利用物理教學培養學生的創新能力

■陳策

利用物理教學培養學生的創新能力

■陳策

新課程目標指出，義務教育物理課程旨在提高學生的科學素養，不僅要注重科學知識和技能的訓練，而且應注重對學生學習興趣、探究能力、創新意識和創新能力的培養。創新能力包括創新思維能力、創新想象能力、創新感知能力、創新實踐能力等。在物理教學中，教師要想方設法培養學生的創新能力。

一、利用經典案例，培養學生的創新思維能力

物理學是實驗科學，學科本質強調尊重事實、嚴肅認真、按科學規律辦事，它更強調勇于發表自己的看法，勇于提出與他人不同的見解。很多物理學家，之所以能有很高的建樹，都源于他們的創新意識——不畏權威，大膽質疑，不怕困難，鍥而不舍。這些物理學家的成功事例就是培養學生創新意識的好素材。如，愛因斯坦的傳記作者克拉克這樣評價愛因斯坦：“他的天才中很大一部分依賴的是想象力，這種想象力使他有勇氣對公認的信念進行挑戰。”愛因斯坦不怕冒犯權威人士，有一次甚至公然違抗他的導師馬克思·斯蘭克，致使克拉克說：“只有愛因斯坦才敢這么做。”又如，歐姆總結出的該定律前后花費了十年心血。在當時簡陋的條件下，他竟然花了五年時間，克服了很大的困難，一次次努力，始終沒有氣餒，終于找到了穩壓電源，再經過五年的大量實驗與細致研究，終于發現總結出了歐姆定律。再如，愛迪生研究燈絲的材料，從最初用的炭絲（材料的選擇）到盡可能地把玻璃泡里的空氣抽掉（發光的條件），從熔點較高的白金到稀有金屬以及各種耐熱材料的選用，最后選取熔點高的鎢絲在真空狀態下達到白熾發光（發光的原理）一直沿用到現在，先后試驗了一千六百多種材料，做了上萬次實驗。

這些素材的選取能有效培養學生在實驗中不怕困難與挫折、不怕失敗、鍥而不舍的探索精神和創新思維能力。

二、激發學習興趣，培養學生的創新感知能力

傳統的滿堂灌的教學模式使學生成了應試教育的奴隸，使學生缺乏學習的激情和沖動。新課程背景下的物理教學，強調學生是學習的主體，教師是組織者、指導者、參與者，強調學習過程的親歷和感悟。在這一教學活動中，學生如果充滿好奇，就會產生濃厚的興趣，就會全身心地投入、專心致志地思考和實踐，從而激活他們的思維，提高他們的創新感知能力。

課例1“光的折射”教學片段

【學生活動】學生閱讀“海市蜃樓”的報道。下午兩時蓬萊海濱薄霧漸退，上空零星出現淺黃色帶狀云霧，并逐漸轉白，蔚為壯觀。從16：50時開始，海域上空大團云彩變幻莫測，似空中綻開的奇葩，似啟航的大船，從大海深處徐徐飄來，霎時蓬萊閣和八仙渡景區上空出現一道天幕，“海市蜃樓”奇觀呈現在人們面前，如同一幅靜止的、清晰度極高的、繁華美麗的城市美景。從這幅漫無邊際的畫面上看，好像一個海濱小城的鳥瞰圖，鑲嵌在蓬萊閣和八仙渡景區的上空，前面是微波蕩漾的碧水，后面是被碧水環繞的城市，畫面的中央部分宛如鱗次櫛比的城市建筑群，高樓大廈、燈塔、寬廣的城區道路清晰可見，時有天人天馬走動穿梭，畫面的左邊是廟宇式建筑，并逐漸轉換成海邊小島，船兒點綴其間，畫面的右邊即像綿延千里的蔥綠茂盛的熱帶森林，又像遠望的山野村莊散落到天際。忽而變幻成意大利的威尼斯，忽而變幻成香港的維多利亞港灣，又忽而變幻成上海的外灘、澳門的海邊。這一高度清晰的天象從16：40發現時開始，直到18：30后才開始漸漸暗淡，最后在海風中慢慢飄失。這次持續兩個多小時的“海市蜃樓”一直到19：00才結束。此次奇觀使近萬人大飽眼福。

