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優(yōu)化物理課堂 培養(yǎng)創(chuàng)新能力
摘 要:創(chuàng)新是時(shí)代的要求，是當(dāng)代中學(xué)生必備的素質(zhì)，而學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，與威力課堂教學(xué)是相輔相成的。本文將結(jié)合物理課堂教學(xué)，闡述如何對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新能力培養(yǎng)。
關(guān)鍵詞：優(yōu)化課堂 培養(yǎng)能力
由于我國(guó)基礎(chǔ)改革的迅速深化,對(duì)課堂教學(xué)的要求越來越高。精心組織課堂,講究教學(xué)策略,激發(fā)學(xué)生興趣,誘導(dǎo)學(xué)生探究,啟迪學(xué)生思維,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,是搞好物理教學(xué)的關(guān)鍵。由此，優(yōu)化課堂極為重要。
一、巧用實(shí)驗(yàn)激趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
物是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，物理實(shí)驗(yàn)綜合了實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)思想和方法、實(shí)驗(yàn)操作和觀察、數(shù)據(jù)分析處理等多個(gè)方面的知識(shí)和能力。同時(shí)實(shí)驗(yàn)最能引起學(xué)生的注意力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。教師最好設(shè)計(jì)一些探究性、開放性的實(shí)驗(yàn)，在教師的適度引導(dǎo)下，通過學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。不但構(gòu)建了知識(shí)，提高了實(shí)踐能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
1.為了學(xué)生有更多的動(dòng)手機(jī)會(huì)，強(qiáng)化學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和細(xì)致的觀察能力，把部分教師演示實(shí)驗(yàn)和課外小實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生自己動(dòng)手的機(jī)會(huì)。把課本中一些原理和方法比較簡(jiǎn)單、儀器易取易讀的演示實(shí)驗(yàn)改為堂上實(shí)驗(yàn)是比較有效的方法。例如，我在高中物理教學(xué)中，把“用彈簧秤研究作用力與反作用力的關(guān)系”（試驗(yàn)本第一冊(cè)圖5-9）、“平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)”（試驗(yàn)本第一冊(cè)圖6-13）、“觀察擺動(dòng)機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)”（試驗(yàn)本第一冊(cè)圖9-23）、“單擺簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖象”（試驗(yàn)本第一冊(cè)圖11-4）等實(shí)驗(yàn)全部改為課堂學(xué)生小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己動(dòng)手獨(dú)立操作，通過認(rèn)真觀察和思考得出結(jié)論，實(shí)踐證明，這樣一方面使學(xué)生由被動(dòng)手獨(dú)立操作，通過認(rèn)真觀察和思考得出結(jié)論。實(shí)踐證明，這樣一方面使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)探索，大大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性；另一方面也直接培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際操作能力，細(xì)致的觀察分析能力，和自我解決問題的能力，比單純由教師演示實(shí)驗(yàn)的效果好得多。
2．把部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、敢物實(shí)踐和善于創(chuàng)新的精神，既探求科學(xué)的精神。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一般是在對(duì)研究對(duì)象有了一定認(rèn)識(shí)之后，根據(jù)已知的理論，對(duì)一些現(xiàn)象過程的存在、原因或檢驗(yàn)其是否正確而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，它在實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒎椒�、原理方面起到了示范性作用，但不利于�?chuàng)新精神和能力的培養(yǎng)。我在物理教學(xué)中嘗試將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)思想上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，讓學(xué)生充分動(dòng)腦、動(dòng)手，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維和意識(shí)。
