运用课题探究性学习培养中学生物理创新能力

福建省莆田市仙游县第一中学 杨 杰

要在中学物理教学过程中深入实施创新教育，当务之急是需要找到一个牵一带百的突破口，课题探究性的学习方法是首选方案之一。

一、课题探究性学习强调的是学生的学习过程

课题探究在高等教育里不罕见，其关注的是科研成果、学术水平、实用价值。而在中等教育阶段，学习内容的丰富性和研究方法的多样性往往是课题研究所关注的两个方面。它强调的是学生学会分析问题、归纳知识、整理资料，更加注重的是学生的研究过程，这样的学习方法在整个中学阶段对于培养学生的创新精神和实践能力具有重要意义。

朱朝辉驾驶摩托车飞越黄河是一件罕事，从这件同学们感兴趣的事中，我提出这样一个课题探究：朱朝辉飞越黄河的最佳起飞角，并把这个课题贯穿在整个动力学教学过程中。这样，学生边进行理论学习，边进行课题研究，有关受力分析、力的合成与分解、运动的合成与分解、机械能守恒等一连串问题相应地得到解决。在研究过程中，有的同学甚至把风向与风的阻力、摩托车发动机的额定功率与车的最大速度等问题都进行了分析，整个教学过程轻松、活泼、自然，教学效果就不言而喻了。

在教“牛顿第三定律”时，在作用力和反作用力的关系探究中，我首先引导学生思考日常生活中看到的作用力和反作用力的例子。例如：充满气的气球，通过相互压缩，可以很明显看到两个气球同时凹陷；两个刷子相互挤压，也能很直观地看见刷子上的毛发生了形变并且向相反方向弯曲。通过这些简单又明显的实验，学生可以很直观地了解相互作用力是同时产生，而且方向可以相反，并不一定需要非常复杂的器材。这也能引导学生独立思考，培养学生的思维，为学生提供动手实验的机会，激发学生学习物理的兴趣，同时可以培养学生的创新能力，使他们形成严谨的科学态度，达到预期的教学效果和教学目标。

学生学习不仅是要记住教师所讲的内容，还要参与该学科知识体系建构的过程。学生应该从以往那种被动的、消极的知识接受者转变为主动的、积极的知识探究者。课题探究性学习能充分调动学生学习的积极性，帮助学生形成一种能够独立探究的情境。中学物理这门学科与其他学科有所不同，它更具有知识性、趣味性和实用性。新教材的试用和推广，更加强调学生的参与能力和实践能力。新编中学《物理》（试验中）中设置的“思考与讨论”“专题”“阅读材料”拓展了学生的知识面，从实践中提取出的可行性探究课题有利于让学生学会思考。“认识是一个过程，而不是一种产品”，课题探究注重的就是这一过程。

二、课题探究性学习开拓的是学生的直觉思维

中学物理创新教育是一个复杂的过程，它要完成认识上的两次飞跃。而认识的第一次飞跃是由感性认识上升到理论认识，即直觉思维。直觉思维对人的创新活动极为重要，它一般不是靠语言信息形成，而是把来源于外界物理环境和学生原有的物理知识结构进行深加工，使学生现有的知识重新组合，最终形成概念，掌握规律，上升到新的认识阶段。完成这一过程的最佳措施就是带着课题在实践中去探索与创新。

圆周运动是中学物理教学的重点之一，我在教学过程中曾经设计过这样一堂课：先让学生明确本课时的教学课题是“实验研究水流星工作原理”，然后用他们在上课前已准备好的易拉罐或玻璃瓶以及结实的细绳和一些彩色液体自制成水流星，且每人表演几次，尽量不让彩色液体洒出，然后改变细绳的长度，重复表演几次，最后从情境中提炼出水流星的物理模型，通过计算发现水不会洒出的条件以及影响实验成功的因素。这样学生既对竖直平面内物体做圆周运动有了深层次的认识，又开拓了他们的直觉思维，使他们懂得真正的知识和富有成效的理解力只能从实践中来。

