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实施创新教育是当今世界教育改革和发展的基本走向,是我国基础教育改革的主题。纵观几千年来国内外科学发展,可以说没有创新就没有社会进步,没有创新就没有人类的发展。注重对学生创新意识和创新能力的培养,是对每个教师的重要考验。物理教学在培养学生的基本科学素养和开发学生创新能力方面,有着其他学科无法替代的作用。下面是笔者在物理教学实践中,尝试对学生进行创新意识和创新能力培养的几点认识和做法,与各位同行商榷。
一、以新教材的应用为契机,树立以培养学生创新能力为本的教学思想
高中物理新教材在教学内容设计上有三个特点:一是新教材内容多、信息量大;二是形式多样、层次丰富、图文并茂;三是新教材强调物理知识的应用性和实践性,注重思维方法、研究方法、创新意识的培养。这三个特点始终贯穿于高中物理主干知识中,创设了一种培养兴趣、研究方法、探究规律、应用知识的主体教学情景,使学生多角度地接触物理主干知识,增强学生对知识的体验和实践,以达到“学会、会学、用会、会用”乃至创新的教学目的。
新教材的编定者意识到,不能将研究问题的方法包括科学思维方法作为知识传授给学生,应当是学生在学习过程中经过个人努力在实践中归纳、总结而获得的,教材的作用是为学生设置一个物理氛围,便于教师通过启发、诱导帮助学生构建科学思维方法,获取科学知识。为此,新教材几乎为所有的例题配置了精湛的“例题分析”,以利于老师引导学生透彻分析物理情境,理清物理过程脉络,重视思维方法训练,达到培养良好科学素养和创新能力的目的。教师备课中要注意挖掘和发挥各部分教材的功能,充分体现新教材的特色。
二、优化课堂教学,发挥学生的主体地位是培养创新能力的根本途径
创新能力的培养贯穿于整个教学过程之中,课堂教学是培养学生创新能力的主渠道。课堂是由老师、学生、教材三个要素组成的,我们不难看出,学生带着教材走向老师这种模式是最合理、最理想的组合。学生是学习的主体,在学的过程中,往往会遇到这样那样的问题,有些问题是老师事先能估计到的,而有些问题是老师事先估计不到的,这些问题可以让学生提出来,其中有很多问题,学生可能在自己相互讨论中得到解决;实在解决不了的难题,再请老师来讲。这种教学模式,便是“学”——“导”——“学”模式。这种教学模式突出学生的主体地位,以学生活动为主线,让学生参与教学的全过程。
学生在学习的过程中,要发现问题、提出问题,需要一定的问题情境,而教师的“导”就是给学生创设问题情境,教师结合物理学自身的特点和不同教学内容,设计一些问题情境和实验,让学生去分析、探索和操作,将学生导入问题探索者的“角色”,唤起学生的思维,激发学生的求知欲望,使学生“卷入”到学习活动中去,以达到掌握知识,训练思维的目的。教师结合物理学自身的特点和不同教学内容,设计一些问题情境和实验,让学生去分析、探索和操作,使学生成为知识的再发现者而不是单纯的接受者。
例如,在学习“力的分解”一节时,教师可以创设这样一个问题情境:取一个质量较大的钩码放在桌子上,要用细线把它提起来,问学生用一根线易断还是两根线易断?学生肯定地回答是一根线易断。但实验演示的结果却完全相反。用一根细线可将钩码稳稳地提起,而用两根同样的细线(故意使两线间有一较大夹角)提钩码时,细线断了!为什么两根线的效果反而不如一根线呢?这一问题情境的创设在学生的大脑里立刻产生了撞击,学生的思维被迅速激活起来,使学生产生了强烈的求知欲望。
这种教学模式最大限度地发挥学生的“主体”作用和老师的“主导”作用,真正还课堂于学生,极大地提高了课堂教学效率,使课堂教学成为创新教育的主阵地。
三、开展探索性和设计性实验教学,是培养学生创新能力的重要途径
