美國高中物理教學(xué)對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

文/吳藎萱

美國教育界所定義的創(chuàng)造性思維，是指提供新穎的有價(jià)值的思維成果的思維方式。它表現(xiàn)為豐富的想象力和聯(lián)想力、認(rèn)識世界的能力、綜合抽象的能力和敏銳的理解力。它能充分發(fā)揮人們從紛亂的事物中分析、研究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律和解決問題的能力。如何以創(chuàng)新教育來展現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神，是一個(gè)非常值得探討的問題。本文試從以下幾方面探討一些美國高中物理課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的途徑和方法。

一、美國高中物理教材為學(xué)生營造創(chuàng)新學(xué)習(xí)氛圍

美國高中物理教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)不僅僅是讓學(xué)生理解多少物理知識，更重要的是通過學(xué)習(xí)來培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，養(yǎng)成正確的思維習(xí)慣。所以，教材的內(nèi)容設(shè)置一定要激發(fā)學(xué)生的情緒，激發(fā)學(xué)生的多層次思維能力。教材通過多角度的設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生從不同角度去觀察和思考物理問題，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力。

美國高中物理教材《Physics Principle and Problem 》是全美80%以上的高中普遍使用的教材,也是美國大學(xué)聯(lián)合理事會(huì)所推薦的SAT考試AP考試的指定教材.這套教材深刻體現(xiàn)了美國現(xiàn)代認(rèn)知學(xué)習(xí)理論中激勵(lì)理論的思想精髓,即一個(gè)學(xué)生能否積極主動(dòng)的思考是他的思維能力能否得到發(fā)展的首要條件,而主動(dòng)思考產(chǎn)生的前提則是持續(xù)的、積極的激勵(lì)，激勵(lì)藝術(shù)的本質(zhì)在于激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)造力和求知欲。

物理學(xué)本身就是一門深?yuàn)W的學(xué)科，有些學(xué)生常常感到老師所提出的問題與自己沒有太大的關(guān)系，且枯燥無味，這樣的學(xué)生往往在課堂上表現(xiàn)為啟而不發(fā)，不能與老師產(chǎn)生共鳴。要解決好這個(gè)問題，我們不能強(qiáng)制每個(gè)學(xué)生都對我們所提出的那些抽象的、遠(yuǎn)離生活的、憑空捏造的一些問題產(chǎn)生強(qiáng)烈的興趣，我們應(yīng)該關(guān)注如何讓學(xué)生感受到他就是問題中的一員，如何有興趣地參與進(jìn)來。也就是說，我們在提問時(shí)，應(yīng)該給問題一個(gè)載體，給學(xué)生提供一個(gè)情境，讓每個(gè)學(xué)生感受到他就處在這個(gè)情境之中，通過自然的方式激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。美國高中物理教材在這方面做得就非常值得借鑒。《Physics Principle and Problem 》第十三章在講到壓強(qiáng)問題時(shí)，就引入了龍卷風(fēng)的情境。首先提出問題：在龍卷風(fēng)來臨之際你是把門窗緊閉還是打開？學(xué)生照常理回答大多是“緊閉門窗”。接著書中給出了具體的數(shù)值讓學(xué)生去感受：“龍卷風(fēng)中心的壓強(qiáng)可以比標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)低15%，假定龍卷風(fēng)的外圍邊沿作用于195cm高，91cm寬的門上，那么門受到的凈力為多大，方向怎樣？”經(jīng)過討論和分析，同學(xué)們往往會(huì)恍然大悟。課堂上，我明顯感覺到這比單單要求他們計(jì)算某一壓強(qiáng)生動(dòng)得多，因?yàn)閷W(xué)生已經(jīng)將自己融入該情境中，成為情境中的一員。接著就有學(xué)生提出，“老師我知道微電影中是如何模擬龍卷風(fēng)的情境的了，因?yàn)辇埦盹L(fēng)的中心壓強(qiáng)比四周低，所以我們只要在房屋模型的煙囪上裝一個(gè)吸風(fēng)裝置，這樣模型里的桌椅板凳都會(huì)飛起來了”。這就是學(xué)生的創(chuàng)新思維在課堂上閃光，它能夠極大地激發(fā)班級其他學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情，原來電影中、生活中處處有物理原理，我們要用發(fā)現(xiàn)的眼睛，創(chuàng)新的思維，以及探索的勇氣，去感受物理的美好。

二、美國高中物理教學(xué)中重視教學(xué)方法的創(chuàng)新

愛因斯坦說：“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要。”教師與學(xué)生教與學(xué)的過程就是不斷提出問題和解決問題的過程。美國高中物理課堂提倡不斷引導(dǎo)學(xué)生對所要研究的物理自然現(xiàn)象進(jìn)行多方位的觀察，提出問題，通過“討論探究”進(jìn)行分析、推理等一系列動(dòng)腦動(dòng)手的實(shí)踐、思維活動(dòng)過程，達(dá)到解決問題、學(xué)好物理知識的目的。

