创新教育在物理教学中的实施

田彩红

创新教育是以培养创新能力为基本价值取向的教育,它能够使学习者通过对已有知识的学习,了解前人是怎样解决具体问题的,从而模拟前人解决问题的思考方式,在现有的知识基础上积累经验,拓展视野,孕育创新.在知识含量越来越高的当今社会,以知识为基础的知识经济越来越受到世人的瞩目,决定个人成功与否的主要因素,已不再是掌握知识的多少,而是更新知识、运用知识的能力的大小.因此,物理教师在物理教学中要注重创新教育.本文就如何在物理教学中实施创新教育谈一些粗浅的看法.

一、实验导入新课,实施创新教育

“实验导入”指的是通过实验导入新课.它是课堂实验教学的开端,与一切有目的的行为一样,良好的开端具有十分重要的意义.实验导入的主要任务是在学习者和新的学习课题之间创设理想的诱发情境,激发学生学习兴趣和愿望,使其有课题意识,明确学习目的,动员必要的已有的经验和认识,运用学会的学习方法.例如:

1.惊奇现象导入法

这是一种相当普遍的实验导入方法.利用学生意想不到的

奇特现象,唤起学生的注意,引起学生思考,从而产生强烈的求知欲望而导入新课.

例如:《大气压强》教学中采用覆杯实验导入新课.

将一只空玻璃杯放在桌面,用一张塑料卡片盖在该杯口,用手按住塑料卡片把被子倒过来后,松开手,塑料片落下.之后,往玻璃杯灌满水,再把刚才那张塑料卡片盖在杯口上,按住卡片把水杯倒过来.问:把手移开时,会有什么现象?松手后,学生惊讶不已,塑料卡片竟然不落下,激起学生强烈的思维冲突和学习兴趣.

2.黑箱导入法

所谓“黑箱”是指内部结构和机制不清楚的系统,可以通过输入某种信息,从获得的输出信息中推断该系统的可能结构模式和机制.这种研究方法就称之为“黑箱方法”.利用它创造的神秘感可唤起学生的高度注意和积极思维,同时可以使学生得到科学方法的训练.

比如:《能量的转换与守恒》教学中采用魔筒现象导入新课.

在《能量的转换与守恒》的教学中,利用一只金属圆筒,称之为“魔筒”,把它沿台面滚出去,看一看会有什么现象发生?演示后学生发现,滚出去的圆筒还会滚回来,而且还反复地滚来滚去.原来筒里有两橡皮筋,且橡皮筋的中间拴着一个重物.为什么这样的结构就会产生这种奇特的运动呢?在运动过程中能量又是怎样转换的?诱发学生强烈的求知欲.

3.实验复习导入法

利用实验复习,既可以创设一种直观的情境,又可以很好地起到承上启下的作用.

例如:《阿基米德原理》教学中采用实验复习导入法导入新课.

在学习阿基米德原理之前,先复习浮力的概念.导入过程如下:我们是怎样证明下沉的物体受到浮力的?(取出实验装置,回忆实验过程).当我们把重物从空气中像电视慢动作一样地逐步放入水中时,想一想,物体受到的浮力是怎样变化的?由此猜想一下浮力与什么因素有关.(演示、观察、回答:随着深度的增大而增加).按照同学们的说法,也就是浮力的大小与物体所处的深度有关,是吗?请再看一遍演示.当物体浸没水中后,浮力就不再改变,显然不能认为浸没物受到的浮力与深度有关.那么,在上述实验中,除了深度改变外,还有什么因素在改变呢?物体浸入水下的部分在改变.未浸入时浮力为零,随着浸入的部分变大,浮力也就变大;完全浸没以后,浸入的部分不再改变,浮力的大小也就不变.从这里我们能得到什么启发吗?浮力的大小与排开的水的体积有关,或者说,与排水量有关.从而导入要研究的问题.

实验导入的方法很多,实验教学中要根据教学的内容和学生的实际来选择实验的导入方法.比较平直的实验可以选择趣味性较强的演示法;对于学生在生活中存在较顽固的错误概念的实验,可以选择能激起强烈思维冲突的导入方法;实验内容与前面学过的知识联系较紧而学生的准备知识又不足的实验,可以选择复习导入方法等等.

二、在新知识教学中实施创新教育

1.通过观察,实施创新教育

观察是实验的第一步,也是创新的前提.没有对客观事物的认识是谈不上创新的.在实验教学中首先应该使学生知道:所谓观察就是要有目的地辨明观察对象的主要特征,注意发现引起变化的条件和原因;其次,要使学生了解观察是要经过一定的努力,克服一定的困难,才能发现问题,才能得到对事物的正确认识,才能得到正确结论.

