中学物理教学中学生创新能力的培养

杨宗贤

【摘要】 学校教育的主要任务是培养并提高学生的创新能力,而课堂教学是完成这一任务的主要途径和形式。物理课程是一门以实验为基础的课程,通过大量的教学内容和实践活动,不仅能培养学生的创新意识和创新精神,更能培养学生的创新思维能力和创新品质。

【关键词】 创新能力;物理教学;教学设计

创新是指人类为了满足自身的需要,不断拓展对客观世界及其自身的认知与行为过程和结果的活动。具体讲,创新是指人为了一定的目的,遵循事物发展的规律,对事物的整体或其中某些部分进行变革,从而使其得以更新与发展的活动。而创新能力是指人在顺利完成以原有知识经验为基础的创建新事物的活动中表现出来的潜在的心理品质。遗传素质是形成人类创新能力的生理基础;环境是提高创新能力的重要条件;实践是创新能力形成的唯一途径,也是检验创新能力水平和创新活动成果的尺度标准。学校教育的主要任务是培养并提高学生的创新能力,而课堂教学是完成这一任务的主要途径和形式。物理课程是一门以实验为基础的课程,通过大量的教学内容和实践活动,不仅能培养学生的创新意识和创新精神,更能培养学生的创新思维能力和创新品质。

1.丰富实践活动,重视科学教育

美国著名学者乔治•奥威尔指出:科学不只是发展在实验中的事,不只是一种知识体系,它是人们观察世界的一种方式。我国中小学教育一贯重视知识传授,而忽略科学思想、科学精神、科学态度与科学方法培养。这种缺乏真正意义上的科学教育,使学生没有养成一种理性的、怀疑的、实验的思维习惯,在处理问题、对待事物方面往往缺乏科学的精神和科学的方法,更难有创新意识。从创新能力的培养这一角度看,丰富的实践活动能使学生具有较大的解决问题的机会,拥有更多的独立与自由,这有益于创造型人格的塑造。大量的实践活动还可以丰富学生的表象储备,为创造想象提供丰厚的“原料”,而在实践活动中遇到的困难,产生新的需要,更会激发学生的创造力。在物理教学中,有许多培养学生创新意识的材料,如阅读材料、想想议议、物理学家小传、科学发展史、现代科技的研究、发展与应用等都可以渗透在物理教学中,成为“萌发”学生创新意识的活动内容,培养学生善于思考、勇于探索、崇尚科学、大胆创造求实进取的创新精神。

2.优化课堂教学设计,培养创新思维能力

课堂教学的核心问题是培养学生的创新能力,其关键是优化课堂教学设计。

2.1活化概念,培养学生的抽象思维能力

物理教学中,有许多物理概念比较抽象,学生难以理解和牢固掌握,更难于进入创造思维情境。教师应把抽象的概念活化,增设一些与教学内容密切相关的有趣小实验和设置一些诱导性问题,使学生能形象直观地“顿悟”概念的内涵,把抽象问题具体化。如,小试管插入盛满水的大试管中,竖直倒悬于空中,当学生看到小试管不断进入大试管时,会惊讶地发出疑问:“为什么小试管不掉下来?”接着学生置疑猜想:“是不是水把小试管吸进去了?”“是不是有一种什么力把小试管推进去了?”当循此思考找不到答案时。再指导学生读教材、查资料、寻根问底。这样,大气压的概念自然而然地在学生头脑中形成。

2.2训练学生的发散思维能力

发散思维就是从给定的信息中产生信息,从同一来源中产生各种各样的输出,即在思维过程中从某一具体的对象出发,充分发挥想象力,通过原有的知识重新组合找出更多、更新、更妙的可能答案。

有许多物理问题都可以用不同的方法或不同的途径置疑,启发学生分析思考得到同一结论,可使学生明确具有共同本质的物理现象不是唯一的,以培养学生的发散思维和综合思维能力。在教学设计中如有一题多问、一题多变、一题多解、多题一解等问题,无疑能够启迪和培养学生的发散思维能力。

