周江
[摘? ?要]中學物理在培養學生創新能力方面具有天然的學科優勢。初中物理教師應該多開展創新教育,培養學生的創新意識,使學生的創新能力得到可持續發展。開展創新教育,要設置疑問激發興趣,要拓寬思路突破模式,還要更新觀念創新實驗,靈活運用教學評價。
[關鍵詞]物理教學;創新意識;創新思維;創新能力
[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058(2019)05-0056-02
創新是民族的靈魂,是引領國家發展的第一動力,在國家發展的全局中處于核心地位。我國“十三五”規劃中提出的五大發展理念的首要理念就是“創新”。為了迎接知識經濟的挑戰,必須培養大量具有創新精神和創新能力的突出人才。在新課程改革中提出并實施創新教育是深化教育改革和推行素質教育的需要,是強國富民、提高綜合國力,在未來競爭中立于不敗之地的重要保障。物理學本來就具有很強的實踐性和創造性,在物理教學中應多開展創新教育,培養學生的創新能力。
一、設置疑問激發興趣,培養學生的創新意識
創新意識是人們從事創新活動的出發點和內驅力。亞里士多德說過:“創新是從疑問和驚奇開始的,有了疑問,才能深入地思考,才能找出發人深省的難題和問題?!痹谖锢斫虒W中,創設生活情境,設置疑問,能夠引起學生的好奇心,激發學生學習物理的興趣。課堂教學要做到形象直觀、趣味盎然,使抽象概念具體化、深奧道理形象化和枯燥知識趣味化。如,在教學“沸騰”這一部分內容時,教師可以創設情境,設置疑問激發學生興趣。教師引導學生根據生活經驗,思考“液體的沸點與哪些因素有關”。這時,學生往往會提出疑問:氣壓增大,水的沸點到底是升高還是降低?教師要抓住學生質疑的機會,積極引導學生著手實驗驗證,通過實驗認識 “氣壓增大時,液體表面的沸點會升高”。又如,在“熱機”的教學中,我們可以到街道上的摩托車修理店,借來氣缸和火花塞,讓學生細致觀察,這樣,學生很容易掌握四沖程內燃機的工作原理。在這里,教師教學的目標不只是引領學生掌握科學知識,更重要的是激發他們的學習興趣,引導他們深入思維,培養他們的探究意識和創新意識。
二、拓寬思路,突破現有模式,訓練學生的創新思維
在大力推進素質教育,開展創新教育活動,為學生減負的今天,作為中學物理教師,理應重視物理課堂的問題探究,努力提高學生的創新思維能力。一道高質量的物理習題,解題方法往往并不唯一,所以教師在遴選習題、進行解題方法指導時,要注意啟發、引導學生抓住關鍵,積極思維,充分運用所掌握的知識,從不同的角度出發,比較不同的解法,從中發現最佳的解題方法。舉例來說,在一次習題課教學中,教師展示了這樣一道題目:“將三個已知阻值分別為R1=13 Ω,R2 = 6.5 Ω,R3=1.3 Ω的電阻并聯,求它們的總電阻?!苯處熥寣W生開展計算比賽,看誰最先算出答案。很多學生馬上拿起筆開始演算,但有一位學生卻并不著急計算,在審題后立即舉手報出了R總 = 1 Ω的正確答案。教師充分肯定了他的學習精神,并請他向全班學生介紹自己的思路:把R2看作是2個R1并聯的結果,把R3看作10個R1并聯的結果,則三個電阻并聯就可以看作是13個R1并聯,所以R總= R1/13 =1 Ω。而絕大部分學生都是按照“1/R總=1/R1+1/ R2+1/ R3”的公式進行計算的,自然沒能像那位思維敏捷的學生那樣快速得出正確結果了。這位學生能從不同角度思考,提出獨特的見解,這就是創新思維。“創新”就意味著有多樣性的發展,只允許一種模式就不會有創新。因此,教師在進行解題方法指導時,一定要拓寬學生的解題思路,打破思維定式,培養學生從多角度分析解決問題的創新思維習慣,切實提高學生的創新能力。
三、更新觀念創新實驗,培養學生的創新能力
物理教學,尤其是實驗教學更應該培養學生的創造性思維,提高學生的創新能力,所以創新教育需要有創新性的教與學。物理是一門以實驗為基礎的學科,在實際教學中,教師應把課本上的一些實驗進行嘗試性的創新改進,不能拘泥于現行物理教科書中所安排的學生分組實驗、演示實驗和若干課外小實驗,也不要局限于實驗室所配備的有限器材??梢詮纳钪袑ふ椅锢硭夭?,善于利用生活中的尋常物品來自制學具。如,用注射器做氣體的有關實驗,用玩具電機觀察電能和機械能的相互轉化,用水和玻璃做光的色散實驗,用遠視眼鏡做光學實驗等。運用身邊熟悉的器材,更有利于啟迪學生的創新思維,它是物理教育工作者的一項必備技能。又如,在“電磁鐵”的教學過程中,鼓勵學生自制電磁鐵,思考其吸附大頭針的物理學原理;在 “家庭電路”教學中,教師示范并指導學生如何在燈頭里的電線上打一個保險扣、如何測量人體的電阻以及辨別火線與零線;在講“慣性”時,采用旋轉生熟雞蛋的方法來演示慣性;在“浮力”的教學中,鼓勵學生用注射器做潛水艇實驗;在“分子運動論”教學中,引導學生自己制作肥皂液膜做張力實驗;等等。
