應用五步教學法，培養學生的創新能力

摘 要： 基于社會發展的要求，我國確立了創新人才培養的教育目標。在大學物理教學活動中，應充分發揮物理學研究方法及其科學思維的作用，培養學生的創造性思維能力、創新意識及創新精神。五步教學法，把創新性與創造主體相結合，把理論與實踐相結合，努力構建創新教學體系和創新人才培養模式，探索在大學物理教學過程中如何培養學生的創新能力。

關鍵詞： 五步教學法 大學物理教學 創新能力

近年來在高校教學中，學生的理論學習，尤其是基礎課的學習嚴重脫離生產實際，學生走上工作崗位，感覺所學不能為己所用，認為物理學枯燥、深奧、難懂、難學。為了改革傳統的課堂教學與新時期教育目標不相適應的教學觀念、教學環節、教學方法等，適應新時期對人才培養的新要求，提高學生學習物理的興趣，引發學生對物理現象背后本質的思考，培養學生學習物理的興趣，使學生通過嘗試創新增強創新意識，養成創新思維習慣，從而提高創新能力，筆者提出了五步教學法。

1.教學方法創新

五步教學法主要包括啟發、探尋、反思、設計、實踐五個環節。

1.1啟發

即創設情境、啟發思考，激發探究欲望。一改傳統教學由理論到理論的枯燥的直接講授，避免學生產生厭煩情緒，通過展現鮮活的豐富多彩的生活現象，引導學生對現象產生好奇，激發學生的研究興趣和創造熱情，使學生的各種生理和心理機制調節到最佳狀態，為創造性思維做好心理準備。

1.2探究

即歸納現象，得出規律，實現由感性認識到理性認知的飛躍。在啟發已經完成的情況下，教師應趁熱打鐵，及時引導學生歸納這些現象的共同特征，引發學生對共同特征背后本質規律的思考。在這一過程中，會涉及物理學解決問題的思想方法（如：簡化模型、等效思想等），必然會引起學生的疑問，產生新設想和對已有認識結構的沖撞。引導學生及時記錄這些思想火花，這是創新思維的開始（或產生）。

1.3反思

即鞏固規律，反思物理意義，實現由理論到實踐的初步跨越。在第二步中得出用數學公式或文字所表達的物理規律之后，要及時引導學生反思其物理意義，透過理論公式和文字符號看蘊含的實際意義，對公式進行數學變換，再看其相應的物理意義和實際意義，以解例題的形式引導學生學會用理論指導實踐，解決實際問題，并挖掘規律的其他一切可能價值。在此過程中，注意啟發學生試圖用所學知識解決現實問題，并提示學生及時記錄創新設想。在這一階段中，學生會產生大量的新設想或新問題，這是創新活動的開始。

1.4設計

即查閱資料，明確問題，并設計解決問題的初步方案，實現由理論到實踐的大膽嘗試。在“反思”過后，學生頭腦中將會產生許多問題，迫切需要解決，甚至希望親自做實驗進行驗證。這時，教師應及時引導學生學會研究，學會查資料，學會正確表征自己所提出的問題，進一步完善理論構想，初步設計解決問題的方案。

1.5實踐

即進行實驗或理論推演，創造成果，最終實現由理論到實踐的飛躍。

“五步教學法”堅持以學生為主體、教師為主導的原則，能克服以教師或教學內容為中心、學生習慣于以教師為權威、全盤接受教師傳授知識的缺點，為學生的創造性思維和創新行為提供可能。另外，筆者精心構建的整個教學新體系，都是圍繞培養學生綜合素質和創新能力的總目標進行的。為了達到最后的教學目標，筆者十分注意教學手段的運用，對多媒體和板書取長補短，進行適當整合。筆者認為，多媒體在演示動畫、展示情景、創設情境、畫圖及布置思考題等方面更有優勢，而板書在理論推演、控制節奏、及時答疑等方面具有多媒體不可替代的作用。

2.教學組織實施

2011年暑假，根據創新教學策略和研究方案，以及剛體的定軸轉動、流體力學、液體表面現象、穩恒磁場和波動、幾何光學等內容，實施創新教學，在多媒體演示中插入更多形象生動的圖片。整節課對多媒體播放順序做了調整，更適應“五步教學法”的節奏。

2.1設計小課題

根據每章內容，初步擬定研究小課題，供學生參考，在實際研究中，學生可自行選題。下面列舉部分小課題：（1）人體骨骼的結構和力學特性；（2）肌肉牽引骨骼的力學原理；（3）人體的運動機制；（4）人體血液循環的力學原理；（5）體位對血壓的影響在醫學上的應用；（6）血液中各種細胞遷移現象分析；（7）B型超聲波的原理；（8）超聲波的生物效應；（9）孕婦做B超對胎兒有害嗎；（10）醫學上常見氣體栓塞現象及其防護。

