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【摘 要】创新能力的培养是素质教育的核心内容,物理教学中要加强学生创新思维能力的培养,教师从教学思想、教学模式、教学手段等各方面都要改变,以适应新形势下对人才培养的要求。
【关键词】物理课程 素质教育 创新思维
“创新”能力的培养是应试教育向素质教育的转化,是基础教育的趋势。“教育是创新、传播和应用的主要基地,也是培养创新精神和创新人才的重要摇篮”。中学教育作为基础教育的后阶段,在学校教育中起着至关重要的作用。在中学物理教学中开发学生的创造潜能,培养学生的创造性思维能力,是中学物理教学义不容辞的责任。那么,在物理教学中,如何培养学生的“创新”能力呢?笔者从如下方面对这一问题作出探讨。
一、精心设计情景,激发学生学习兴趣
教学情境就是向学生提供一个完整的真实的问题情境,用来丰富学生表象,启迪学生思考探究,引导学生联想,激发学生学习兴趣。兴趣是最好的老师,没有兴趣,就没有创新。在教学过程中,教师要吃透教材,根据教学内容和教学目标,精心设计。例如在教学“运动、静止、参照物”等概念时,先向学生展示一幅城市风光图(有山有水,有房有车,有树有鸟等),然后提问:
(1)从图上,你们看到了什么?
房屋、汽车、树木、桥、水、船只、鸟、飞机等。
(2)你们看到的物体哪些是运动的,哪些是静止的?
水在流动,鸟儿在飞,汽车在奔驰,船在航行等。
(3)房屋、树木、桥是运动的,还是静止的?
让学生充分讨论,再进行引导,判断一个物体是否运动时,要拿另外一个物体作标准,只有先确定标准,才能判断该物体是运动的还是静止的。
(4)我们说房屋是静止的是以什么作参照物的?我们说是它运动的,又是以什么为参照物的?
(5)如果我们坐在那条运动的船上,以船为参照物,哪些物体是运动的?哪些物体是静止的?
这样,一幅幅物体做各种运动或静止的景象在他们的大脑中构成,运动和静止是相对的,动中有静、静中有动,最后归纳出运动、静止、参照物等概念。这样,通过学生的观察,引发学生联想,激发学生学习兴趣,同时使学生对这些知识有了更深刻的理解。
二、设置疑问,引导学生思考
教学的目的,不仅仅是让学生理解前人发现的知识,而是要让学生学会自己去发现、去探索、去研究。教师的引导,主要体现在教学设计和教学组织上,教学设计时不要只设计唯一的思想和方法,重要的是设计“思考点”,教学组织过程中要引导学生探究,鼓励提出不同意见,激发求异思想,培养学生的发散思维和创新能力。如在教学“牛顿第一定律”时,可设计以下几个问题:
(1)“原来静止的物体是在什么条件下保持静止的?”
让学生相互讨论,结论容易得出。接着,我用手推动黑板擦在讲台上移动,一松手,黑板擦就停了。由此,又提出第二个问题:
(2)“什么是维持物体运动的原因?”
让学生思考,并让学生自己动手做一做:放一本书或别的物体在课桌上试一试。看谁的观点正确,互相辩论。当学生有初步正确的认识后,提出下面的第三个问题:
(3)“已经在运动的物体,在什么样条件下,能保持这种运动?”
