摘要：本文以物理教學(xué)中教師引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生問(wèn)題、解決問(wèn)題的教學(xué)兩個(gè)實(shí)例，展示培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)精神的方法。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新教育；教學(xué)探究；問(wèn)題

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2008)10(S)-0035-3

創(chuàng)新教育是素質(zhì)教育的核心，創(chuàng)新能力是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代評(píng)價(jià)人才的最高標(biāo)準(zhǔn)。要讓學(xué)生適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)，成為新時(shí)代的人才，就要在教學(xué)中進(jìn)行創(chuàng)新教育思想的熏陶。下面我以兩個(gè)物理教學(xué)實(shí)例談?wù)勗谖锢斫虒W(xué)中引入創(chuàng)新教育思想的嘗試。

1 “描繪小電珠的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)

高中《物理》（人教版#8226;必修）第二冊(cè)有一個(gè)“描繪小電珠的伏安特性曲線”的學(xué)生實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)單，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前已掌握歐姆定律理論知識(shí)和伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)技能，但筆者認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)有很多值得探究之處，下面就以學(xué)生實(shí)驗(yàn)為例談?wù)勅绾卧谛抡n程標(biāo)準(zhǔn)下實(shí)施創(chuàng)新教學(xué)。

實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始，我提出課題“如何來(lái)描繪小電珠的伏安特性曲線，即小電珠的I-U圖像？”因?yàn)閯倓倢W(xué)過(guò)歐姆定律和用I-U圖來(lái)描述導(dǎo)體的電阻，所以對(duì)這個(gè)提問(wèn)同學(xué)們的思維很活躍，產(chǎn)生了自主“設(shè)計(jì)”解決問(wèn)題的欲望。

接下來(lái)我把同學(xué)分成三人一組，讓他們根據(jù)課題和各自具備的知識(shí)互相討論，產(chǎn)生初步的構(gòu)思，然后讓他們?cè)谝欢ǖ臅r(shí)間內(nèi)選擇實(shí)驗(yàn)儀器，連接成能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟⒎蠈?shí)驗(yàn)原理的電路。我則適時(shí)指導(dǎo)，糾正他們的錯(cuò)誤接法。我發(fā)現(xiàn)除少數(shù)同學(xué)接不好外，其余同學(xué)產(chǎn)生了兩種具有代表意義的方案，這兩種方案的電路圖如圖1、圖2。顯然，圖1與課本中設(shè)計(jì)的電路完全相符，而圖2不符，于是我快速地思索著：方案2有沒(méi)有實(shí)驗(yàn)原理錯(cuò)誤？能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?？為什么?huì)有同學(xué)產(chǎn)生這種方案？我發(fā)現(xiàn)原理沒(méi)有問(wèn)題，理論上能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，但教材只給出圖1方案。此時(shí)我是幫助圖2方案的同學(xué)糾正電路圖讓他們都采用圖1電路，還是鼓勵(lì)他們按照自己的想法做下去，并通過(guò)最終的數(shù)據(jù)確定哪個(gè)“設(shè)計(jì)”最佳呢？

第一種選擇需要老師多花時(shí)間來(lái)幫忙學(xué)生統(tǒng)一方案，然后按照備得計(jì)劃組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)，但明顯這是重知識(shí)、輕方法，重操作、輕思維，重結(jié)果、輕過(guò)程，顯然不利于學(xué)生創(chuàng)造潛能的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。當(dāng)然，在授課中自己一直嘗試以探索、追求物理規(guī)律為出發(fā)點(diǎn)，以實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為中心，以學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展為根本，強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)方法的學(xué)習(xí)、探究精神的培養(yǎng)和自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)展，我決定采用第二種選擇。同學(xué)們顯然對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了濃厚的興趣，在我的指導(dǎo)下，認(rèn)真觀察記錄數(shù)據(jù)。下面列舉兩組有代表性的數(shù)據(jù)：

在觀察現(xiàn)象和采集數(shù)據(jù)的過(guò)程中，教師應(yīng)有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)。雖然學(xué)生在理論學(xué)習(xí)時(shí)運(yùn)用演繹推理，能夠得出物理定律和規(guī)律，但容易感到枯燥乏味。因此，對(duì)于這些數(shù)據(jù)教師切不可只簡(jiǎn)單地讓學(xué)生作出I-U圖，并由圖像得出規(guī)律：金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大。相反，我們可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)讓同學(xué)們掌握幾種科學(xué)方法：列表法、圖像法、比較法等。于是，我引導(dǎo)同學(xué)們思考以下兩個(gè)問(wèn)題：對(duì)比以上兩個(gè)表格的數(shù)據(jù)，兩種方案各有什么特點(diǎn)和不同之處？以上兩種方案的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出I-U圖，有何不同？在這兩個(gè)形象具體的問(wèn)題引導(dǎo)下，學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)了兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)：方案1的電壓電流讀數(shù)范圍廣，分布也較均勻；而方案2的電壓、電流讀數(shù)范圍要小得多，利用多媒體投影的I-U圖像分別如圖3、圖4，對(duì)比圖像更加直觀地看出：本實(shí)驗(yàn)中方案1顯然要優(yōu)于方案2，因此教師這時(shí)可宣布方案1為本實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)方案。