如在高一物理“牛頓第二定律”一節(jié)教學(xué)中，我進(jìn)行了如下創(chuàng)新設(shè)計(jì)：①把演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，定性研究小車的加速度與哪些因素有關(guān)，并引導(dǎo)學(xué)生用分析法出小車的加速度與小車質(zhì)量和所受外力有關(guān)。②鼓勵(lì)學(xué)生猜想加速度與質(zhì)量、外力三者間的定量關(guān)系。③運(yùn)用較精密的氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)，利用傾斜導(dǎo)軌上的滑塊重力的下滑分力代替砂桶的拉力，研究滑塊質(zhì)量不變時(shí)加速度與外力（改變導(dǎo)軌的傾斜度來改變外力）的關(guān)系，借助多媒體電腦軟件自動(dòng)出加速度和外力的數(shù)值，這些數(shù)據(jù)在大屏幕電視上顯示出來；保持砂桶重力（近似認(rèn)為是滑塊受的外力）不變，改變?cè)谒綄?dǎo)軌上滑塊的質(zhì)量，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，同樣利用電腦軟件得出不同質(zhì)量時(shí)應(yīng)加速度的數(shù)值。并啟發(fā)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用“比值法”或“作圖法”直觀得到“質(zhì)量一定時(shí)，加速度與外力成正比；外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比”這一結(jié)論。④引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用理論思維，推導(dǎo)出牛頓第二定律。⑤進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用“特殊”→“一般”的科學(xué)思維方法得出牛頓第二定律的更一般表達(dá)式F合=ma，并由“一般”→“特殊”導(dǎo)出F合=0時(shí)，物體處于平衡狀態(tài)這一結(jié)論。這種以學(xué)生操作和思維活動(dòng)為主的教學(xué)設(shè)計(jì)，增大了課堂容量，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的探索功能，從定性的研究到利用教學(xué)媒體進(jìn)行比較精密的定量探索，突出了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想，展現(xiàn)了知識(shí)和規(guī)律的發(fā)現(xiàn)形成過程，對(duì)學(xué)生大膽實(shí)驗(yàn)，主動(dòng)探索物理規(guī)律起到了積極影響。
二、引導(dǎo)自行探究，培養(yǎng)創(chuàng)新能力
我們?cè)趯?shí)踐中出了"設(shè)疑激趣、指導(dǎo)探究、啟發(fā)思維、評(píng)價(jià)總結(jié)、應(yīng)用遷移"的五環(huán)節(jié)課堂教學(xué)模式，在引導(dǎo)學(xué)生自行探究的活動(dòng)過程中培養(yǎng)其創(chuàng)新能力方面作了一些初步嘗試。
1. 設(shè)疑激趣，提出假說
布魯納說過："學(xué)習(xí)的最好刺激乃是興趣。"因此，在教學(xué)中教師首先要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境，制造"懸念"，放手讓學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)、思考，讓具體的事物、有趣的自然現(xiàn)象緊緊吸引學(xué)生，激活學(xué)生思維，多而使他們產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究欲望。
比如在《物體的熱脹冷縮（二）》教學(xué)中，課伊始，我便對(duì)學(xué)生說："咱們用塑料瓶和硬幣做一個(gè)游戲，"講清游戲規(guī)則后，學(xué)生們懷著好奇心開始玩，不大功夫，只聽學(xué)生驚喜地叫道："呀，硬幣跳起來了！""還‘撲撲’地發(fā)出聲音呢！""硬幣為什么會(huì)跳起來呢？"我不失時(shí)機(jī)地問："你認(rèn)為是怎么回事呢？"提出一個(gè)開放的發(fā)散思維的問題，學(xué)生的情緒一下子活躍起來，對(duì)這個(gè)問題作出了種種假設(shè)：可能是水槽中的熱氣將它頂起來了；可能是塑料瓶受熱膨脹將硬幣頂起來了；可能是瓶?jī)?nèi)的空氣將它頂起來了；可能是硬幣上的水變成水蒸氣要往外跑，所以把硬幣頂起來了……。發(fā)散思維是創(chuàng)造活動(dòng)的起點(diǎn)，這一學(xué)習(xí)活動(dòng)，既促進(jìn)了學(xué)生積極思維，又能形成下面探究學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。
2. 指導(dǎo)探究，豐富感知．
實(shí)踐、探索的過程是創(chuàng)新的過程。要讓學(xué)生去創(chuàng)新，就必須放手讓他們自己實(shí)踐，勇于探索。如何保證學(xué)生能夠圍繞中心問題進(jìn)行實(shí)踐、探索呢？在于教師提供有結(jié)構(gòu)的材料。所謂有結(jié)構(gòu)的材料，是指這些材料在使用時(shí)能揭示自然現(xiàn)象間的某種關(guān)系。
如《物體的熱脹冷縮（二）》教學(xué)中，我給學(xué)生提供這些實(shí)驗(yàn)材料：燒瓶、帶直（彎）玻璃管的膠塞，紅墨水、肥皂水、滴管、毛巾、軟塑料瓶、瓶蓋、汽球、飲料盒、膠帶、水槽、熱水、冷水。讓學(xué)生熟悉這些材料后，根據(jù)思考提綱自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。由于準(zhǔn)備的這些材料緊緊圍繞揭示"氣體的熱脹冷縮"這一主題，從課堂教學(xué)效果看，各個(gè)組都設(shè)計(jì)出了比較理想的方案：有的用汽球套在塑料瓶上，放入熱水和冷水中實(shí)驗(yàn)；有的先把塑料瓶捏癟，蓋好蓋，再放入熱水和冷水中實(shí)驗(yàn)；有的用膠帶把飲料盒的口封住，放入熱水和冷水中實(shí)驗(yàn)；有的用燒瓶和帶玻璃管的膠塞，用手捂和包冷毛巾實(shí)驗(yàn)；有的將紅墨水用滴管滴入玻璃管放入熱水中，，但紅墨水流了出來……學(xué)生在足夠的時(shí)間內(nèi)充分地實(shí)踐和 探索，獲得豐富的、初級(jí)的、創(chuàng)新的感性體驗(yàn)，為進(jìn)一步研究和深入認(rèn)識(shí)打下基礎(chǔ)。當(dāng)然，學(xué)生的這些行為，對(duì)平常人來說是極其普通而簡(jiǎn)單的，可對(duì)小學(xué)生，自己找出來，不能不說是他們創(chuàng)造活動(dòng)的結(jié)晶，"行雖微而旨趣遠(yuǎn)"，是學(xué)生創(chuàng)造精神的表現(xiàn)。
