許麗
黨的十八大報告中旗幟鮮明地指出:“全面實施素質教育,深化教育領域綜合改革,著力提高教育質量,培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神.”新課程改革著眼于以培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力為重點.在物理教學中實施創(chuàng)新教育,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、探究能力、創(chuàng)造能力,是落實素質教育的核心,是物理課堂教學的主旋律.如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,找到培養(yǎng)和發(fā)展學生創(chuàng)新能力的有效途徑,在物理教學中顯得越來越重要.筆者認為,教學本身就是一個創(chuàng)新的過程,教師必須具有創(chuàng)新意識,樹立以人為本的觀念,改變以傳授知識為中心的教學思路,以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為目標,廣泛開展豐富多彩的物理課堂教學,充分發(fā)揮學生思維的主體性,讓學生自主發(fā)展,促進學生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng),提高學生的創(chuàng)新能力.
1激發(fā)興趣,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識
“成功的教學所需要的不是強制,而是激發(fā)學生的興趣.”興趣是構成創(chuàng)新動機最現(xiàn)實、最活潑的心理成份,是形成學生好奇心的基礎,是創(chuàng)新動力最重要的源泉.孔子曾說過:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者.”學生只有“好之”、“樂之”才能產生高漲的學習熱情和強烈的求知欲望,形成以學為樂的正確態(tài)度.因此,教學中要想方設法創(chuàng)設具體情境來喚醒和誘發(fā)學生的情感,激發(fā)學生內在的求知欲、好奇心,讓學生于無疑處生疑,以引發(fā)學生的求知欲和學習的興趣,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識.如筆者在教學高一物理第一課時,講述我國物理學家錢偉長的故事:錢偉長高考時數學、物理、化學、英語共得25分,其中物理5分,英語0分,但中文、歷史都得100分,考入清華歷史系.“9·18”事變后,他立志造飛機大炮打日本鬼子,堅決要求轉到物理系,物理系吳有訓主任接納了他,從而造就了一位高考物理只得5分的大物理學家.同時,介紹有關物理學史,如瓦特由水沸騰對水壺蓋的推動現(xiàn)象受到啟發(fā)改良了蒸汽機;牛頓由蘋果落地發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律;伽利略看到教堂天花板上掛燈的擺動提出了“擺的等時性”等.這樣,使學生認識到科學無處不在,創(chuàng)造就在我們身邊,物理這門科學的每一步發(fā)展都離不開創(chuàng)新,科學發(fā)現(xiàn)過程就是創(chuàng)新過程,這些實例可以激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望.
又如筆者教學“動量定理”時,先介紹這樣一則報道:×月×日一架龐大的飛機被一個飛鳥撞壞,甚至因此墜毀.
問題提出,學生無不驚奇,竊竊私語,認為不可思議,簡直是天方夜譚.接著請學生估算一下飛鳥對飛機的沖擊力.設飛機的速度v=300 m/s,與一只身長l=20 cm,質量m=1 kg的飛鳥相撞.撞前飛鳥的速度可忽略,碰撞時間t=l/v.通過計算,學生終于明白了道理.通過設置疑難,使學生的思維處于“心憤憤,口悱悱”的狀態(tài),大大地激發(fā)了學生的好奇心和求知欲.
2砥礪思維,發(fā)展學生的創(chuàng)新思維
未來教育應培養(yǎng)造就一批高素質的具有創(chuàng)新能力的人才.創(chuàng)新人才首先要具有創(chuàng)新思維.創(chuàng)新思維是創(chuàng)新實踐的先導.心理學告訴我們:思維是人們認識過程、人的智力發(fā)展的核心.砥礪思維,發(fā)展思維能力是物理教學的重要任務.要發(fā)展學生的智力,就要開啟學生思維的門扉.在教學過程中,要把傳授知識與教會學生思維結合起來,以訓練學生思維能力為核心,把思維活動當作教師與學生之間的聯(lián)系點.要讓學生敢于探索,積極求知.通過觀察聯(lián)想、縱向和橫向聯(lián)想、逆向聯(lián)想等思維方法,提高學生多向思維能力.要引導學生從具體事物中通過對比和類比,抽象出它們的共性,得出物理的概念,從物理實驗的事實中進行分析和綜合,概括出物理規(guī)律.
如筆者在教學“質點”這一概念時,舉了兩例.
(1)我國成功發(fā)射的“神舟”五號飛船載人艙長7.4 m、直徑2.8 m,升空后,其顯示在指揮部熒光屏上的僅是一個小小的光點.試問科學家們研究它飛行速度、運動軌道等一系列問題時,是否需要考慮它本身的大小和形狀?為什么?
(2)地球直徑約為12800 km,與太陽相距1.5×108 km,即地球直徑約是它與太陽距離的萬分之一.然而,我們研究地球公轉時,能否把地球這一龐然大物,看作一個有質量的點?為什么?學生經過思考,從而得出“質點”這一概念.在教學中,通過舉例創(chuàng)設情景,通過設問制造懸念,啟發(fā)誘導學生大膽猜想,引導學生進行抽象思維,在抽象中尋求共性,創(chuàng)造性思維得到訓練和發(fā)展.
做練習題是砥礪學生的思維,培養(yǎng)學生運用知識解決問題的重要途徑.因此,要加強解題訓練,諸如進行計算題、問答題、選擇題的訓練等,但要反對“題海戰(zhàn)術”.要精心設計練的內容,選擇練的角度和方式,努力提高練習的質量和做練習的效益.可通過一問多答,一題多變,一題多解,異題同解等形式進行練習,訓練學生解題思維的靈活性和敏捷性,發(fā)展學生的創(chuàng)新思維能力.
