邱曉峰 林冰冰

摘 要：教育的目標就是為了全面提高學(xué)生的素質(zhì)，同時激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高創(chuàng)新能力，使學(xué)生在德智體美諸方面全面發(fā)展。這就要求教師不僅要在課堂教學(xué)中加強基礎(chǔ)知識的傳授，還應(yīng)該設(shè)置合理的教學(xué)環(huán)節(jié)來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，發(fā)展個性。本文通過兩個教學(xué)案例來說明物理教學(xué)如何在日常教學(xué)中滲透創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；創(chuàng)新人才；創(chuàng)造性思維；體驗過程

引言

培養(yǎng)創(chuàng)新型人才一直是我校的目標，我們認識到對于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是個綜合性多方位的工程，為了激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)造力，需要為他們在平時的學(xué)習(xí)點滴過程中創(chuàng)造更多的親身體驗機會 [1 ]。因此我們老師就要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一些情景，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中獲得體驗，老師再加以合理的引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生能夠提出一些高質(zhì)量的問題，并啟發(fā)學(xué)生能夠從不同角度、不同模式、不同需求下去思考或者解決這一問題。讓學(xué)生學(xué)會根據(jù)生活中不同的需求，靈活多變的組合多方面因素，提出自己新的設(shè)想。這些問題的答案幾乎都不是唯一的，而是開放式的，學(xué)生在學(xué)習(xí)初期可能會覺得無跡可尋，但是長期采用這種教學(xué)方法有助于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，特別是學(xué)生在這樣的教學(xué)模式下學(xué)會了根據(jù)設(shè)定的條件，根據(jù)需要去解決的問題，遇到新的變化情況時會提出新方法。這樣的教學(xué)模式就為學(xué)生的創(chuàng)造性思維插上騰飛的翅膀。為了達到培養(yǎng)創(chuàng)新意識這一教學(xué)目的，就需要教師們在認真研究教材的基礎(chǔ)上，提出適合學(xué)生實際的問題，引導(dǎo)其發(fā)散思維 [2 ]。筆者認為，教育不單是為成績而教育，應(yīng)該是為人生而教育。在教育的過程中學(xué)生應(yīng)該獲得一種帶著青春與夢想不斷提高自己的創(chuàng)新意識。本文通過筆者在多年教學(xué)過程中的兩個案例來說明如何在日常教學(xué)中滲透創(chuàng)新人才創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。

1 案例一

本案例是必修1中關(guān)于“打點計時器的使用” ，課本對打點計時器僅采用了平鋪直敘的介紹。到底為什么在某些物理實驗中要采用打點計時器為計時工具呢？它的計時特點與秒表有什么不同呢？對這個內(nèi)容的講授我如下安排：

（1）問題的提出要源于學(xué)生的已有認識

首先，提出：“為了提高時間測量精確度應(yīng)該怎么辦呢？”學(xué)生一般會回答：“提高計時儀器的精確度?！苯處熢诳隙▽W(xué)生回答之后，把不斷發(fā)展的計時儀器做簡單介紹。

其次，向?qū)W生指出一般在中學(xué)物理實驗室進行的物體機械運動時間都非常短暫。若以2-3s作為時間測量的最大值，要求實驗誤差在1%左右，那么使用的計時儀器精確度要達到多少呢？對這個問題學(xué)生也不會太難回答，有精確度為0.01s的計時儀器就完全可以達到要求了。

（2）創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生體驗

這時教師可以把幾架精確度為0.01s 的電子秒表發(fā)給幾個學(xué)生，讓學(xué)生一起測定某一較短的運動過程（如小車在某兩位置之間運動），結(jié)果這些秒表的測量值不盡相同，一般誤差會達到0.1s以上。跟學(xué)生共同討論誤差產(chǎn)生的原因就可以知道這是測量者誤差造成的，而且這種偶然誤差可達0.1s以上（未經(jīng)秒表使用訓(xùn)練反應(yīng)較慢的人，誤差可達0.5s）。由此可見，如果僅僅靠提高計時儀器精度，即使精確到10-3s以至10-4s，且僅依靠實驗者操作，也無法發(fā)揮其高精度的作用。

（3）體驗的結(jié)果幫助迸發(fā)學(xué)生思維的創(chuàng)造性

可見改善實驗手段或改用其他儀器來減少誤差，是提高實驗精度的重要方法。

怎樣解決這個問題呢？對于設(shè)備較好的重點學(xué)校，由于已經(jīng)采用氣墊導(dǎo)軌、光控數(shù)字毫秒計等手段，學(xué)生比較容易聯(lián)想到這種自動控制手段。因此教師可以指出這是解決問題的一種辦法，然而這種辦法在目前還無法用于解決中學(xué)生的分組實驗，因為要求配備大量的高檔儀器這是不可能的。然而，從這里可以啟發(fā)學(xué)生，提高測量精度減少測量過程的偶然誤差就是要使時間測量與位置的測量能嚴格地同步進行。而自動控制計時儀器如果說是在確定的兩個位置間確定同步時間的話，我們是否可以考慮在確定的時間間隔內(nèi)來同步確定運動質(zhì)點的始末位置呢？如果做到這一點，同步測量也同樣可以實現(xiàn)，并指出書上介紹過的閃光照片法就是這樣解決問題的一個例子，而打點計時器亦是如此。

