物理作業(yè)的創(chuàng)新

每個(gè)學(xué)生身上都蘊(yùn)藏著巨大的創(chuàng)造潛能，然而，學(xué)生到了初、高中階段，除了上課和應(yīng)付課外作業(yè)外，幾乎沒(méi)有可供支配的培養(yǎng)自己創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的時(shí)間。學(xué)生對(duì)外界事物的好奇心、興趣、創(chuàng)造性靈感，幾乎全被“封殺”在繁重的課業(yè)中。學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)缺乏興趣，沒(méi)有主動(dòng)追求的愿望。應(yīng)試教育在造就了一大批考試高分者的同時(shí)，也降低了國(guó)家人力資源的創(chuàng)新潛力。在物理教學(xué)中，合理的作業(yè)布置是實(shí)施創(chuàng)新教育的重要途徑之一，學(xué)生通過(guò)科學(xué)的作業(yè)練習(xí)，掌握各種問(wèn)題的分析和解決方法，培養(yǎng)創(chuàng)造性的思維能力。

一 增強(qiáng)作業(yè)的探究性，培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的能力

探究學(xué)習(xí)也稱發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，是指人通過(guò)對(duì)自然、社會(huì)現(xiàn)象或文字材料的觀察、閱讀，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，搜集數(shù)據(jù)，形成解釋，并對(duì)這種解釋進(jìn)行交流、檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)的過(guò)程。其目的在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。學(xué)生的知識(shí)與能力不是依靠教師進(jìn)行強(qiáng)制性灌輸與培養(yǎng)，而是在教師的指導(dǎo)下，主動(dòng)探索、主動(dòng)思考、親身體驗(yàn)出來(lái)的。因此在物理作業(yè)教學(xué)中，要注重作業(yè)的探究性，防止學(xué)生成為缺乏創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力的解題機(jī)器。這類作業(yè)可以由老師根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況和教學(xué)需要選不同層次的課題，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，也可以由學(xué)生自主選擇課題自行探究。由于這類作業(yè)往往需要幾個(gè)學(xué)生合作，因此這類作業(yè)不僅培養(yǎng)了學(xué)生自主創(chuàng)新精神，而且也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

例如：試設(shè)計(jì)一方案，要求人不過(guò)河，而要把一生雞蛋盡快地、安全地送到寬5米的小河對(duì)岸，且只能就地取材。為了增強(qiáng)學(xué)生的興趣，我把全班學(xué)生分成4組進(jìn)行比賽。盡管這個(gè)問(wèn)題并不是很復(fù)雜，通過(guò)積極思考，學(xué)生也想出了十多種方法，如：有的學(xué)生說(shuō)把雞蛋放在網(wǎng)兜里，用漁竿勾著送到對(duì)岸；有的學(xué)生說(shuō)把一空心管架在河上，讓雞蛋通過(guò)空心管滑到河對(duì)岸，有學(xué)生大膽地提出最快的方法是直接扔到河對(duì)岸……通過(guò)討論，大家一致認(rèn)為直接扔過(guò)到河對(duì)岸最快，但難度最大，因?yàn)槟阋前央u蛋直接扔到河對(duì)岸雞蛋就會(huì)破。這時(shí)我引導(dǎo)學(xué)生利用物理知識(shí)解釋蛋為什么會(huì)破，怎樣才能避免把蛋打破進(jìn)行討論。最終利用動(dòng)量定理成功地解釋了蛋被打破的原因，并想出了解決的方法即用水草包住雞蛋然后扔到河對(duì)岸，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一方法的可行性。這個(gè)小實(shí)驗(yàn)于去年參加中央電視臺(tái)舉辦的“中學(xué)生異想天開”比賽，并獲得了一等獎(jiǎng)。通過(guò)類似的小實(shí)驗(yàn)、小發(fā)明，讓學(xué)生充分參與，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

二 增強(qiáng)作業(yè)的開放性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力

物理開放性問(wèn)題是指條件多余、不足、不明確或答案不唯一等題目的討論以及根據(jù)題意，采用一題多變對(duì)習(xí)題的題設(shè)條件或結(jié)論進(jìn)行適當(dāng)改變、重組構(gòu)造出一系列新題目，然后進(jìn)行解答，讓學(xué)生體驗(yàn)到創(chuàng)造性勞動(dòng)的樂(lè)趣。