美國課堂非常鼓勵(lì)學(xué)生敢于質(zhì)疑勇于發(fā)言,即使那些已成定論的東西也不妨大膽重新審視。以一道美國高中物理課堂的家庭作業(yè)題為例：請以一根卷尺來估測一堆沙子的動(dòng)摩擦系數(shù)。卷尺的基本功能是測量長度，而此時(shí)卻要求突破其固定的功能，測量一些看似無關(guān)的物理量，這對培養(yǎng)學(xué)生的求異思維及想象力無疑是很好的嘗試。我們來聽聽一個(gè)合作小組的匯報(bào)。要測定沙礫間的動(dòng)摩擦系數(shù)，必須讓沙礫發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)；于是應(yīng)用力學(xué)中一個(gè)常用模型：逐漸增大斜面傾角θ使得木塊在斜面上將要發(fā)生相對滑動(dòng)，此時(shí)有μ＝ｔａｎθ。受這一原理啟發(fā)，我們可以將題給的一堆沙子從高處慢慢漏下去，在地面上形成一個(gè)圓錐體，并不斷增高以至不能再高，即表面沙礫將要開始滑動(dòng)，此時(shí)的砂堆就構(gòu)成了一個(gè)要?jiǎng)拥男泵妗８綦x出其表面的任何一顆沙礫，也就相當(dāng)于斜面上的一塊木塊了。這樣，通過θ這個(gè)變量即可把動(dòng)摩擦系數(shù)μ的測量轉(zhuǎn)化為可用卷尺測量的長度（圓錐的高ｈ和周長Ｌ，即μ＝ｔａｎθ＝ｈ/Ｌ）。

美國物理課堂上問題可以有學(xué)生來提出，結(jié)論由學(xué)生來探討，方法由學(xué)生來摸索，結(jié)果由學(xué)生來評價(jià)，甚至可以讓學(xué)生上臺講解。鼓勵(lì)學(xué)生標(biāo)新立異，挑戰(zhàn)知識權(quán)威，使學(xué)生解放思想，開闊視野，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。

三、通過課外活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

近些年來，美國高中物理教學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)與國內(nèi)高考為導(dǎo)向的課程標(biāo)準(zhǔn)最大的區(qū)別在于，其難度和深度都有降低的趨勢，而重在拓展知識的廣度和寬度，拓展學(xué)生的知識面，這就為其開設(shè)第二課堂,開展活動(dòng)課程，全面提高學(xué)生的創(chuàng)新能力提供了有利條件。美國高中物理課堂非常重視在教師指導(dǎo)下組建物理活動(dòng)小組，合作開展活動(dòng)。

美國高中教學(xué)中課外活動(dòng)的具體形式有如下幾種：（1）進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)和小制作。可以結(jié)合實(shí)際開設(shè)“小實(shí)驗(yàn)，小制作”等活動(dòng)課程，為學(xué)生表現(xiàn)動(dòng)手欲、創(chuàng)造欲提供自由的天地。通過物理實(shí)踐活動(dòng)，充分挖掘?qū)W生潛在的創(chuàng)新素養(yǎng)，不斷提高學(xué)生知識的應(yīng)用能力、應(yīng)變能力和創(chuàng)新能力。（2）階段性征集試題的活動(dòng)。美國課堂中多次出現(xiàn)單元小測驗(yàn)由物理小組輪流征題和出題的模式。這與美國SAT高考的題庫制度和AP競賽的題庫制度有某些相似之處。讓學(xué)生自己對征集來的題目進(jìn)行類型分類和難度分類，并制定評分標(biāo)準(zhǔn)。（3）每兩周辦好“物理論壇”，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的觀點(diǎn)和見解，也可在學(xué)期末要求學(xué)生用假期寫一篇論文，開學(xué)后選出較好的在班級中進(jìn)行講解，并進(jìn)行評獎(jiǎng)，把最好的推薦到市級或州級進(jìn)行評獎(jiǎng)，形成創(chuàng)新的良好氛圍。

美國高中物理教學(xué)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的種種經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒。教師在教學(xué)中要明確體現(xiàn)創(chuàng)新教育的思想，堅(jiān)定創(chuàng)新教育的培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)施方案，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高他們的創(chuàng)新能力。美國高中物理教材非常重視對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；創(chuàng)新課堂的教學(xué)實(shí)施就是要構(gòu)建一個(gè)以學(xué)習(xí)者為中心，以學(xué)生的主體實(shí)踐活動(dòng)為基礎(chǔ)，以學(xué)生的探究學(xué)習(xí)為主體的綜合教學(xué)過程；課外活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和思維，這些作法都值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。

編輯 薄躍華