在教授“磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力”时，力的方向、速度方向及磁场方向关系是三维立体关系，但是很多学生空间想象能力比较弱，针对这一问题，我认为首先应引导学生思考，在我们日常生活中是否有常见的三维模型？同样让学生先自己探究讨论并举例来说明这一问题，比如教室墙壁的角落，教室的长度、宽度及高度就是最熟悉的三维立体关系，再比如粉笔盒的长度、宽度及高度也是很熟悉的三维立体关系。还可以引导学生用泡沫塑料自己动手制作三维模型，可以用硬纸板贴上不同颜色的纸张，制作成箭头分别代表力的方向、速度方向及磁场方向。通过这些简单的实验，学生对三维立体模型以及该课程有了深刻的掌握，也能进行独立思考，这样学生既对洛伦兹力有了更加深层次的认识，同样又开拓了他们的直觉思维。而且可以提供每个学生动手实验的机会，激发学生学习物理的兴趣，同样可以培养学生的创新能力，达到相同的教学效果和教学目标。

传统教育往往是“填鸭式”的教学，教师一味地向学生灌输知识，这种理性认识与实践直接脱离的教学方式违背了人的认识规律，扼杀了学生的创新意识。课题研究性的学习注重的是认识规律的第一次飞跃，开拓的是直觉思维。

新的中学物理教学大纲修订本中，强调注重人的认识规律，突出素质教育的要求，强调培养学生创新精神和实践能力，力争使课程内容更加接近学生生活和社会实际。9.5%的学生实验课，16.5%的学生自主安排课，使学生参与活动的机会增多了，学生有时间自己动手去掌握一定的知识，实现认识的第一次飞跃，也有机会发挥自己的主动性、自主性和独创性。这样探究课题也就成为学生创新过程中的路标，既开拓他们的直觉思维，又指引他们勇往直前，去实现认识的第二次飞跃。

三、课题探究性学习激发的是学生的内在动机

内因是变化的根据，外因是变化的条件，外因通过内因起作用。学生在一般教学条件下的学习动机往往不是很明确，有些学生只是为了谋求好成绩以得到教师和家长的奖励。某种程度上，学生的学习是靠其内在动机——好奇心来实现的。探求知识是人类的天性，教育应该发扬这种天性，要根据学生内在因素因材施教，要与学生的兴趣联系起来。课题探究性学习有利于创造学习条件，有利于激发学生的内在动机，充分把教育与学生的兴趣联系起来。无论什么时候，学生所学的东西都应当是他们好奇和需求所激发的东西，而且让学生看到他们所学的东西和他们的生活有着密切的联系。

我常带学生参加户外实践活动，每次活动过后，不少同学发现自己的皮肤变黑了，有的甚至脱掉一层皮，还有的同学发现自己的双唇干裂了，有的甚至出现头晕目眩等现象。所以，我将“夏日太阳高剂量辐射对人体危害的原因”作为探究课题，激发学生把已有的知识进行归纳、总结。最后，大多数学生对太阳日核区进行着由氢聚变为氢的热核反应，太阳巨大能量以电磁辐射和微粒辐射两种形式输送，太阳光谱中的γ射线、X射线、紫外线等的辐射和增强，等离子体的运动，高能带电粒子的加速和喷发等问题有了初步认识，激发了他们学习的内在动机，为将来的可持续发展打下了坚实的基础。

在中学物理教学过程中，适当设计探究课题，既有利于内因的发展，又有利于外因的创造，让学生在经验中学习。在这种情况下，课题研究性的学习过程就变成尝试，变成寻找客观世界真相的实验，而所得出的结果就是发现事物之间的联系。

高考改革方案的实施和推广，其目的同样是要求学校要实行创新教育，要培养学生的创新能力。综合科目考试多把现实生活中的有关理论问题立意命题，试题要求学生不是对事物局部或某一侧面进行描述，而是对事物的整体结构、功能和作用进行掌握，以及对事物变化发展过程的分析理解。所涉及的知识具有多样性、复杂性和综合性等特点，学习能力是其强调的重点。面对这样的“综合能力测试”，教师在教学过程中就应该注重对学生能力的培养，从实践中适当选取有价值、有意义，能体现学科特色的“小专题”“大课题”来激发学生的内在因素，使他们从实践中去钻研、去学习，从而既掌握有关的物理知识，又达到培养学生学科渗透、交叉与综合能力的目的。

总之，课题探究性的学习方法在中学物理创新教育过程中是切实可行的。当然，这种方法要求教师对客观物理现象有更高层次的认识，而且能从生活实践当中提取出科学性、趣味性、实用性的课题。如果每位教师都把这种方法贯穿在教学过程中，不但能够提高教师自身的素质，而且可以使学生的创新能力进一步得到提升。