通过引导学生观察实验,并在实验的基础上分析、推理,并归纳出结论。然后,让学生阅读教材内容,看伽利略、牛顿等科学家是怎样研究这个问题的,使学生全面了解牛顿第一定律发现的历史过程,从而更深入的理解牛顿第一定律。
在整个教学过程中,通过设置疑问,让学生在教师的引导下,主动地去探索,使得学生的创新思维得到充分发展。
三、重视探究实验,培养探索精神
传统模式的演示实验一般只是教师操作,学生旁观,没有直接参与,不利于其创新能力的培养。将演示实验改为探究性实验,让学生充分的动脑,使学生大胆猜想,由学生按自己的想法动手完成实验。这种通过实验得出结论的方法,不仅使学生对本部分知识掌握得非常牢固,同时更有利于学生创造性思维的激发。
如在教学“阿基米德定律”时,可以拿二个一模一样的空牙膏壳进行实验:先将一个捏瘪了放进盛水的容器里,会看到牙膏壳沉下去了。同时,使另一个牙膏壳鼓起来,也放进水里,会看到它却浮在水面上,并没有下沉。
这时,让学生对刚才所观察到的现象进行思考:为什么同样的一个牙膏壳瘪的就下沉,鼓的会上浮?面对这种“矛盾”的事实,学生会想到,牙膏的质量一定,鼓的上浮,鼓的牙膏壳比瘪的牙膏壳受到的浮力一定要大,那么决定浮力的大小的因素又是什么呢?让学生充分讨论,提出猜想:鼓的牙膏壳,其体积变大了,它排开的水的体积多,所以浮力的大小,就可能与排开的水的体积有关。然后,再按教材上的实验方法,一边实验,一边让学生观察,一边分析,最后得出结论——浮力的大小等于物体排开的水(液体)的重力。
为了加深对阿基米德原理的理解,在得出阿基米德原理后,进一步探讨决定浮力大小的相关因素,并把学生的一些认识展示在黑板上。如:
(1)物体的密度越大,浮力越大。
(2)液体的密度越大,浮力越大。
(3)浸入液体越深,受到的浮力越大。
(4)物体的形状不同,受到的浮力不同。
对于这些认识,要借助实验来论证。可以让学生自主设计实验,合作探究、解决问题。
四、通过灵活多变的习题教学,提高学生的解决实际问题的能力
(一)一题多解
一题多解,就是广开思路,根据已有的知识、经验的全部信息,从不同角度,沿不同的方向,进行各种不同层次的思考、多解、触点,全方位寻求与探索问题的解决方案,使思维得到发散,通过比较、总结,寻求最佳的解题方法和思维方式,培养学生的创新能力。如:茶杯装开水并盖紧瓶盖,当瓶内水冷却后,瓶盖不容易打开,这是生活中的常见现象,要求学生利用所学知识想办法打开瓶盖,这样展开丰富的想象,可得到很多切实可行的方案:a.改变压力,如降低瓶外气压(放入低气压器中)或增大瓶内气压(给水加热),还可把瓶盖撬开一点小口让空气进去,使瓶内外气压相等;b.增大摩擦力,如使瓶及盖粗糙;c.利用杠杆使瓶盖转动方便;d.更有人提出在瓶盖上钻一小空;e.再盖上一小盖,开盖时,先打开小盖,使盖内外压强相等,便能容易打开瓶盖等。 (二)多题一解
多题一解,可以培养学生求同思维,可以引导学生思维方向集中于同一方面,这样有助于学生提高解题方法,克服他们解题的盲目性。如:用惯性知识解题(1)站立在汽车上的人,当汽车突然开动时人会向后倾,而碰到障碍物紧急刹车时人会向前倾,为什么?(2)人坐在匀速运动的船上,此时用手竖直向上抛出一小球,物体下落时应落在何处(不计空气阻力)?(3)在轮船的水平桌面上放着一个气泡水准仪,水准仪的气泡突然向前移动,由此可见轮船航行时可能发生了什么现象?(4)人走路时踩到西瓜皮上为什么向后跌倒?其实这些都属于同一类题目,通过不同的现象,抓住其本质,达到对某一类型题目的基本解法,有利于学生创新思维能力的培养。
(三)一题多变
一题多变就是通过保持原命题的发散点,变换形式发散思维,主要包括题型变换、条件变换两种形式。通过一题多变,能激活学生思维的广阔性、发散性,使学生能从不同角度去观察问题、思考问题,提高学生思维过程的整体性、严密性来巩固所学知识。如:以讲《压力和压强》一课时研究对象进行多角度思考。以课本实验中压强小桌为例,可以编写这样的例题:(1)压强小桌和砝码共重40N,桌面接触沙面面积为100cm2,求小桌面对沙面的压强是多大?(2)压强小桌和砝码共重40N,小桌每只脚接触沙面的面积为1cm2,求小桌面对沙面的压强是多大?并将两次计算结果进行比较。这样的设计方法,使学生对所学知识有了很好的巩固,突破了受力面积这一难点。通过一题多变,使学生举一反三,触类旁通,训练学生思维的灵活性和变通性,从而达到巩固知识和培养创新思维能力的目的。
