活用教材提高学生创新能力

罗龙英

物理教学的主要目的是使学生形成良好的物理认知结构,从而发展学生的物理思维与物理创新能力,在推进学校素质教育的过程中,创新学习作为一个全新的概念、一种落实素质教育的重要模式,被提到教育科研的重要课题中来,并立即在全国许多学校及众多师生中引起热烈反响.创新学习的有关理论和实践的研究,开展得十分红火,我们面前就有一处创新学习的好来源——现行教材.教材真正体现了进一步提高学生的思想道德品质、文化科学知识、审美情趣和身体心理素质,培养学生的创新精神、实践能力、终生学习的能力和适应社会生活的能力,促进学生的全面发展,为高一级学校的社会输送素质良好的、合格的毕业生的宗旨,特别是内容的编排、教学的设计、教法的落实和能力的培养上,充分体现了以人为本和以学生为主体的教学理念,在发挥教师主导作用的前提下,在学生已有知识的基础上,遵循学生的认知规律,启发和引导学生进行科学的思维,培养学生的创新精神和学习能力.现行教材设置“阅读材料”“思考与讨论”等小栏目,对激发学生的学习兴趣,培养学生的创新能力和科学素质,提高教学效果都具有十分重要的意义.以下是笔者在近几年的教学实践中所获得的一些体会.

一、利用教材常规内容,开展创新学习,启动学生创新意识

利用教材中的常规内容,开展创新学习,打破“创新”的神秘感,启动学生创新意识,是一项经常进行的创新学习活动.在“恒定电流”一章讲“电压表和电流表”一节时,教材中直接指出“电流表的满偏电流一般都比较小,测量较大的电压时要串联分压电阻把电流表改装成电压表;测量较大电流时要并联分流电阻把小量程的电流表改装成大量程的电流表”,教材中这十分简朴的一句话,给我们师生留下了很大的创新学习的思维空间:这种改装的基本原理是什么?(即前课所学串联分压和并联分流原理),前人是怎样想到这个办法的?(其实就是基本规律的重新组合与迁移应用),假如你生活在两表尚未出现的年代,你能对两表进行改装吗?对已有的两表你还有什么改进意见吗?对后面两个问题学生虽不能肯定回答,但都会认真地、甚至是激烈地进行思维.随着每一个问题的提出,学生中都会有一番积极的思考和一阵强烈的呼应,学生主体对教学的参与,已从课堂表层的热烈,深入到思维层次的活跃.这种学生主体的自主探索与思考,不正是创新学习所追求的境界吗?随后直接以“问题”的形式提出“应当怎样设计简易多用表的整个电路呢?”循着“怎样设计”这一思路,利用前面已有的两表改装的知识,学生容易理解“直流电流挡”和“直流电压挡”的设计,而在欧姆挡的设计中,可以提出上述几个问题,同样能引发学生积极的甚至是“痛苦”的思维活动,但最终总能使学生思维统一到一个共同点,即利用已学过的闭合电路欧姆定律的知识,在已有电流表的基础上,根据[WTBX]I=ε/(r+R璯+R+R瓁),即可知I与R瓁[WT]的对应关系,并据此设计出相应电路,这样又让学生从中体会创新“成功”后的喜悦.类似的物理学基本规律在生产、生活中的创造性思维,在现行教材中比比皆是,可以说是构成丰富多彩的创新教育素材,任凭师生发掘选用.只要选准切入点、抓住时机、善于启发,学生积极的思维活动中,必能摩擦出“创新”的思维火花,这将有助于打消学生对创新的神秘感,这对启动学生心灵深处的创新意识,是十分重要的.

二、巧用“阅读材料”,开展创新学习,激发学生创新精神

现行教材中“阅读材料”主要是介绍与教学内容有关的物理史料或联系实际的知识,这部分内容是编者精心编写而成的,集科学性、思想性、教育性和文学性于一体,不仅有利于学生开阔视野,丰富知识,而且有益于提高他们的学习兴趣,培养他们的自学能力.它虽然在应试教育中派不上用场,却可以在素质教育和创新学习中大显身手,同样是素质教育、创新学习的极好素材.对这一素材的恰当使用,能激励学生的创新精神,进而产生意想不到的创新学习效果.第八章《电场》“电容器”后的阅读材料“电容式传感器”,因为高考不涉及,所以一般被当作常识一读了之.其实,这里介绍的用来测量角度[WTBX]θ、测量液面高度h、测定压力F、测定位移x[WT]的各种装置,不仅仅是介绍了传感知识本身,这同样给我们留下了极大的创新思维空间.教师应安排必要的时间,给予学生创新学习的机会.创新学习就是要激发学生的创新精神,该阅读材料指出了将“非电物理量转换电学量”这一传感器的本质,将学生的思维带入十分广阔的创造天地.学生可以沿着日常生活、工农业生产、医疗卫生等许多方面向人们提出的各种新要求、新功能去展开思维,思考怎样运用所学物理基本规律,创造出新的仪器或器具.

