郭永芬
新課程教學理論認為教學不僅要傳授給學生知識,更重要的是要提升他們的綜合素質。人的綜合素質中,最核心的內容就是人的創新素質,如何在高中的有限時間內實現學生的創新能力的培養,就成為高中教學需要研究的重要課題。特別是在高中物理教學中,結合高中物理學科特點,對學生實施與創新能力相關的思維鍛煉,激活學生各種思維能力,讓學生的創新性思維得以有效生成,進而為有效地培養學生的創新性思維和創新性能力打好基礎。
一、豐富學生的想象力,鍛煉學生的聯想思維能力
在高中物理教學中運用聯想思維,促成學生對新舊知識的有效聯系,實現優化學生的知識結構的目的。這樣有利于學生對新舊知識的融會貫通,為創新性思維的形成奠定基礎。
在新知的學習中,結合新舊知識之間的內在聯系,發揮學生的形象力,通過引導學生建立聯想關系,不僅鍛煉了學生的聯想思維能力,更能夠實現知識的有效遷移和生成。我在教“子熱能和電勢能”知識時,注意到以前學生們已經學到的關于物體的彈性勢能、物體的內能以及電熱能之間的內在聯系和共同特性。在教學中可以利用它們的這些共性,通過啟發學生聯想,可以建立新舊知識之間的有機聯系,從而實現學生新舊知識的有效遷移,促進學生新知識的有效生成。所以,我在教學中就讓學生從彈簧的彈性勢能開始回顧機械能,之后又啟發學生聯想分子具有的熱能;然后由分子的熱能和通電后生熱的例子,讓學生聯想到電熱能。這樣就形成了從機械能到分子熱能再到電熱能的知識鏈條。在這一知識鏈條的作用下,讓學生從舊知識順利地過渡到新知識,實現了知識的有效遷移。
通過以上的實例可以看出,聯想思維的運用,促成了學生對新舊知識的有效聯系,優化了學生的知識結構。借助聯想思維能力的形成,讓學生對新舊知識實現了融會貫通,這正是創新思維能力形成的重要基礎。
二、打通學生的直覺,鍛煉學生的直覺思維能力
具有優秀的直覺,往往是學生具有優秀的創新思維和創新能力的開端。在教學中教師要讓學生掌握扎實的基礎知識,對所學到的知識進行結構性的自我優化、融會貫通,從而在解題的時候,能夠有所取舍,獲得直覺。
引起學生直覺思維的重要方式是圖像,也就是不利于語言表達,用圖像給與學生直接刺激,引起學生的直覺思維,讓學生建立起知識之間的內在聯系,從而形成直覺思維。利用直覺思維解決問題的教學,比較典型有追趕問題、帶電粒子在復合場中的運動問題等。這些問題在教學中能夠讓學生在頭腦中形成強烈的畫面感,進而形成典型的物理圖景。學生們頭腦中的這些物理圖景,與學生們的知識儲備相結合,直接作用于學生的直覺思維,促進學生直覺的產生。之所以能有這樣的效果,從原因上來分析,可以看到圖像這種呈現形式相比于語言來說,更能夠完整而全面地揭示出物理現象之間的相互關系和變化規律。
可見,在高中物理教學中,利用與學生直覺有關的教學方式,建立起學生的認知和物理規律之間的相互聯系,進而打通學生的直覺,鍛煉學生的直覺思維能力。學生對直覺的自我建立是實現學生創新思維和產生創新性靈感的前站。
三、在習題中猜想和假設,激活學生的靈感思維能力
有了直覺的參與,才能讓學生形成創新性的靈感,讓學生在面對未知問題時出現靈感,教師要借助探究教學中的猜想和假設環節,激活學生的靈感思維,靈感的迸發往往是實現學生有效創新的重要條件。
在一些物理試題的教學中,經常需要學生對試題中可能出現的多種可能性進行充分的猜想和假設,這些猜想和假設就構成了成功求解的基礎和重要方向。下面這道題就是如此:首先讓學生觀察放置在講臺上的一段玻璃管,學生們觀察到玻璃管是粗細均勻的,而且兩頭已經封死了,在這個玻璃管中有一段水銀柱在里面,這段水銀柱的長度為L。這段水銀柱將管中的空氣分割為兩個部分。下面如果把這個細玻璃管豎直插入溫水槽中,問管中的水銀柱將會怎樣移動?對于這個問題,教師可以引導學生關注氣體的狀態參量的變化,讓學生假設其中一個參量不變,來判斷另外的參量如何變化。發動學生進行分析和討論,讓學生做出假設:一種假設是體積不發生改變;另一種假設是壓強不發生變化。這兩種假設會根據不同的定理得出不同的結論,學生免不了又會進行一番思考和討論。最后必然會明確在壓強不發生改變的情況下,要實現玻璃管中水銀柱的下移,玻璃管必須滿足彈性膨脹的條件,很顯然這是與事實相背離的。于是,可以得出體積不發生變化的假設是正確的,進而可以根據查理定理得出玻璃管中的水銀柱會上升的結論。
從以上的這個案例可以看出,解這道題的關鍵就在于對題目中出現的可能性進行了充分的假設。試題練習中的猜想和假設,就是解題靈感的重要源泉。正是有了直覺的參與,學生才產生了解題的靈感,在頭腦中出現了靈感,有效地激活學生的思維,靈感的迸發往往是實現學生有效創新的重要條件。
綜上所述,在高中物理教學中開展創新教育,必須注重學生的思維鍛煉,通過系統而有步驟地實施思維鍛煉,最終實現學生創新思維的激發。
(作者單位:江蘇省清河中學)