(四)一题多问
一题多问拓宽学生解题思路的先导,使问题逐渐加深,引导思路逐渐深化,有效地培养学生思维扩散性和深刻性。
例:举世瞩目的第29届奥运会将于2008年8月在首都北京举行,奥运圣火传递已经如火如荼展开。请从物理学的角度,思考并回答下列问题:
1.奥运会吉祥物“福娃”活泼可爱 ,如图是福娃在几个比赛项目中的运动形象,请分析:
(1)用力踢足球,足球会飞出去,说明力能使物体的
发生改变;
(2)投篮时,篮球脱手后在空中下降的过程中,福娃对篮球做功吗? ;
(3)击出的羽毛球能在空中继续飞行,是由于羽毛球具有 性;
(4)用桨向后划水,皮划艇会前进,这是由于力的作用是 的;
2.奥运会火炬“祥云”的设计充分体现了科学与艺术的融合。请根据图(图略)回答:
(1)红色是火炬的主色调,从光学角度看,火炬的主要部分之所以呈现红色,是因为 。
(2)火炬“重985克”,用规范的物理语言表述应该是
。火炬长72cm,合 m。
(3)火炬手手持火炬静止时,应对火炬施加的竖直向上的力约为多大?(要求写出计算过程)
(4)火炬使用的燃料是丙烷。常温下丙烷为气态,可采用 的方法使其在常温下液化,这一过程要 (选填“吸收”或“放出”)热量。丙烷燃烧时, 能转化为内能。
(5)火炬外壳使用到金属材料铝,这主要是因为( )
A.铝的导热性差 B.铝的磁性强
C.铝的导电性好 D.铝的密度小
(6)“人文奥运”“绿色奥运”是北京奥运会提出的重要理念,“祥云”火炬的设计在很多方面体现出这些理念,凸现了“对人的关怀”和“对环保的重视”。请根据图提供的信息,从物理学的角度简要说明“祥云”火炬的设计是如何体现这些理念的。(只要求回答其中一点)。
物理教学不但要传授知识,更重要的是指导学生进行思考,启迪学生的创造思维,培养学生的创造性思维能力。在教学实践中,只要我们努力探索、勇于革新,把学习与创造、模仿与创新、理性与幻想有机地结合起来,就一定能有效地开发学生的创造潜能,培养学生的创造性思维能力。
【参考文献】
[1]阎金铎主编. 物理教学论. 广西教育出版社,1996年12月第一版.
[2]郭东岐主编. 教师的适应和发展. 首都师范大学出版社.
[3]高锦岳,吴承埙主编. 物理学发展中的创新思维选例. 吉林大学出版社.
【关键词】物理课程 素质教育 创新思维
“创新”能力的培养是应试教育向素质教育的转化,是基础教育的趋势。“教育是创新、传播和应用的主要基地,也是培养创新精神和创新人才的重要摇篮”。中学教育作为基础教育的后阶段,在学校教育中起着至关重要的作用。在中学物理教学中开发学生的创造潜能,培养学生的创造性思维能力,是中学物理教学义不容辞的责任。那么,在物理教学中,如何培养学生的“创新”能力呢?笔者从如下方面对这一问题作出探讨。
一、精心设计情景,激发学生学习兴趣
教学情境就是向学生提供一个完整的真实的问题情境,用来丰富学生表象,启迪学生思考探究,引导学生联想,激发学生学习兴趣。兴趣是最好的老师,没有兴趣,就没有创新。在教学过程中,教师要吃透教材,根据教学内容和教学目标,精心设计。例如在教学“运动、静止、参照物”等概念时,先向学生展示一幅城市风光图(有山有水,有房有车,有树有鸟等),然后提问:
(1)从图上,你们看到了什么?
房屋、汽车、树木、桥、水、船只、鸟、飞机等。
(2)你们看到的物体哪些是运动的,哪些是静止的?
水在流动,鸟儿在飞,汽车在奔驰,船在航行等。
(3)房屋、树木、桥是运动的,还是静止的?
让学生充分讨论,再进行引导,判断一个物体是否运动时,要拿另外一个物体作标准,只有先确定标准,才能判断该物体是运动的还是静止的。
(4)我们说房屋是静止的是以什么作参照物的?我们说是它运动的,又是以什么为参照物的?
(5)如果我们坐在那条运动的船上,以船为参照物,哪些物体是运动的?哪些物体是静止的?