學(xué)生通常所做的題目條件完備、答案固定，這在學(xué)生發(fā)展思維、提高素質(zhì)方面具有一定的局限性，易束縛學(xué)生的思維，形成定勢(shì)，對(duì)創(chuàng)新教育極為不利。因此在實(shí)施創(chuàng)新教育過(guò)程中，必須增強(qiáng)作業(yè)的開放性，適當(dāng)合理地設(shè)計(jì)一些開放題來(lái)充實(shí)作業(yè)題。由于開放題往往存在多種可能性，這給學(xué)生提供了多角度考慮問(wèn)題的機(jī)會(huì)，在求解答案的過(guò)程中，有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性、應(yīng)變性、發(fā)散性、獨(dú)創(chuàng)性。在討論推斷可能的正確答案和最優(yōu)解法時(shí)，使學(xué)生能進(jìn)行創(chuàng)造性的復(fù)合思維。如電動(dòng)勢(shì)為1.5v，內(nèi)電阻為0.5Ω的干電池若干個(gè)，每個(gè)允許通過(guò)的電流為50mA，一個(gè)開關(guān)和一個(gè)總電阻為30Ω的滑線變阻器，試設(shè)計(jì)一個(gè)可對(duì)“8v、12w”的電燈供電的最佳電路，調(diào)節(jié)變阻器就能使電燈正常工作。這一題有多種解法，在討論、對(duì)比的過(guò)程中，學(xué)生加深了對(duì)知識(shí)的理解，拓寬了思路。

學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)對(duì)題目進(jìn)行加工，或自己構(gòu)造新題，這不僅是一種創(chuàng)造性思維活動(dòng)，而且充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，體現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位。這可分為兩個(gè)層次：（1）將不同的基礎(chǔ)題提供給學(xué)生，讓他們以一定的方式重組，進(jìn)行多題合一的訓(xùn)練。由于學(xué)生參與了編題，編題后可能遇到各種問(wèn)題。通過(guò)這種訓(xùn)練后，學(xué)生在解題中善于抓住關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，知道題目中給出條件的重要性，避免了解題中出現(xiàn)疏漏條件現(xiàn)象的發(fā)生。這是一個(gè)開放性問(wèn)題，由于是學(xué)生出題，可能出現(xiàn)條件不足、物理過(guò)程不明確等問(wèn)題。這就要求學(xué)生對(duì)每種可能存在的某些關(guān)系分別進(jìn)行進(jìn)一步的限制，從而使物理過(guò)程變得明確、具體。同時(shí)教師注意嚴(yán)格把關(guān)，把握知識(shí)難易程度，既保證起到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的習(xí)慣，使學(xué)生做到舉一反三，事半功倍，又保證學(xué)生能有高漲的學(xué)習(xí)熱情，不斷嘗試成功的喜悅，真正達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。（2）根據(jù)所學(xué)知識(shí)結(jié)合日常生活自己編題。例如：在學(xué)習(xí)了有關(guān)“電功、電功率”的知識(shí)后，鼓勵(lì)學(xué)生利用相關(guān)知識(shí)結(jié)合生活實(shí)際進(jìn)行編題，并求解。許多學(xué)生都編出了高質(zhì)量的習(xí)題，如估算自己家中一天正常消耗的電量是多少？若家中可能出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，該如何判斷？假如漏電，如何判斷漏電的方位等一系列與生活緊密聯(lián)系的問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)對(duì)所出習(xí)題的討論，加深了對(duì)知識(shí)的理解，同時(shí)也極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，開闊了學(xué)生的思路，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。

