在物理教学中培养学生的创新能力

殷建楼

摘要:学生创新能力的培养是现代教育中的重要目标之一,它需要有计划的培养。本文尝试从营造教学氛围,培养创新意识;增强实验技能,提高创新能力以及创设新环境,培养实践能力等几个方面探讨如何在物理教学中培养学生的创新能力。

关键词:物理教学;创新能力;培养

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2009)7(S)-0007-3

现代教育非常注重学生创新能力的培养。物理学科在开发学生的创新潜能,引导学生在物理学习过程中有所发现、有所顿悟方面具有不可替代的作用。然而创新能力的培养不是一蹴而就的,需要一个渐进的、长期的过程。那么,在物理教学中如何创新教育,笔者认为可以从以下几个方面思考。

1 营造教学氛围,培养创新意识

创新意识是人们从事创新活动的出发点和内驱力,是创造性思维、想象和创造性行为的前提。创新意识的培养也就是推崇创新、追求创新,以创新为荣的观念、意识的培养。因此,在物理教学中营造和谐的教学氛围,有利于学生创新意识的培养。

1.1 消除创新神秘感,树立创新志向

谈起创新,最大的障碍在于师生缺乏自信心,甚至不少学生认为创新是科学家的事,自己不可能有创新。因此在教学过程中要充分利用物理学发展过程中的一些史实和故事,介绍物理学家的创新活动过程。如:瓦特自水壶盖跳动生疑,创造发明了蒸汽机;法拉第从奥斯特的“电生磁”逆向思维提出“磁能否生电?”的问题,且经过十年努力,发现了电磁感应现象,促使了发电机的产生等。让学生理解和感受物理学家是如何创造新理论、提出新方案、取得新成果的。从而消除学生对创新的神秘感,激发学生创新动机,树立创新志向,这有益于学生创新意识培养。

1.2 创设教学情景,激发学生求知欲和创造欲

学生是认识活动的主体和学习的主体,学生知识的掌握、能力的培养以及思想品德的提高,都必须通过自身努力才能达到。教学过程应以学生活动为主线,让每一个学生主动参与到其中。教师可结合物理学科特点和教学内容设计实验或问题情景,引导学生思考、分析和探索实验过程或问题情景,从而让学生自己提出问题,发现规律,最终提高学生的创新意识和创新能力。

(1)物理课堂教学是培养学生创新能力的主渠道

营造和谐、民主的教学氛围,使师生交往的心理状态达到最佳水平,以保证学生心情舒畅、思维敏捷,使各种智力和非智力的创新因子都处于最佳活动状态。在整个教学过程中,教师都要力求做到“稚化”自身,即从学生的角度,审视所遇到的问题,因为有一些在教师看来是不起眼的小问题,对于学生来说却是一次难得的“创新”机会。当学生的思维活动和结论超出教师所设计和期望的轨道时,教师不应强行把学生的思维纳入自己的思维模式之中,用自己或教材上的结论束缚学生的创新思维,更不能用粗暴的方式中断学生的思维进程。这时,教师应该给予学生发表意见的机会,保护学生学习的积极性,使学生树立起独立学习及创新的自信心,使其创新思维处于活跃状态。

(2) 习题教学是培养学生创新能力的有效途径

如果教师经常在授课过程中以创造性的方案解决问题,这种创新示范将会对学生产生潜移默化的影响,学生会产生跃跃欲试的创新想法,这就是其创新欲望的体现。习题教学要跳出”题海战术“的误区,指导学生尽量从不同的角度,运用不同的方法分析解决同一问题,通过一题多解、一题多变、一题多问,多题一解等形式使学生从单一的思维模式中解放出来。这样学生在见到新类型的问题时,就能以发散思维或集中思维等创新方式来解答问题。

(3)解决实际问题是培养学生创新能力的又一途径

鼓励学生运用创造性思维解决实际问题,训练和发展学生的创新能力。如这样一道题:一同学要把悬挂在天花板上的两根细绳系在一起,但这两根细绳相距很远,他无法同时抓住它们,而房间里只有一把椅子和一把钳子可使用。此同学尝试用椅子来解决问题,但未能成功,他想到能否运用学过的物理知识来解决此问题呢?学生经过思考,想到利用单摆的知识解决此问题。他把钳子系在一根绳子的下端,使其摆动,然后抓住另一根绳子站到二者的中间,待第一根绳子摆过来时把它抓住,这样就可以把二者系在一块了。像这类实际问题,既巩固了所学的知识,又培养了学生的创新能力。

1.3 鼓励“质疑求异”,诱发创新动机

亚里士多德说:“思维自疑问和惊奇开始”。科学创见始于疑问,如哥白尼对地心说的批判,伽利略对亚里士多德的落体、抛体的批判,爱因斯坦对以太说的批判等,这都说明没有质疑则不会有所创新。物理教学中的质疑,主要是鼓励学生从观察到的物理现象、实验中得到的数据、实验的理论解释、理论的逻辑推理等方面提出问题。为了塑造学生的创新人格,教学中允许学生有不同的见解,教师应保护学生敢想敢说的积极性,保护学生求知欲、好奇心;鼓励学生勇于探索与创新;消除学生对错误的恐惧心理;鼓励独创性与多样性,鼓励幻想;培养学生在探索过程中知难而进、锐意进取、追求真理的精神。