这样,一幅幅物体做各种运动或静止的景象在他们的大脑中构成,运动和静止是相对的,动中有静、静中有动,最后归纳出运动、静止、参照物等概念。这样,通过学生的观察,引发学生联想,激发学生学习兴趣,同时使学生对这些知识有了更深刻的理解。
二、设置疑问,引导学生思考
教学的目的,不仅仅是让学生理解前人发现的知识,而是要让学生学会自己去发现、去探索、去研究。教师的引导,主要体现在教学设计和教学组织上,教学设计时不要只设计唯一的思想和方法,重要的是设计“思考点”,教学组织过程中要引导学生探究,鼓励提出不同意见,激发求异思想,培养学生的发散思维和创新能力。如在教学“牛顿第一定律”时,可设计以下几个问题:
(1)“原来静止的物体是在什么条件下保持静止的?”
让学生相互讨论,结论容易得出。接着,我用手推动黑板擦在讲台上移动,一松手,黑板擦就停了。由此,又提出第二个问题:
(2)“什么是维持物体运动的原因?”
让学生思考,并让学生自己动手做一做:放一本书或别的物体在课桌上试一试。看谁的观点正确,互相辩论。当学生有初步正确的认识后,提出下面的第三个问题:
(3)“已经在运动的物体,在什么样条件下,能保持这种运动?”
通过引导学生观察实验,并在实验的基础上分析、推理,并归纳出结论。然后,让学生阅读教材内容,看伽利略、牛顿等科学家是怎样研究这个问题的,使学生全面了解牛顿第一定律发现的历史过程,从而更深入的理解牛顿第一定律。
在整个教学过程中,通过设置疑问,让学生在教师的引导下,主动地去探索,使得学生的创新思维得到充分发展。
三、重视探究实验,培养探索精神
传统模式的演示实验一般只是教师操作,学生旁观,没有直接参与,不利于其创新能力的培养。将演示实验改为探究性实验,让学生充分的动脑,使学生大胆猜想,由学生按自己的想法动手完成实验。这种通过实验得出结论的方法,不仅使学生对本部分知识掌握得非常牢固,同时更有利于学生创造性思维的激发。
如在教学“阿基米德定律”时,可以拿二个一模一样的空牙膏壳进行实验:先将一个捏瘪了放进盛水的容器里,会看到牙膏壳沉下去了。同时,使另一个牙膏壳鼓起来,也放进水里,会看到它却浮在水面上,并没有下沉。
这时,让学生对刚才所观察到的现象进行思考:为什么同样的一个牙膏壳瘪的就下沉,鼓的会上浮?面对这种“矛盾”的事实,学生会想到,牙膏的质量一定,鼓的上浮,鼓的牙膏壳比瘪的牙膏壳受到的浮力一定要大,那么决定浮力的大小的因素又是什么呢?让学生充分讨论,提出猜想:鼓的牙膏壳,其体积变大了,它排开的水的体积多,所以浮力的大小,就可能与排开的水的体积有关。然后,再按教材上的实验方法,一边实验,一边让学生观察,一边分析,最后得出结论——浮力的大小等于物体排开的水(液体)的重力。
为了加深对阿基米德原理的理解,在得出阿基米德原理后,进一步探讨决定浮力大小的相关因素,并把学生的一些认识展示在黑板上。如:
(1)物体的密度越大,浮力越大。
(2)液体的密度越大,浮力越大。
(3)浸入液体越深,受到的浮力越大。
(4)物体的形状不同,受到的浮力不同。
对于这些认识,要借助实验来论证。可以让学生自主设计实验,合作探究、解决问题。
四、通过灵活多变的习题教学,提高学生的解决实际问题的能力
(一)一题多解
一题多解,就是广开思路,根据已有的知识、经验的全部信息,从不同角度,沿不同的方向,进行各种不同层次的思考、多解、触点,全方位寻求与探索问题的解决方案,使思维得到发散,通过比较、总结,寻求最佳的解题方法和思维方式,培养学生的创新能力。如:茶杯装开水并盖紧瓶盖,当瓶内水冷却后,瓶盖不容易打开,这是生活中的常见现象,要求学生利用所学知识想办法打开瓶盖,这样展开丰富的想象,可得到很多切实可行的方案:a.改变压力,如降低瓶外气压(放入低气压器中)或增大瓶内气压(给水加热),还可把瓶盖撬开一点小口让空气进去,使瓶内外气压相等;b.增大摩擦力,如使瓶及盖粗糙;c.利用杠杆使瓶盖转动方便;d.更有人提出在瓶盖上钻一小空;e.再盖上一小盖,开盖时,先打开小盖,使盖内外压强相等,便能容易打开瓶盖等。 (二)多题一解