物理学是一门实验科学,通过演示实验和学生分组实验能够使学生进一步理解概念和规律,培养学生的实验操作能力和创造性思维能力。
探索性和设计性实验教学是指学生在教师的指导下去探索尚未认知的现象、规律的一种教学活动。它能最大限度地调动学生的学习主动性,激发学生的求知欲望。在物理教学中仅仅依靠大纲中规定的几个探索性和设计性实验是不够的,教师在实际教学中要不断探索,为学生创设更多的实验机会。
例如,学生在学习“电磁场”一节时,对“周期性变化的磁场在其周围产生周期性变化的电场”感到十分抽象,难以理解,这时,可以引入一个探索性实验,引导学生亲自动手去研究、去发现。教师首先创设问题情境,为学生提供以下器材:可拆变压器(将铁心拆掉,去掉一个匝数少的线圈),示波器,带有灯泡的有手柄的线圈一个,并提出问题:能否设计一个实验,通过实验“看到”周期性变化的磁场会在其周围产生周期性变化的电场?学生的注意力马上被吸引过来,对问题产生了浓厚的兴趣。
在教师的引导下,学生设计了如图所示的电路,并总结出以下实验步骤:
(1)如图所示连好电路,调好示波器;
(2)使线圈B逐渐靠近铁心,观察示波器的图象和灯泡的发光情况。
得到现象:
①线圈B离铁心稍远时,灯泡不亮,但示波器上有正弦图象(说明交变磁场产生了较弱的交变电场);
②线圈B靠近并套在铁心上时,灯泡变亮,示波器上的正弦图象幅度变大(说明交变磁场产生了较强的交变电场)。
通过对现象的观察和分析,学生得出结论:周期性变化的磁场在其周围产生周期性变化的电场。教师进一步设问:A线圈通电时,若在铁心周围空间不放B线圈,这些区域有没有电场?学生的思维进一步被激活,教学达到新的高潮。最终引导学生回答出,仍有电场存在,为电磁场和电磁波的概念的形成打好基础。这样,学生独立面对实验,独自完成实验,找到了解决问题的方法。当然,有些学生也会出现一些不当的甚至错误的做法,教师要耐心听取每位学生的实验总结、故障分析,帮助学生找到病根。这样,学生在“探索、研究”的过程中体验知识形成过程,获得情感体验,积累知识和方法,激发了学生的创新意识。
通过探索性和设计性实验研究,可使学生把学到的理论知识应用到解决实际问题中去,反过来学生也能从中学到相关知识,既激发了学生学习物理的兴趣,又提高了学生实验操作能力,对培养学生的创新意识和创新能力起到了事半功倍的效果。
四、开展研究性学习,是培养学生创新能力的有效途径
研究性学习,是培养人的创新能力和创新意识的学习,而创新能力培养的关键是对信息的处理能力,即在教学过程中创设一种类似科学研究的情景和途径,让学生通过主动的探索、发现和体验,通过对大量信息的收集、分析和判断,从而培养学生的思维能力和创新能力。
研究性学习的内容是开放的,研究过程是民主的,学习教材是参考的,是发展的、变化的。研究方案的确定,资源的开发利用,合作者的确定等均可由学生自主决定,这种学生真正“当家作主”的学习方式为最大限度地培养学生的创新思维和创新能力提供了空间。例如,研究“菜刀上的力学知识”可以使学生小处见大,由简单现象分析复杂规律;“噪声的危害与防护”可以使学生了解噪声的相关知识,并提出防治的措施,从而使学生关心环境保护,并身体力行;在“研究凸透镜成像规律”时,将物体放于光具座上不同位置处,研究物距、像距以及焦距之间的关系,思考各种情况下成像的性质,进而以照相机、放大镜等日常生活中的实际例子分析凸透镜的应用,有兴趣的学生还可以利用透镜成像原理,查阅相关资料,制作简易望远镜等模型;“从电冰箱到臭氧层”的研究,可使学生讨论电冰箱的工作原理,分析氟利昂的物理性质、化学成分,及氟利昂导致臭氧层被破坏的原因,研究臭氧层与人类的关系,并讨论解决的对策等。通过以上课题的研究,可以使学生在学习知识、提高能力的同时,增强环保等意识,促进学生的个性发展。