物理教學,可以結合不同的實驗內容和特點,大膽地將傳統的驗證性實驗變為探究性實驗。如,在“阿基米德原理”的教學中,為了讓學生自主探究,可以將這個驗證性實驗變為學生自主設計實驗,讓學生體驗金屬塊完全浸沒和部分浸入的兩種情況下的實驗,引導學生通過分析數據,總結浮力大小與排開水的重力相等的關系,從而得出“阿基米德原理”。這種探究性實驗,應在教師引導下,盡可能地讓學生自己去設計、操作、分析和探究,使學生成為知識的再發現者、探索者,而不是被動的接受者。這樣,學生對學到的知識印象非常深刻,對知識的來龍去脈也會更加清楚,從而取得在實踐中培養學生創新精神的理想效果。
此外,我們還可以引導學生進行課外小實驗,開展物理小實驗的設計比賽,培養他們運用所學的知識和方法解決生活中某個實際問題的能力。如,要求學生設計下列幾個實驗方案:(1)沒有量筒,只有天平和足量的水,你能否再補充一個器材測量出食用色拉油的密度?(2)如果沒有天平,只有一個量杯和足量的水,如何測出一塊橡皮泥的密度?(3)如何測量家用電熱水壺的實際電功率?……對這些小實驗課題的設計,要讓學生感到既新奇,又貼近生活,這樣一來大家都會認真思考,積極主動地參與,甚至會設計出各種各樣巧妙而又奇特的實驗方案。例如一個學生對第2個實驗是這樣設計的:①將橡皮泥捏成一個船形,輕輕地放到盛水的體積為V1的量杯中,使其漂浮,這時液面對應的刻度為V2;②將橡皮泥捏成實心球形,緩慢放入量杯中使其沉底,這時液面對應的刻度為V3;③根據漂浮條件推算出橡皮泥的質量為ρ水(V2-V1);④根據浸沒V物 = V排推算出橡皮泥的體積為(V3-V1);⑤測出橡皮泥的密度為ρ水(V2-V1)/(V3-V1)。像這樣創新的小實驗設計,可以使學生在各方面得到不同程度的提高,同時,還能讓他們體會實驗成功的喜悅。這是學生根據自己的思路設計的實驗,含金量非常高。這樣不但培養了學生不迷信課本,敢于向傳統的實驗方法發出挑戰和創新的精神,而且激活了學生的求知欲和創新欲,從而達到培養他們創新能力的教學目的。
四、靈活運用教學評價,培養學生的創新能力
物理新課程標準明確了對學生創新精神和實踐能力、實驗能力培養的要求及評價,對激勵教師創造性地開展教育教學活動,培養學生創造精神和實踐能力具有積極的作用。比如在指導學生分組做實驗——探究杠桿平衡條件時,有的學生在杠桿兩邊掛上四組鉤碼,杠桿也平衡了。雖然這組學生沒有按照既定的方法掛鉤碼(即在杠桿兩邊各掛一組鉤碼),不能輕易地驗證杠桿的平衡條件,但這組學生的實驗現象卻反映出杠桿乃至更一般的剛體模型其轉動平衡所具有的更普遍的一般規律。這時,教師不能因為學生的實驗沒有按照統一要求進行,給實驗的結論推導帶來難度而予以否定的評價。此時,教師應向學生投以贊許的目光,鼓勵他們說:“你們探究了別人沒有想到的一種情況,你們真的很有創造性!不過,僅僅使杠桿平衡還不夠,能夠找到規律才更有意義,你們可以放手再試一試?!痹诮處煹倪m時引導下,學生從“玩耍”走向研究,他們會覺得探究自然規律是一件很有意義的事。當學生在探究過程中遇到困難時才會明白,為什么教師先從簡單的情況開始研究,其實是便于發現普遍規律,所以建議在杠桿的兩側分別掛一組鉤碼,這樣他們會從中獲得真實的體驗和科學的研究方法。有效的評價不僅能培養學生的動手能力,還能在具體實驗中培養學生解決問題的能力。因此,在實驗操作中,教師要努力摒棄死板、缺乏創造力的做法,鼓勵學生大膽創新。這樣,學生的創新能力就能在教師的指導下得到有效提升。
學生創新能力的提高有賴于教師創造性地開展教學活動,傳統教學是教師講、學生聽的“填鴨式”教學。這種教學使學生成了被動接受知識的“容器”,學生的思維缺乏靈性,能力得不到發展,更不用說什么創新了。創新式教學就是指在教師的指導下,學生能以科學家研究問題的方式去發現問題、分析問題、解決問題,從而獲取知識、熟悉技能、發展思維,它是對學生進行創新教育的有效途徑。在對物理現象進行敏銳觀察、對數據進行合理處理和對提出的問題進行大膽猜想中,學生的創新能力得到進一步的發展。這樣可以較好地培養學生的創新能力,為他們將來的科學研究打下了堅實的基礎。
五、結語
新課程改革主張“以生為本”,其中創新能力的培養是學生主體性的最高表現。我們在平時的物理教學中,應該設法調動學生學習的積極性、主動性和創造性,讓學生有充分想象和獨立思考的空間;激發學生積極主動探究科學知識的興趣,教給他們手腦并用地參與實踐活動的方法技能,讓學生自主設計,從中體會成功的喜悅。只有這樣,學生的獨立性、創造性才能得到充分的發展和展示,這才是真正意義上的創新教育。學生的創新意識、創新思維、創新能力等創新素質,才能得到實質性的培養,學生的創新能力才能真正得到提高。
(責任編輯 易志毅)