多题一解,可以培养学生求同思维,可以引导学生思维方向集中于同一方面,这样有助于学生提高解题方法,克服他们解题的盲目性。如:用惯性知识解题(1)站立在汽车上的人,当汽车突然开动时人会向后倾,而碰到障碍物紧急刹车时人会向前倾,为什么?(2)人坐在匀速运动的船上,此时用手竖直向上抛出一小球,物体下落时应落在何处(不计空气阻力)?(3)在轮船的水平桌面上放着一个气泡水准仪,水准仪的气泡突然向前移动,由此可见轮船航行时可能发生了什么现象?(4)人走路时踩到西瓜皮上为什么向后跌倒?其实这些都属于同一类题目,通过不同的现象,抓住其本质,达到对某一类型题目的基本解法,有利于学生创新思维能力的培养。
(三)一题多变
一题多变就是通过保持原命题的发散点,变换形式发散思维,主要包括题型变换、条件变换两种形式。通过一题多变,能激活学生思维的广阔性、发散性,使学生能从不同角度去观察问题、思考问题,提高学生思维过程的整体性、严密性来巩固所学知识。如:以讲《压力和压强》一课时研究对象进行多角度思考。以课本实验中压强小桌为例,可以编写这样的例题:(1)压强小桌和砝码共重40N,桌面接触沙面面积为100cm2,求小桌面对沙面的压强是多大?(2)压强小桌和砝码共重40N,小桌每只脚接触沙面的面积为1cm2,求小桌面对沙面的压强是多大?并将两次计算结果进行比较。这样的设计方法,使学生对所学知识有了很好的巩固,突破了受力面积这一难点。通过一题多变,使学生举一反三,触类旁通,训练学生思维的灵活性和变通性,从而达到巩固知识和培养创新思维能力的目的。
(四)一题多问
一题多问拓宽学生解题思路的先导,使问题逐渐加深,引导思路逐渐深化,有效地培养学生思维扩散性和深刻性。
例:举世瞩目的第29届奥运会将于2008年8月在首都北京举行,奥运圣火传递已经如火如荼展开。请从物理学的角度,思考并回答下列问题:
1.奥运会吉祥物“福娃”活泼可爱 ,如图是福娃在几个比赛项目中的运动形象,请分析:
(1)用力踢足球,足球会飞出去,说明力能使物体的
发生改变;
(2)投篮时,篮球脱手后在空中下降的过程中,福娃对篮球做功吗? ;
(3)击出的羽毛球能在空中继续飞行,是由于羽毛球具有 性;
(4)用桨向后划水,皮划艇会前进,这是由于力的作用是 的;
2.奥运会火炬“祥云”的设计充分体现了科学与艺术的融合。请根据图(图略)回答:
(1)红色是火炬的主色调,从光学角度看,火炬的主要部分之所以呈现红色,是因为 。
(2)火炬“重985克”,用规范的物理语言表述应该是
。火炬长72cm,合 m。
(3)火炬手手持火炬静止时,应对火炬施加的竖直向上的力约为多大?(要求写出计算过程)
(4)火炬使用的燃料是丙烷。常温下丙烷为气态,可采用 的方法使其在常温下液化,这一过程要 (选填“吸收”或“放出”)热量。丙烷燃烧时, 能转化为内能。
(5)火炬外壳使用到金属材料铝,这主要是因为( )
A.铝的导热性差 B.铝的磁性强
C.铝的导电性好 D.铝的密度小
(6)“人文奥运”“绿色奥运”是北京奥运会提出的重要理念,“祥云”火炬的设计在很多方面体现出这些理念,凸现了“对人的关怀”和“对环保的重视”。请根据图提供的信息,从物理学的角度简要说明“祥云”火炬的设计是如何体现这些理念的。(只要求回答其中一点)。
物理教学不但要传授知识,更重要的是指导学生进行思考,启迪学生的创造思维,培养学生的创造性思维能力。在教学实践中,只要我们努力探索、勇于革新,把学习与创造、模仿与创新、理性与幻想有机地结合起来,就一定能有效地开发学生的创造潜能,培养学生的创造性思维能力。
【参考文献】
[1]阎金铎主编. 物理教学论. 广西教育出版社,1996年12月第一版.
[2]郭东岐主编. 教师的适应和发展. 首都师范大学出版社.
[3]高锦岳,吴承埙主编. 物理学发展中的创新思维选例. 吉林大学出版社.