如观察水的沸腾实验中要求学生注意观察在给水加热的过程中,能看到什么?在此基础上引导学生讨论观察的方法和应注意的问题.可以提示看到的不同的现象是由不同的原因引起的,但是具体是哪些原因,应该由学生通过多次的观察得出,而不是老师在黑板上把各种条件罗列出来,提供给学生进行实验.因为那样做实际上限制了学生的思维,不利于学生形成创新思维.

2.通过实验,实施创新教育

人们的许多物理知识是通过观察和实验,并经过思索和总结得到的.如彩虹,平时看不到,在特定雨天后才能看到.在教学中利用三棱镜做光的色散实验,让彩虹出现在教室里,使学生感到既新鲜又好奇,通过这个实验,师生共同讨论,形成共识,知道实验就是在人工控制条件下使物理现象重复出现供人们观察的工作.即使是没有学过的物理概念和规律,也能通过实验,对物理事实获得具体、明确的认识,有助于理解物理概念和规律.从而培养学生创新思维能力.

三、通过反思、归纳总结,实施创新教育

1.通过反思实验,实施创新教育

实验教学中引导学生进行反思,对进一步理解实验、深化实验、完善实验起着重要的作用.通过反思可总结实验规律,优化实验方案,创新实验设计,揭示实验本质,增强实验效果.

如:反思实验的方法.引导学生求异思维,寻求多种实验方案,然后对实验方法进行反思,找出其特点和不足,从而优化实验方案,选取最佳策略.例如“测牛奶密度”实验时,学生可探求以下多种方法.

方法一:(1)用天平称出空烧杯的质量m₁

(2)烧杯内倒入牛奶,称出总质量m₂

(3)把烧杯内的牛奶全部倒入量筒中,读出牛奶的体积V

(4)计算:ρ=(m₂-m₁)/V.

方法二:(1)用天平称出空量筒的质量m₁

(2)量筒内倒入适量的牛奶,读出牛奶的体积V

(3)用天平称出量筒和牛奶的总质量m₂

(4)计算:ρ=(m₂-m₁)/V.

方法三:(1)用天平测出烧杯和牛奶的总质量m₁

(2)把烧杯内的牛奶倒入量筒中一部分,读出牛奶的体积V

(3)用天平称出烧杯和剩余牛奶的质量m₂

(4)计算:ρ=(m₁-m₂)/V.

引导学生对以上三种方法进行反思,方法一中,烧杯内牛奶倒入量筒时,烧杯壁上沾有牛奶,使测出的牛奶的体积变小,密度变大;方法二中,由于量筒高,放在天平上称量易发生倾斜、歪倒,容易损坏仪器,不便于操作;方法三中,弃掉了以上两种方法的弊端,使测量简洁而又准确,为最佳方案.

又如:反思实验的规律.

让学生在实验操作的基础上,观察实验现象,分析实验现象产生的原因,深入反思实验条件和实验现象的变化,总结实验规律,加深对知识的理解和应用.例如在研究“凸透镜成像”的实验中,把蜡烛放在2倍焦距以外,观察到“倒立缩小的实像”,把蜡烛放在1倍焦距和2倍焦距之间,观察到“倒立放大的实像”,把蜡烛放在焦点以内,观察到“正立放大的虚像”.根据上述实验现象引导学生反思,总结出以下规律:(1)物体由2倍焦距向焦点移动过程中,像逐渐变大.(2)物距小,像距大,像变大.反之也成立.(3)2倍焦距点是成放大与缩小像的转折点,1倍焦距点是成实像与虚像、正立与倒立的分界点.以上规律化的知识,学生印象深刻,为知识的迁移和灵活运用打下了良好的基础.

2.通过归纳总结,实施创新教育

当学生做了实验后,教师应当对学生实验提出较高层次的要求——做验证性的实验和设计性的实验.比如在做了欧姆定律的实验后,应该总结实验时所采用的物理方法:控制变量法.这种方法在物理实验中是常用的,应该掌握.之后,学生可以把学到的实验方法运用到其他实验中去.如:在学完密度知识后,根据实验室所能提供的器材,要求学生解决“如何测金属块的密度”的问题,学生可以根据控制变量法提出设计方案、提出一些具体问题,自己设计实验方案、进行实验、完成实验.让学生在自主完成实验中品尝到成功的喜悦,从而实施创新教育.

总之,在物理实验教学中实施创新教育能使学生学会学习、开发智力、提高素质、增强适应社会发展的意识.而创新教育在物理实验教学中的具体实施,也给我们培养大量的适应现代社会需要的人才提供一个可行的方法.

(责任编辑:易志毅)