三 增強(qiáng)作業(yè)的層次性，既面向全體學(xué)生，又注重發(fā)展學(xué)生的個(gè)性

創(chuàng)新教育既要重視全體學(xué)生的發(fā)展，也要關(guān)照個(gè)別學(xué)生的差異。因此，物理作業(yè)的布置既要著眼于全體學(xué)生，又要為那些有特長(zhǎng)的學(xué)生留有足夠的發(fā)展空間。這就要求作業(yè)必須有層次性，才能適合全體學(xué)生，才能滿足知識(shí)基礎(chǔ)不同、智力因素各異的學(xué)生。容易的問(wèn)題可使每位學(xué)生都能體會(huì)到成功的喜悅，而有深度的問(wèn)題可以發(fā)展學(xué)生的潛能，使學(xué)生的特長(zhǎng)、潛能得到充分的發(fā)展。具體的做法如下：首先從多角度對(duì)同一問(wèn)題進(jìn)行設(shè)問(wèn)，設(shè)問(wèn)要有梯度，使普通的學(xué)生能踏著階梯逐步探索，這種有梯度設(shè)問(wèn)，可以幫助學(xué)生比較全面地認(rèn)識(shí)問(wèn)題，最終認(rèn)清事物的本質(zhì)，從而達(dá)到學(xué)習(xí)知識(shí)、培養(yǎng)能力的目標(biāo)。其次，是設(shè)計(jì)“階梯形”的題組，根據(jù)教材內(nèi)容的需要，精選不同層次的題目，由易到難，按照不同的能力要求排成題組。每組題集中體現(xiàn)某種物理規(guī)律，有針對(duì)性地設(shè)置知識(shí)、方法、能力的發(fā)展區(qū)，使思考能循序漸進(jìn)，學(xué)生在每組題中都能體會(huì)到其中蘊(yùn)含的物理規(guī)律，加深其對(duì)物理知識(shí)的理解。而對(duì)優(yōu)秀學(xué)生，需要的不是教師的具體傳授，而僅僅是引導(dǎo)、指點(diǎn)。這樣的習(xí)題設(shè)置，既著眼于全體學(xué)生，又注意了學(xué)生個(gè)性的發(fā)展，適應(yīng)了創(chuàng)新教育的要求。

四 增強(qiáng)作業(yè)的綜合性，既強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)，又提高創(chuàng)新能力

美國(guó)學(xué)者羅伯特古丁認(rèn)為，跨學(xué)科知識(shí)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的關(guān)鍵因素之一。學(xué)科的交叉發(fā)展和相互滲透要求學(xué)生有開闊的視野和良好的角度去批判性和創(chuàng)造性地觀察、分析、認(rèn)識(shí)和處理問(wèn)題的能力，高科技創(chuàng)新也需要多學(xué)科全方位的人才，因此在物理作業(yè)教學(xué)中必須加強(qiáng)跨學(xué)科的綜合問(wèn)題。例如2001年7月13日，北京申奧成功，提出“綠色奧運(yùn)，人文奧運(yùn)”，為了改善北京市大氣質(zhì)量，有關(guān)當(dāng)局提出了實(shí)施“綠色能源”的方案，光就是一種取之不盡用之不竭的清潔能源。

第一，若某家庭安裝了一臺(tái)采光面積為2m2，光熱效率為20%的家用太陽(yáng)能熱水器，則每年能節(jié)省多少燃?xì)赓M(fèi)？可少排放多少體積的二氧化碳？（設(shè)：液化氣的燃燒值為50KJ/g，市價(jià)為55元/kg。當(dāng)?shù)厝照樟繛槟昶骄?×107KJ/m2）

第二，光電管和光電池都能將光能轉(zhuǎn)化為電能，若用一光電轉(zhuǎn)化效率為20%的光電池，對(duì)一“2.0V、0.4W”的用電器供電，那么在1S內(nèi)光電池需吸收波長(zhǎng)為6.63×10-7m的光子為多少？（普朗克常數(shù)為6.63×10-34J·S）。

通過(guò)讓學(xué)生多做這類跨學(xué)科的綜合問(wèn)題，不僅可以使學(xué)生把各學(xué)科的知識(shí)融會(huì)貫通，而且可以促使學(xué)生主動(dòng)地把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中解決實(shí)際問(wèn)題。學(xué)習(xí)知識(shí)是手段，教學(xué)的真正目的在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

總之，物理作業(yè)是物理教學(xué)的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的重要途徑之一，只有將創(chuàng)新教育融入物理作業(yè)教學(xué)這一重要環(huán)節(jié)，我們才能培養(yǎng)出能適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代發(fā)展的高素質(zhì)公民。

〔責(zé)任編輯：高照〕