要培养学生的创新能力,教师必须更新教育观念、教学方法,接受新的教育理念,以学生为本,所有教育行为都必须以培养科学思维方法、创新意识和提高科学素养为目的。教师要不断拓宽知识面,广泛猎取各方面的知识。教师还应加强自身实践动手能力。只有这样,我们在教学中才能“游刃有余”。
作者单位:重庆市开县实验中学
一、以新教材的应用为契机,树立以培养学生创新能力为本的教学思想
高中物理新教材在教学内容设计上有三个特点:一是新教材内容多、信息量大;二是形式多样、层次丰富、图文并茂;三是新教材强调物理知识的应用性和实践性,注重思维方法、研究方法、创新意识的培养。这三个特点始终贯穿于高中物理主干知识中,创设了一种培养兴趣、研究方法、探究规律、应用知识的主体教学情景,使学生多角度地接触物理主干知识,增强学生对知识的体验和实践,以达到“学会、会学、用会、会用”乃至创新的教学目的。
新教材的编定者意识到,不能将研究问题的方法包括科学思维方法作为知识传授给学生,应当是学生在学习过程中经过个人努力在实践中归纳、总结而获得的,教材的作用是为学生设置一个物理氛围,便于教师通过启发、诱导帮助学生构建科学思维方法,获取科学知识。为此,新教材几乎为所有的例题配置了精湛的“例题分析”,以利于老师引导学生透彻分析物理情境,理清物理过程脉络,重视思维方法训练,达到培养良好科学素养和创新能力的目的。教师备课中要注意挖掘和发挥各部分教材的功能,充分体现新教材的特色。
二、优化课堂教学,发挥学生的主体地位是培养创新能力的根本途径
创新能力的培养贯穿于整个教学过程之中,课堂教学是培养学生创新能力的主渠道。课堂是由老师、学生、教材三个要素组成的,我们不难看出,学生带着教材走向老师这种模式是最合理、最理想的组合。学生是学习的主体,在学的过程中,往往会遇到这样那样的问题,有些问题是老师事先能估计到的,而有些问题是老师事先估计不到的,这些问题可以让学生提出来,其中有很多问题,学生可能在自己相互讨论中得到解决;实在解决不了的难题,再请老师来讲。这种教学模式,便是“学”——“导”——“学”模式。这种教学模式突出学生的主体地位,以学生活动为主线,让学生参与教学的全过程。
学生在学习的过程中,要发现问题、提出问题,需要一定的问题情境,而教师的“导”就是给学生创设问题情境,教师结合物理学自身的特点和不同教学内容,设计一些问题情境和实验,让学生去分析、探索和操作,将学生导入问题探索者的“角色”,唤起学生的思维,激发学生的求知欲望,使学生“卷入”到学习活动中去,以达到掌握知识,训练思维的目的。教师结合物理学自身的特点和不同教学内容,设计一些问题情境和实验,让学生去分析、探索和操作,使学生成为知识的再发现者而不是单纯的接受者。
例如,在学习“力的分解”一节时,教师可以创设这样一个问题情境:取一个质量较大的钩码放在桌子上,要用细线把它提起来,问学生用一根线易断还是两根线易断?学生肯定地回答是一根线易断。但实验演示的结果却完全相反。用一根细线可将钩码稳稳地提起,而用两根同样的细线(故意使两线间有一较大夹角)提钩码时,细线断了!为什么两根线的效果反而不如一根线呢?这一问题情境的创设在学生的大脑里立刻产生了撞击,学生的思维被迅速激活起来,使学生产生了强烈的求知欲望。
这种教学模式最大限度地发挥学生的“主体”作用和老师的“主导”作用,真正还课堂于学生,极大地提高了课堂教学效率,使课堂教学成为创新教育的主阵地。
三、开展探索性和设计性实验教学,是培养学生创新能力的重要途径
物理学是一门实验科学,通过演示实验和学生分组实验能够使学生进一步理解概念和规律,培养学生的实验操作能力和创造性思维能力。
探索性和设计性实验教学是指学生在教师的指导下去探索尚未认知的现象、规律的一种教学活动。它能最大限度地调动学生的学习主动性,激发学生的求知欲望。在物理教学中仅仅依靠大纲中规定的几个探索性和设计性实验是不够的,教师在实际教学中要不断探索,为学生创设更多的实验机会。