2.3培养学生的逆向思维能力

物理学中有很多问题,运用逆向思维可以启发学生从相反的方向、从问题的反面思考得出结果。如:静摩擦力的方向判断,学生对物体相对运动趋势难以“捉摸”。教师可进行逆向思维引导;若接触面是光滑的,物体会向什么方向运动?从而得到这个相对运动方向就是物体相对运动趋势的方向。又如,电流能产生磁场,磁场能不能产生电流?若能,应具备什么条件?再如,在伏安法测电阻的实验中,若不同时使用伏特表和安培表,能测未知电阻吗?若能,应怎样做?……在这些问题的讨论过程中,学生的逆向思维、猜测思维能力得到培养,可有效地提高创新思维能力。

3.激发学习兴趣,培养创新意识

兴趣是人的一种带有趋向性的心理特征。学习兴趣是学生力求认识世界、渴望获得文化科学知识和不断探索真理的情绪意向。创新意识是人们从事创造性活动的出发点和内趋力,是创造性思维的前提。一个人的创新意识与他的兴趣、动机和情感等非智力因素紧密联系。要培养学生的创新能力,首先必须强化其创新意识,而兴趣在认识活动中起着启动、定向和动力的作用。浓厚的兴趣能调动学生的学习积极性,启迪他们的智力潜能,并使之处于最佳活跃状态。例如,在“浮力的产生”教学中,我们设计如下实验:取一只塑料大雪碧瓶,水平剪去底部,制成一只漏斗(如图1所示)。把一乒乓球放在漏斗里面,从上面倒入水,只见有少量的水从乒乓球周围隙缝流下来,但乒乓球不上浮。然后,用手或橡皮块堵住漏斗下部流水处,立即见到乒乓球浮起(如图2所示)。这时,课堂气氛就活跃起来。教师进一步提出,堵住下孔后乒乓球为什么会上浮?学生展开了热烈的讨论,课堂气氛达到高潮。经过讨论和教师引导,学生轻松地理解了浮力形成的原因。[1]

4.精心设计实验,激发求知欲望

物理学是一门以实验为基础的科学。精心设计实验,可以激发学生的好奇心和求知欲。而强烈的好奇心和旺盛的求知欲是推动人进行创造性思维的内在动力,是创造力培养的前提和关键。例如:在“判定感生电流方向的楞次定律”的教学中,教师在课前可先留给学生两个思考题:第一,如何判定感生电流方向?第二,怎样通过实验加以归纳得出?然后,让学生根据电磁感应现象的知识,在实验室共同设计一个由线圈 、电流表 、条形磁铁组成的实验线路;再让学生自己动手连接线路,观察现象并做好记录。教师要注重引导学生边观察,边思考,边发现问题,边解决问题,并根据实验记录加以分析、归纳和总结,帮助学生从中得出感生电流的磁场总是要阻碍原来磁场的变化的结论

5.进行“研究性学习”,培养学生勇于创新的品质

根据日常生活中的物理现象,鼓励学生主动选择课题,提倡学生自由组合选择题目写小论文。如:“水资源的利用”、“雷电现象中的物理知识”、“肥皂泡的彩色成因”等有关小论文。在写这些小论文时,同学们要主动查找资料,互相讨论,找老师斧正,联系校内外有关刊物发表。通过这种“研究性学习”活动,能够锻炼同学们的综合应用能力。这种学习活动完全改变了传统的教学模式,学生的主体性得到充分的发挥。这种崭新的学习模式本身也是一种创新的楷模,潜移默化地让学生形成一种勇于创新的优秀品质。[2]

注释

1 徐宇明. 中学物理教学中创新能力培养初探. 中国科技创新导刊, 2009,4

2 周朝辉. 论中学物理课教学中学生创新能力的培养. 湖南工业职业技术学院学报,2009,1