2.2教學案例

2.2.1教學內容的組織實施

2.2.1.1“五步教學法”和創新思維訓練相結合。過去應試的物理教學方式比較強調歸納總結、數學推導，大量時間用于訓練學生的解題技巧，教學過程基本是單向的，學生學習起來枯燥乏味，由此萌發出怕學物理的心理。在創新教學新體系中，筆者以教學模式的改革為切入口，以引導學生創新思維為重點，重視學生的個性發展和創新能力培養。在課堂教學中注重物理圖像，注重物理學知識與自然現象、生活實踐、科學技術相結合，采用教師與學生雙向交流和溝通的方式實施教學。為了增強課堂教學效果，筆者依據學生的思維發展特點，遵循創新思維活動心理過程，以創新教學新體系為支架，遵循“五步教學法”原則，大膽開展創造性課堂教學，大大活躍課堂教學氣氛。如對流體力學的教學，筆者采用“五步教學”，首先呈現本章的知識構架，讓學生對所學的內容有一個粗略的框架，然后播放與流體有關的圖像和動畫，主要有臺風、山澗小溪、水上沖浪、自來水管、輸液管、人體血液系統等，接著引導學生觀察現象，通過對現象產生原因的追問，引發學生思考，激發學習興趣。在學生的思維狀態處于“最佳發展狀態”，對現象本質無限好奇之時，提示學生運用物理學解決問題的一般方法，根據實際流體的特征、性質和要解決的問題，抓住主要矛盾，進行合理簡化，建立理想流體和穩定流動物理模型，并用物理語言和基本數學方法進行描述，讓學生興奮地體驗物理方法和物理思想的妙用，同時也完成了“五步教學法”中的“啟發”環節。這時，在學生會產生掌握方法的滿足感，迫切了解現象本質的熱情有所下降，激烈的腦細胞活動也得到片刻休息時，筆者不失時機地提示學生：“一切物理現象都遵循物理學的三大基本守恒定律?！币龑W生思考：“理想流體做穩定流動會遵循怎樣的規律呢？”由此順利轉入“探尋”環節。此時學生思維活動狀態再次被激活，師生共同探尋規律，由質量守恒定律，進行邏輯和數學推演，得到連續性方程，認識到：流體的連續性方程其實就是質量守恒定律在流體力學中的應用特例。再由機械能守恒定律，結合連續性方程，進行邏輯和數學推演，得到伯努利方程，學生會深刻地體會到：將物理普遍規律，運用于具體現象中，就會產生新的定律和定理，從而產生理智感，在接受知識的同時激發創造熱情，至此也完成“探究”環節。在得出連續性方程和伯努利方程之后，學生會以為掌握了規律，就已經完成了學習任務，可能不會再思考定律的深刻意義和價值，學生的心理活動暫時處于冷卻狀態。筆者抓緊時機，要求學生運用規律，解釋剛才所呈現的物理現象。學生的思維活動再次激活，轉入對定律的“反思”環節。本單元的“反思”環節，主要解決定律中每一項的物理意義，定律本身的物理意義，定律在特殊情況下的表現形式，討論定律的各種用途等。在這一環節中，學生不僅會對定律有更深刻的領會，能較好地接受發散思維訓練，體會運用規律解決實際問題的過程，而且在理論與實踐的聯系中，學生會萌生許多問題或設想。筆者會提醒他們及時記錄問題，并鼓勵大家課后進行更深入的研究。至此，完成了“反思”環節，并啟動了“設計”環節。整個課堂教學由張有弛，環環相扣，既重視基礎知識的教學，又重視創新能力和創新精神的培養，實現知識、能力和素質協調發展的培養目標。

2.2.1.2課內與課外相結合。課堂教學只能完成“五步教學法”中的前三步，對在“反思”中產生的問題，需要在課后進行“設計”和“實踐”。而“設計”和“實踐”是進行創造活動、形成創造成果的重要途徑，也是培養創造能力和創新精神的重要途徑。

在教學中，改變問題盡量解決于課堂的傳授式教學方法，課堂教學重點是啟發思考現象、引導探尋規律、激發反思問題，側重講思路、講方法、引問題、重討論，而將許多通過思考可以自己掌握的內容留給學生自己去做。課外作業形式多樣，除了常規作業以外，筆者布置一些思考題、討論題、設計題及小課題等。對學生，要求每一章學過以后，完成一定的常規作業的基礎上，組織小組討論，學期結束，每人寫一份小論文，并實施新的學生考核方式。小組討論的目的，是對學生進行發散思維訓練，同時也為學生提供機會，讓他們提出在“反思”環節中產生的問題，完成對問題的表征，并“設計”解決方案。布置小論文，目的是讓學生對問題有一個醞釀期，體驗“頓悟”和“靈感”的作用，同時完成論文的過程，也貫穿著思維的“實踐”過程。小論文自由選題，自由發揮，培養學生的自學能力和自覺性，從而培養學生的創新能力和創新精神。

參考文獻：

[1]胡新珉.醫學物理學（第6版）[M].北京：人民出版社，2004.

[2]伍珍秀.物理教學中培養創新能力的探索[J].零陵學院學報，2005，（2）：36-37.