例如,甲乙兩車分別以2 m/s和3 m/s的速度沿相同方向作勻速直線運動,甲在乙前方200 m處,則乙車出發(fā)后多長時間才能追上甲車?
方法一:此題是從不同地點同時出發(fā)的追及問題,則有:t甲=t乙,s1+200 m=s,代入數據即可得到結果.
方法二:甲乙兩車沿相同方向作勻速直線運動,則乙相對甲的速度為v=v乙-v甲,最后兩者相遇,則甲相對乙的位移為s=200 m,由s=vt可得結果.
通過這兩種不同方法的訓練,既提高了“學困生”的學習積極性,又培養(yǎng)了“優(yōu)生”的發(fā)展思維能力,滿足了不同層次學生的要求.
又如在學生解答了“一列火車長200 m,以15 m/s的速度通過一座長1.6 km的大橋,問需要用多少時間?”解完這道題后,教師把題目改為:“如果這列火車以相同的速度,通過另一座橋用150 s,那么橋有多長?”還可以把這道題改成:已知火車長、橋長和過橋時間,求火車過橋速度;已知橋長、火車速度和過橋時間,求火車長等題目.通過這種“一題多變”的習題探討,開拓學生思維,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維.
3注重實驗,提高學生的創(chuàng)新能力
物理教學是以觀察、實驗為基礎的.心理學家皮亞杰認為:“智慧的鮮花是開放在手指尖上的.”一語道出了實踐操作的重要性.實驗是學生學習物理的重要途徑和基本方法,是物理教學實施創(chuàng)新教育的重要基礎和手段.實驗不僅對激發(fā)學生學習興趣,提高實踐能力具有不可替代的作用,而且也是為學生創(chuàng)設創(chuàng)新氛圍,培養(yǎng)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,提高科學素質的有效途徑.教學中,教師要根據新課程標準的要求,超越學科本位的理念,以提高學生科學素質為教育目標,著眼于學生的發(fā)展,堅持理論聯(lián)系實際,注重實驗,要進行常規(guī)的、有序的實驗訓練,并創(chuàng)造各種條件,增加學生動手機會,在實驗中創(chuàng)新,在創(chuàng)新中實驗.有條件的學校還要適當增加探索性和設計性的實驗.學生通過對物理儀器的構造、實驗原理、實驗步驟、實驗結論等進行分析和探索問題,使學生成為知識的再發(fā)現(xiàn)者,而不是接受者.從而加深理解物理概念和規(guī)律,有效地提高了學生的觀察能力、探究能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力.
如在教學“超重和失重”時,筆者和同學們一起設計了一個簡易演示器:在一個礦泉水瓶子的底部開個大約一元硬幣大小的小孔,在瓶口扎塊橡皮膜,從瓶子的底部先注入適當的水,使橡皮膜幾乎水平,然后手持瓶子加速上升,可觀察到橡皮膜向外凸出,甚至會形成一個水球,說明瓶內的水對橡皮膜的壓力增大,此時水處于超重狀態(tài);再多加些水,使瓶子在靜止狀態(tài)時橡皮膜已向外凸出形成水球,讓瓶子在高處自由下落,可觀察到此過程中水球消失了,說明瓶子里的水在自由下落過程中對橡皮膜沒有壓力的作用,此時就處于失重狀態(tài)了.通過指導學生親自動手,自主探究,讓學生在觀察物理現(xiàn)象、探究物理規(guī)律的同時,體驗到“創(chuàng)造”和“發(fā)現(xiàn)”的快樂.學生通過觀察和思考,最終得出實驗結果,不僅讓他們感到其所獲得的結論是可靠的、深刻的,更讓同學們感到課本上的實驗不是唯一的,可以用不同的器材、不同的實驗方法進行實驗,有利于發(fā)展學生的個性,活躍學生的思維,可以激發(fā)和滿足不同層次學生的探索與創(chuàng)新欲望,使之達到不同層次創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標.
在傳統(tǒng)的實驗教學中,課堂演示實驗基本是教師的獨角戲,一切以教師為主體,學生僅僅是旁觀者,是被動接受的容器,演示實驗不能發(fā)揮應有的作用,也不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).筆者在教學中進行一些創(chuàng)新設計,有意識地將一些教師演示實驗,改為學生探索性實驗,師生共同參與,教師通過激發(fā)學生的好奇、困惑、懷疑和矛盾,從而激發(fā)學生的探索心理,形成探索問題的情境,促使學生積極思考、分析、討論,充分發(fā)揮學生的主體性.如在教學“力的分解”時,筆者讓同桌的兩個同學互做實驗:學生A把手臂曲起,手掌撐腰,這樣手部和身體一側就形成一個三角形.學生B在學生A的肘端施加一個豎直向下的壓力,這樣學生A就能形象深刻地感受到該壓力產生兩個作用效果:一個是沿肩部向肘端方向的拉力,另一個是沿肘端向腰部方向的壓力,也就能將壓力沿這兩方向分解了.學生通過對物理知識的親自動手實驗、觀察、思考,有效地提高了學生自主實驗的積極性,激發(fā)了學生的創(chuàng)造性思維,對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著潛移默化的作用.
總之,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力并不是一朝一夕的事,物理教師要踐行新課程理念,在教學中通過優(yōu)化教學結構、教學方法和教學手段,結合學生的特點,正確地應用科學的方法,多方位多角度激發(fā)學生興趣,啟發(fā)學生創(chuàng)新思維,使學生在學習中學會思考,學會創(chuàng)新,促進思維發(fā)展,同時也培養(yǎng)了學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力.·教學隨筆·