3. 啟發(fā)思維，討論探究
學(xué)生獲得足夠的感性材料后，教師要引導(dǎo)學(xué)生整理、加工事實(shí)，進(jìn)行思維加工。
(1) 整理事實(shí)，以說促思
學(xué)生獲得的感性事實(shí)是比較混亂的，缺乏條理性。教師引導(dǎo)學(xué)生通過語言把各自收集到的事實(shí)以及對(duì)事實(shí)的看法進(jìn)行相互交流，活躍學(xué)生的思維，充分發(fā)揮他們的想象力、創(chuàng)造力。如在《物體的熱脹冷縮（二）》教學(xué)中，有這樣一個(gè)討論片斷：一個(gè)學(xué)生答："飲料盒 放入熱水中，盒鼓起來了，放入冷水中，又癟了。"另一個(gè)學(xué)生馬上反駁到："我們組的飲料盒放入熱水中鼓不起來。"這時(shí)，我插話到："你們兩個(gè)組的實(shí)驗(yàn)條件中�熱水中�相同，但出現(xiàn)了不同的現(xiàn)象，是不是盒子的原因呢？"接著引導(dǎo)兩組同學(xué)對(duì)飲料盒 進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鼓起的飲料盒口被密封了，沒有鼓起的口開著，宣布完這一發(fā)現(xiàn)后，又有同學(xué)立刻說："沒有封口的飲料盒里的空氣從口上跑走了。"這樣，通過對(duì)事實(shí)材料的引導(dǎo)、梳理，強(qiáng)化了學(xué)生的認(rèn)知過程，并使創(chuàng)造實(shí)踐活動(dòng)取得創(chuàng)造性成果。
(2) 研究事實(shí)，思維
在學(xué)生整理事實(shí)時(shí)，教師見機(jī)提出問題，挑起矛盾，巧妙地促使學(xué)生發(fā)表不同意見，將討論的中心置于學(xué)生之中，使學(xué)生結(jié)合自己和別人收集的信息，進(jìn)行分析、判斷、歸納、甚至爭(zhēng)論，從而找出其中的。如在《彈性》一課教學(xué)中，學(xué)生對(duì)收集到的事實(shí)進(jìn)行整理后，一個(gè)學(xué)生答："我發(fā)現(xiàn)皮筋、彈簧……橡皮泥有彈性，木塊……沒有彈性。"三個(gè)同學(xué)同時(shí)反駁："不對(duì)，橡皮泥沒有彈性"我適時(shí)引導(dǎo)："說說你們的理由。"學(xué)生立刻說："橡皮泥雖然能捏扁、搓長(zhǎng)，但松手后它還是扁的、長(zhǎng)的，不能再變成原樣。"……這樣，學(xué)生在不同意見的發(fā)表與爭(zhēng)論中，用自己的語言概括出科學(xué)結(jié)論，這符合從感性到理性，從具體到抽象的認(rèn)識(shí)過程。同時(shí)，學(xué)生的創(chuàng)造性思維得到了充分的鍛煉。
4. 評(píng)價(jià)總結(jié)，歸納達(dá)標(biāo)
通過前三個(gè)環(huán)節(jié)的活動(dòng)，學(xué)生得到了信息與思維的結(jié)果，教師對(duì)小組和個(gè)體的整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行鼓勵(lì)性評(píng)價(jià)，使學(xué)生體驗(yàn)成功的喜悅，將假說上升到結(jié)論、規(guī)律。如《物體的熱脹冷縮（二）》中這樣設(shè)計(jì)："剛才同學(xué)們和老師的實(shí)驗(yàn)都成功了，說明我們只要掌握了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的要領(lǐng)，都能設(shè)計(jì)出成功的實(shí)驗(yàn)。通過這些成功的實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)了什么？"
5.應(yīng)用遷移，釋疑解難
用科學(xué)的過程也是進(jìn)行創(chuàng)新的重要環(huán)節(jié)。因此，教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，我有目的地引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐中，以達(dá)到擴(kuò)展所學(xué)知識(shí)，發(fā)展創(chuàng)造能力的目的。如《物體的熱脹冷縮（二）》中這樣設(shè)計(jì)：(1) 解釋：（A）游戲中硬幣跳舞現(xiàn)象。（B）為什么夏季自行車胎不能打太足的氣？（C）鐵軌這間為什么要留有空隙？（D）兩根電線桿之間的電線，為什么冬季繃得比較緊，夏季比較松？ (2)處理：（A）踩癟的乒乓球怎么能鼓起來？（B）怎樣將塑料管迅速套在鐵棒上？
總的來看，在探究式五環(huán)節(jié)教學(xué)中，通過教師的精心指導(dǎo)，學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，自己提出問題，自己解決問題，創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力得到了充分發(fā)展。
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1．高等教育學(xué)會(huì)組：《中國(guó)教師手冊(cè)》，首都師范大學(xué)出版社
2．喬際平：《物理創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)》，首都師范大學(xué)出版社
3．田世昆：《物理思維論》，廣西教育出版社1996年版
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