法、猜想假設法和數學相結合的科學方法是分不開的。瓦特發明了蒸汽機,使人類步入熱機(工業革命)時代,觀察法成為他發明的佳傳。法拉第電磁感應的發現,開辟了電能的新時代,這是他運用科學假說方法和實驗驗證的成功之處。愛因斯坦創立了相對論,使人類走進了核能時代,理想實驗起了重要的作用。麥克斯韋電磁場理論的突破,造就了電磁破信息的新時代,這與科學理論假設的應用有重大的關系……縱觀物理學發展史,眾多的物理學家之所以在物理學的研究中有杰出的創新貢獻,無不與他們運用正確有效的科學方法密切相關。以上的事實充分說明科學方法在物理史上占有十分重要的創新地位,我們在中學物理教學過程中,有目的、有計劃,適時有機地對學生進行物理學科學習方法的研究和訓練,對培養學生的科學創新能力,將來走上工作崗位為祖國的繁榮昌盛和科技進步貢獻力量,具有深遠的意義。
五、優化創新環境,鼓勵創新
良好的創新環境,是學生培養創新意識、表現創新能力的重要外因條件。在優化的創新環境中,學生往往能更充分地顯示創新才能。為了提供必要的創新條件,學校或班級可舉辦諸如“邁向新世紀”、“向科學進軍”等以創新為主題的班會活動,使學生們堅定成為創新人才的志向。“科學小論文答辯”、“實驗改進、科技小制作演示會”等形式的班會,可為學生們提供創新活動的場景和創新才能展示的機會,學生走上講臺,宣讀創新小論文,進行現場答辯。一個個尖銳的質疑,一個個機智的應答,猶如在莊嚴的科學殿堂中進行學術討論。
在開發創新潛能的過程中,對學生們的創新成果,那怕是點點滴滴,哪怕還很幼稚,也一定要給予充分的肯定,為了鼓勵學生們的創新熱情,學校或班級可進行小論文、小改進、小制作評選,并頒發創新獎。為了加強學生們的創新意識,可適時地將他們的創新成果推薦到上級有關部門刊登或展覽,使被推薦的學生從中獲得一種光榮感,形成一種創新獲得光榮,光榮激勵創新的良好氛圍。