1.4 开展研究性学习,促进创新能力的发展

研究性学习是学生在教师的指导下,从周围生活和社会生活中选择和确定研究课题,以类似于科学研究的方法自主地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。中学物理教学中,通过开展研究性学习,学生接触到大量的实际问题,从而提高了应用所学知识解决实际问题的能力。大部分课题研究都是收集信息资料开始,或从图书馆、网络获取信息,或通过采访专家,或编写问卷调查表,或进行实验获取数据。第二步,处理信息资料,或作统计,或制成图表。第三步,加工信息资料。因此研究性学习不仅培养了学生收集、处理和加工信息资料的能力,更重要的是培养了学生的创新思维和促进了学生创新能力的发展。

2 增强实验技能,提高创新能力

实验是物理教学的基础,其生动形象的特点,有利于激发学生的好奇心和求知欲,是中学物理教学中培养学生创新意识和创新能力的重要途径。

当前实验教学普遍存在着只重视简单的操作练习。教材中的演示实验和学生实验,从器材、方法到表格设计都是有详细的步骤,使得教师失去引导学生思考和探索的机会,而学生则在实验中依葫芦画瓢,不能深刻理解实验的原理和思想,这不利于学生创新思维的培养。

2.1 加强物理实验方法教学

在物理实验教学中,教学方法上要发挥学生主动性和探索性,由系统讲授转向重点指导与自学讨论相结合,采用启发式、发现式教学方法,启发学生思考。不仅要让学生学会实验的具体做法,掌握一些基本的实验技能,还要引导学生学会研究物理问题的实验方法,为培养其创新能力打下良好的基础。

(1)重视演示实验,培养学生观察实验的能力。在演示实验中,教师可边做边提问,内容可涉及仪器的名称、使用方法、操作要求,可能出现的现象等。

(2)注重分组实验课,培养学生实验操作能力。在分组实验中,教师可边巡视边提问,引导学生积极开展思维。对于学生实验中的异常现象,千万不要回避,要因势利导进行分析,作出科学的解释。

(3)充分发挥教材中小实验、小制作的作用,培养学生动手能力和独立操作能力。

(4)不定期开放实验室,给学生创造更多的动手机会。

2.2 加强学生探索性实验的指导

探索性实验较其它类型实验有更广阔的活动空间和思维空间,可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望。学生在探索物理规律的实验过程中可以把动手和动脑结合起来,锻炼和培养创新能力。教师可以把某些学生实验和演示实验设计为探索性实验,使之达到不同层次的创新能力的培养目标。

比如在学习“电磁感应”这一节内容时,笔者将演示实验改为探索性实验。首先向学生提问“奥斯特实验说明了电能生磁,反过来磁能生电吗?”诱发学生进行探索。接着创设教学情境,出示手摇发电机使电灯发光,激发学生兴趣。接下来提问“如何才能实现磁生电?”让学生亲自动手探索实验。学生通过实验得出磁生电的两个必要条件:(1)导体必须是闭合电路的一部分;(2)导体必须在磁场中做切割磁感应线运动。实验教学过程鼓励学生多动手、动脑,也可以让学生合作进行,互相提出问题,研究解决问题的方法。教师则不失时机地对学生合适做法给予肯定,鼓励学生独立思考问题,大胆地猜想。

3 创设创新环境,培养实践能力

学生创新意识、创新精神和创新能力的培养,仅靠课堂教学是远远不够的。实施创新教育,需要多渠道、多层次地开创创新活动,改变封闭式的教学形式。

(1)教师要注意减轻学生的作业负担,使学生有时间和条件去接触自然、参加社会实践活动。在教师的指导和帮助下,选择能进行发明创造的课题,进行创造性工作,以创新行动,关心和满足学校、家庭和社会的各种需求。

(2)教师要利用灵活多样的形式组织学生参与各种活动。如开展课外观察活动,培养学生实践能力;开展课外阅读活动,扩大学生知识面;在班内展示学生的各种创新成果(科技小发明、小论文等);培养学生收集资料、检索信息和加工信息能力;开展兴趣小组,把传播知识与学习兴趣结合起来;举办物理知识竞赛;并开办科技板报、手抄报等,使班内形成以创新为核心的班级舆论。

(3)教师要经常与学生交流,并组织学生之间互相交流创新体会。鼓励学生之间适度的竞争、相互合作与交流、相互了解和相互宽容,使全体学生的创造能力与每个学生的创新能力相互激励,同步增强。

(4)教师要注意物理学发展的最新动态并把它及时地反映到平时的教学之中。如华裔物理学家屡获诺贝尔奖、中国载人航天技术的重大突破等,这类内容极易激起学生的爱国热情,并能转化成为他们创新活动的动力。

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(栏目编辑赵保钢)