例如,学生在学习“电磁场”一节时,对“周期性变化的磁场在其周围产生周期性变化的电场”感到十分抽象,难以理解,这时,可以引入一个探索性实验,引导学生亲自动手去研究、去发现。教师首先创设问题情境,为学生提供以下器材:可拆变压器(将铁心拆掉,去掉一个匝数少的线圈),示波器,带有灯泡的有手柄的线圈一个,并提出问题:能否设计一个实验,通过实验“看到”周期性变化的磁场会在其周围产生周期性变化的电场?学生的注意力马上被吸引过来,对问题产生了浓厚的兴趣。
在教师的引导下,学生设计了如图所示的电路,并总结出以下实验步骤:
(1)如图所示连好电路,调好示波器;
(2)使线圈B逐渐靠近铁心,观察示波器的图象和灯泡的发光情况。
得到现象:
①线圈B离铁心稍远时,灯泡不亮,但示波器上有正弦图象(说明交变磁场产生了较弱的交变电场);
②线圈B靠近并套在铁心上时,灯泡变亮,示波器上的正弦图象幅度变大(说明交变磁场产生了较强的交变电场)。
通过对现象的观察和分析,学生得出结论:周期性变化的磁场在其周围产生周期性变化的电场。教师进一步设问:A线圈通电时,若在铁心周围空间不放B线圈,这些区域有没有电场?学生的思维进一步被激活,教学达到新的高潮。最终引导学生回答出,仍有电场存在,为电磁场和电磁波的概念的形成打好基础。这样,学生独立面对实验,独自完成实验,找到了解决问题的方法。当然,有些学生也会出现一些不当的甚至错误的做法,教师要耐心听取每位学生的实验总结、故障分析,帮助学生找到病根。这样,学生在“探索、研究”的过程中体验知识形成过程,获得情感体验,积累知识和方法,激发了学生的创新意识。
通过探索性和设计性实验研究,可使学生把学到的理论知识应用到解决实际问题中去,反过来学生也能从中学到相关知识,既激发了学生学习物理的兴趣,又提高了学生实验操作能力,对培养学生的创新意识和创新能力起到了事半功倍的效果。
四、开展研究性学习,是培养学生创新能力的有效途径
研究性学习,是培养人的创新能力和创新意识的学习,而创新能力培养的关键是对信息的处理能力,即在教学过程中创设一种类似科学研究的情景和途径,让学生通过主动的探索、发现和体验,通过对大量信息的收集、分析和判断,从而培养学生的思维能力和创新能力。
研究性学习的内容是开放的,研究过程是民主的,学习教材是参考的,是发展的、变化的。研究方案的确定,资源的开发利用,合作者的确定等均可由学生自主决定,这种学生真正“当家作主”的学习方式为最大限度地培养学生的创新思维和创新能力提供了空间。例如,研究“菜刀上的力学知识”可以使学生小处见大,由简单现象分析复杂规律;“噪声的危害与防护”可以使学生了解噪声的相关知识,并提出防治的措施,从而使学生关心环境保护,并身体力行;在“研究凸透镜成像规律”时,将物体放于光具座上不同位置处,研究物距、像距以及焦距之间的关系,思考各种情况下成像的性质,进而以照相机、放大镜等日常生活中的实际例子分析凸透镜的应用,有兴趣的学生还可以利用透镜成像原理,查阅相关资料,制作简易望远镜等模型;“从电冰箱到臭氧层”的研究,可使学生讨论电冰箱的工作原理,分析氟利昂的物理性质、化学成分,及氟利昂导致臭氧层被破坏的原因,研究臭氧层与人类的关系,并讨论解决的对策等。通过以上课题的研究,可以使学生在学习知识、提高能力的同时,增强环保等意识,促进学生的个性发展。
要培养学生的创新能力,教师必须更新教育观念、教学方法,接受新的教育理念,以学生为本,所有教育行为都必须以培养科学思维方法、创新意识和提高科学素养为目的。教师要不断拓宽知识面,广泛猎取各方面的知识。教师还应加强自身实践动手能力。只有这样,我们在教学中才能“游刃有余”。
作者单位:重庆市开县实验中学