科學(xué)實驗的創(chuàng)造性勞動不僅表現(xiàn)在用實驗對每一個物理定律的探索過程進行各種設(shè)計、猜想，而且表現(xiàn)在為了實現(xiàn)各種探索或驗證而設(shè)計出新的實驗手段、方法和儀器等方面。在我們中學(xué)物理實驗中也不斷出現(xiàn)許多新的測量工具、測量手段。當向?qū)W生介紹這些測量工具、儀器、方法時應(yīng)當采用啟發(fā)式教學(xué)方法，按照“揭示科學(xué)實驗的要求跟實驗儀器或手段不精確之間的矛盾，分析產(chǎn)生矛盾的主要原因和解決矛盾的方法，到新儀器或新實驗手段的實現(xiàn)”這一步驟，使講課過程充分調(diào)動學(xué)生思維的積極性。在獲得知識的同時培養(yǎng)科學(xué)的思維方法。

2 案例二

本案例是高二物理必修3-1“庫侖定律”這節(jié)課的一個教學(xué)實例，常規(guī)教法就是讓學(xué)生掌握庫侖定律的公式以及適用條件，但是筆者這節(jié)課的教學(xué)著眼于有深度地利用物理學(xué)史中的問題情境激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的熱情。

（1）學(xué)史的介紹應(yīng)盡量讓學(xué)生感同身受

在“庫侖定律”實際教學(xué)過程中老師在一開始就向同學(xué)們提出了一個很關(guān)鍵也很有意義的問題，就是“如果讓你來設(shè)計一個測量電荷間庫侖力的實驗，你會遇到哪些困難？”。一下子把學(xué)生吸引住了，同時提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生覺得太有意思了，如果我做的話，有哪些困難呢？所以立馬開始想，想就有結(jié)果。帶著這些學(xué)生設(shè)想出的困難去認識老師接下來介紹的庫侖扭秤的構(gòu)造，就更能領(lǐng)悟其精妙。

（2）留有充分的時間和空間讓學(xué)生體驗科學(xué)思想和科學(xué)方法

“那么庫侖扭秤實驗成功的測量出了同種電荷相互間排斥力大小的關(guān)系，是不是就該發(fā)表“庫侖定律”了呢？實際上庫侖并沒有，為什么沒有？”這是老師在課堂上提出的又一個很有啟發(fā)性的問題。在經(jīng)過學(xué)生的思考后，學(xué)生認為庫侖力包括引力和斥力，而庫侖扭秤不便于測量異種電荷相互吸引時的庫侖力，這種情形還需實驗！再次體驗到了科學(xué)家在進行科學(xué)研究時的嚴謹?shù)目茖W(xué)精神。

“那么應(yīng)該怎么設(shè)計實驗來測量異種電荷之間的引力大小呢？”老師繼續(xù)向?qū)W生提出問題，由于這個實驗難度較大，所以由老師直接介紹。類比通過測量單擺周期可以測出引力與質(zhì)量之比的原理，遷移到利用測量微小帶電體在大帶電球附近振蕩的周期來測量庫侖力與質(zhì)量之比，巧妙獲得庫侖引力與距離平方成反比。庫侖在設(shè)計并完成了靜電擺的振蕩實驗，證實了異種電荷相吸確實也遵循平方反比規(guī)律，他這才正式發(fā)布研究成果。這樣處理史實材料教學(xué)，學(xué)生就能真正體會到科學(xué)的思想和方法，而不是被教師灌以科學(xué)思想和方法的名詞。

（3）盡量挖掘史實中的材料讓學(xué)生領(lǐng)會科學(xué)家的科學(xué)精神

在得出庫侖定律的表達式后，教師還介紹了卡文迪許利用庫侖定律和萬有引力定律的相似性，將牛頓關(guān)于均勻球殼對內(nèi)部處處合引力為零的證明遷移到均勻帶電球殼，并進而證明了球殼內(nèi)部處處沒有凈電荷的結(jié)論，然后設(shè)計并完成了“球殼實驗”，依據(jù)該推論來反證庫侖定律具有和萬有引力相似的平方反比規(guī)律。正當同學(xué)們對卡文迪許的科學(xué)思維贊嘆不已，并對結(jié)論感到滿足的時候，老師又告訴同學(xué)們，卡文迪許并未滿足！他還用實驗定量檢查了實驗的靈敏度，從而確定了實驗的誤差范圍：r的指數(shù)等于-2.002。同學(xué)們無不對卡文迪許的科學(xué)精神感到強烈的震感！經(jīng)過這樣一次次的體驗庫侖定律的發(fā)現(xiàn)過程，一次次的讓學(xué)生的思維上得到?jīng)_擊，讓學(xué)生認識體驗科學(xué)家嚴謹、認真的科學(xué)態(tài)度和精神。使學(xué)生體會到人們對于科學(xué)問題的研究，從來都不是一蹴而就的，而是一個經(jīng)過了反復(fù)的實驗、質(zhì)疑、論證、改進、完善的過程。

結(jié)束語

素質(zhì)教育的最高目標是培養(yǎng)人的創(chuàng)新能力。新的課程改革要求我們在教學(xué)中要突出學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。這就要求教師們要對日常教學(xué)進行一些創(chuàng)造性的設(shè)計，并且發(fā)掘出物理學(xué)科的科學(xué)教學(xué)功能，對物理知識、規(guī)律的形成過程創(chuàng)造機會讓學(xué)生多進行體驗 [3 ]。只要教師依據(jù)創(chuàng)新教育的理念，對每個知識點進行認真分析、合理的開發(fā)，挖掘出知識的內(nèi)在，盡可能在每節(jié)課教學(xué)時確定要著重培養(yǎng)學(xué)生哪方面的能力，就一定能在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)中取得良好的效果。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準（2011年版）[S].北京：人民教育出版社，2012.

[2]曾凡開.“五步”教學(xué)模式提高學(xué)生的創(chuàng)新能力[J].知識窗（教師版），2014（10）.

[3]楊煥榮.物理教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].課程教育研究，2015（3）.