三、将教材中既定的物理观点转化为问题,促使学生思考与创新,培养创新能力

在课堂教学中教师还可以把教材中既定的物理观点转化为问题,以展现知识的发生和发展过程,借助具有内在逻辑关系的问题设计,促使学生思考,逐步培养学生自己发现问题、分析问题和解决问题的能力,使学生成为知识的主要建构者.

比如,在学习“简谐运动”知识以后,笔者有意识地引导学生进行反思体验:在生活中你还看到哪些简谐运动现象,有没有想过它与匀速圆周运动是否有关系?有一位学生在观察分析了农村的磨盘的工作过程后意识到:一个匀速圆周运动的物体的投影是简谐运动,并由此联想到直线的简谐运动也能够转化为圆周运动,从而弄清楚了内燃机的工作过程,当笔者让他给同学们讲他的研究发现后,学生反映积极,很多人受到启发,有两位学生根据自己所学的“力的合成与分解”知识,弄清楚了他们家乡的河上那条奇妙的渡船的工作原理(这条船不用人或机械的动力却能将人渡过河),并做出了实物模型,演示了这一现象,收到了很好的效果.可见,这种反思性再体验活动可以使学生思考问题的浓度和广度得到加强,使其思维空间得到拓展.

四、发掘习题资源,加强解题训练,培养学生创新能力

教材的编者在习题选择上可谓煞费心思,很多题型是来自实际的应用物理题,题目的知识性、趣味性很强,使学生再也没有空洞的感觉,而是把知识实实在在地与活生生的事物联系在一起,如静电分选的原理、高频焊接、电磁流量计等.这些精心挑选的题目教师应当充分揭示、发掘这些题目对创新学习的意义、作用,通过训练,培养学生的创新能力.因为我们的目标不是把学生培养成为解题机器,而是将其培养成具有创新能力的人,在《磁场》一章的B组习题中,对于速度选择器、质谱[HJ3.1mm]仪、磁流体发电机等问题,就不应把重点放在布列议程及其计算解答上,而应当放在前人是怎样把物理基本规律用于该装置的思维启发上,哪些是已知基本原理?每一种装置的“创新”之处何在?其中课本特别指出“磁流体发电是一项新兴技术”,这无疑给我们青年学生留下了施展创新才华的时间和空间.这表明,从现在起就培养创新能力,显得多么重要.可以肯定地说,把习题当作创新学习资源来发掘,比起只当作计算题来解答,对学生创新能力的培养,不知要强多少倍.同样,电磁流量计等,都是教材编者精心选择、特意安排的.对这些问题的发掘与处理,与前述磁场中习题的处理一样,定将收到异曲同工之效.教材习题中的这种创新学习,也是俯拾即是的.只要我们恰当发掘处理,对学生能力的培养,其作用是十分明显.

从某种意义上讲,物理教材是现代科技进步的一面镜子,但由于客观的原因,教材对当今高新科技成果的反映,常常会滞后一段时间,这是可以理解的.作为物理教师,我们不能消极等待教材中有了反映,才让学生去学习.因为这样,将使现在的在校学生——未来的建设者失去许多创新学习的宝贵机会,因此及时地、恰当地选择一些当今高科技成果介绍给学生,作为现行教材的一种补充和延伸,是十分必要的.也需要教师留心挖掘其蕴涵,用以鼓励学生的创新热情.能对“创新学习”产生强烈的推动作用,对学生创新热情的引发,其中期、长期效果不可估量.结合教材《机械波》一章“声波”一节的有关内容,笔者特意将“高强度超声波聚焦刀”治疗肿瘤的事例介绍给学生,尽管该项技术仍在不断完善之中,但因其时间、空间与学生相当贴近,学生倍感亲切,更为这一发明而鼓舞、喝彩,这样引发出的创新热情,对学生终身发展产生积极的影响.而“高强度超声波聚焦刀”的原理,学生不难从具有波动性的光的会聚、波的聚焦、能的转化等知识中,轻松加以理解.而这一成果中反映出来的“敢为天下先”的创新热情,才是学生的一笔巨大精神财富.类似材料在各种科技报刊中常有介绍,把它们作为教材的必要补充,对推进创新学习的深入开展,是必不可少的.

(责任编辑:黄春香)