【教師活動】記者對“海市蜃樓”的描寫好不好？同學們想不想親眼目睹“海市蜃樓”的奇觀？

【學生活動】學生觀看“海市蜃樓”的視頻

【教師活動】“海市蜃樓”那美麗奇妙的景象是如何形成的？同學們能否設計實驗來說明。

【學生活動】1.有些學生把筷子插入水中，豎直插入、斜插，從水面上看、從側面看；2.有些學生觀察厚玻璃磚后面的鉛筆等。

【學生活動】學生回答觀察到的現象并嘗試解釋原因。

下面我們通過實驗來探究該問題……

由于開始創設實驗的過程引起學生的注意，激發了他們的好奇心與探究欲望，也就大大提高了學生的探究感知能力。

三、積極引導，培養學生的創新實踐能力

培養創新精神和實踐能力是新課程改革的主旋律，新課程標準提出了一種讓學生必須掌握的最基本的科學思維程序：“提出問題——猜想與假設——制定計劃與設計實驗——進行實驗與收集證據——分析與論證——評價——交流與合作”。在具體實施中可以是其中的一部分，教師不應該苛求每次的探究活動為整體的思維程序。

1.創設適當情境，刺激學生實踐

創設情境的目的是培養學生的問題意識。亞里土多德曾說過“思想是從疑問和驚奇開始的”。一切創新都始于問題的發現，而發現問題又源于強烈的問題意識。如果缺乏問題意識，創新也就是無源之水、無本之本。這就要求教師要重視教學問題情境的創設，把學生引入“提出問題——探究發現——解決問題”的學習過程，使學生全心地投入到學習中去。

課例2“滑動變阻器”教學導入片段

【教師活動】師撥動收音機的音量開關，旋動調光燈開關。

【學生活動】生目睹調光燈亮度的變化，耳聞收音機音量的變化。

【學生發現】旋動開頭，聲音、光亮隨之改變。

【學生提問】為什么旋動開關能改變電流大小呢？

【教師啟發】能否利用手邊的器材設計和連接能夠改變電流的電路？

【學生活動】1.學生設計改變串聯入電路中的小燈泡的個數的電路；2.學生把一段電阻絲或一段鉛筆芯于小燈泡串聯在電路中，用電線夾改變他們在電路中的長度等。

該問題的情境貼近生活實際，學生會以積極的態度參與學習，以飽滿的情緒參與到問題的探究中。

2.設計開放問題，引導學生實踐

我國傳統的教學注重問題的唯一性，沒有唯一答案的問題不上課本，沒有固定答案的問題教師不講，這大大制約了學生的創造性思維。實際的問題往往是開放的，沒有唯一正確的答案，教師要向學生不斷提出具有挑戰性、激勵性的問題，不斷地激發學生的思維。

課例3“設計實驗測物質的密度”教學片段

【教師活動】請同學們利用下列儀器：天平、量筒、刻度尺、水、燒杯、鐵架臺、測力計、細線設計不同方案，測一個規則的小鐵塊的密度。

【學生活動】學生分成若干小組，討論異常激烈，最后由每個小組長代表該組把設計方案呈現給師生，各小組間參與交流（師生間交流）。

【師生活動】總結出不同的方法如天平法、量筒法、測力計法、刻度尺法、基本法、杠桿法等。

【教師活動】要求每個小組至少用三種方法實測小鐵塊的密度。

【學生活動】各小組動手操作實驗，記錄數據，匯報結果。

該課例的問題本身就是開放性的，學生的活動過程也是開放性的，學生做到了積極參與和有效參與。在各小組動手操作實驗中，由于方案各不相同，教師要分組進行指導，如器材如何組合、如何放置，數據如何觀察、如何記錄、如何處理等，由于學生有充分的自主學習時間和互動的交流空間，創設了民主、和諧、自由的教學氛圍，充分體現了探究、自主、合作的新課程理念，有效地培養了創新精神和實踐能力以及相互協作的團隊意識。

3.鼓勵學生實踐，勇于提出見解

教師還可開放實驗室，鼓勵學生大膽探索，敢于通過實驗提出自己的見解，發表自己的看法，并能通過實驗進一步驗證問題的真偽，如“用變阻器改變電路的電流”實驗中，學生發現滑片移動時，電源兩端的電壓表示數隨之改變，這一發現與平常所說的電源電壓一定的結論是矛盾的。教師要抓住這一契機，鼓勵學生大膽提出自己的想法并設計實驗，比如設計串聯和并聯這些鏈接方式不同的電路，還可以在同一電路中接入數目不同的用電器進行觀察和實驗，記錄并進行分析，研究矛盾的焦點，從而有效地激勵學生的創新動力。

學生創新能力的培養，需要教師創設生動、活潑、自由、民主的課堂氛圍，讓學生在自我構建的過程中，張開思維與想象的翅膀，尋找解決問題的策略。教師要及時引導和發現學生獨特、新穎的思維和方法，在學生感受和理解知識發生和發展的過程中培養學生的創新能力。

（作者單位：武漢經濟技術開發區第二初級中學）

責任編輯 王愛民