至此，為了使同學(xué)們探究的更深入，我決定帶領(lǐng)同學(xué)們利用數(shù)學(xué)推理讓他們清楚這兩種電路的性能差異以及如何選取連接方式。

兩種設(shè)計(jì)方案電路的性能差異比較：

我先告訴同學(xué)們圖1的電路為滑動(dòng)變阻器的分壓式電路，圖2的電路為滑動(dòng)變阻器的限流式電路，然后利用歐姆定律公式和電路分析得出兩種電路的性能差異比較見(jiàn)表格3：

如何選取兩種電路連接方式？

由以上的分析可看出，分壓電路調(diào)節(jié)范圍大，當(dāng)在Rx需要從零開(kāi)始測(cè)量或者Rx比滑動(dòng)變阻器的最大值R大很多時(shí)，應(yīng)采用分壓式。當(dāng)Rx比滑動(dòng)變阻器的最大值R小，甚至小很多，又不需要從零開(kāi)始測(cè)量時(shí)，一般采用限流式，因?yàn)橄蘖麟娐愤B線簡(jiǎn)單，電功率損耗小。

在實(shí)驗(yàn)的最后，可以鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑，并啟發(fā)他們思考：兩個(gè)方案都是使用安培表外接法，那么外接法帶來(lái)的誤差是偏大還是偏?。咳绻捎冒才啾韮?nèi)接法呢？這些問(wèn)題有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和科研方法。

一節(jié)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)課，變成了幾節(jié)課。但是，無(wú)論從知識(shí)上還是能力上同學(xué)都受益匪淺。這符合新課程的理念即讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法。

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2 “熱力學(xué)第二定律”理論教學(xué)

在講授《熱力學(xué)第二定律》時(shí)，有學(xué)生提出：熱力學(xué)第二定律告訴我們，機(jī)械能可以100%地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能卻不能100%地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。長(zhǎng)此以往，地球上的機(jī)械能豈不是呈普遍耗散的趨勢(shì)，而內(nèi)能卻越來(lái)越大，地球上的溫度豈不越來(lái)越高？將來(lái)我們的家園豈不是要?dú)纾康厍蛏系臏厥倚?yīng)是不是與此有關(guān)……學(xué)生的這一連串的問(wèn)題，令人欣喜。的確，物理學(xué)知識(shí)很多，定律公式也很繁雜，對(duì)大多數(shù)同學(xué)而言，物理學(xué)的具體知識(shí)和定律公式他們忘的較快，但是物理學(xué)帶給他們的實(shí)驗(yàn)探究精神、科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力也許會(huì)影響其一生。于是我針對(duì)學(xué)生的提問(wèn)告訴他們?cè)跉v史上確實(shí)有人提出過(guò)類似的問(wèn)題和學(xué)說(shuō)——宇宙“熱寂說(shuō)”。接下來(lái)我引導(dǎo)學(xué)生去查尋熱力學(xué)第二定律的發(fā)展史，這些歷史本身也是一個(gè)產(chǎn)生問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探索問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程。

學(xué)生通過(guò)查閱《物理學(xué)史》、《人文物理》等書刊，并利用網(wǎng)絡(luò)搜索了解到宇宙“熱寂說(shuō)”及其產(chǎn)生過(guò)程：1867年，克勞修斯指出：“宇宙越接近于其熵為一最大值的極限狀態(tài)，它繼續(xù)發(fā)生變化的機(jī)會(huì)也越減少，如果最后完全到達(dá)了這個(gè)狀態(tài)，也就不會(huì)再出現(xiàn)進(jìn)一步的變化，宇宙將處于死寂的永遠(yuǎn)狀態(tài)?！边@就是所謂的熱寂說(shuō)。這個(gè)理論和學(xué)生的疑惑是一致的。由于“熱寂說(shuō)”在感情與理智上給人以強(qiáng)烈的沖擊，克勞修斯同代的人群起而攻之，但是很多意見(jiàn)都被他駁倒了。那么，熱寂說(shuō)的癥結(jié)究竟在什么地方呢？顯然熱寂說(shuō)把宇宙看作是一個(gè)靜態(tài)的孤立系統(tǒng)，而實(shí)際上宇宙是一個(gè)什么樣的系統(tǒng)？學(xué)生通過(guò)在課外查找關(guān)于宇宙膨脹理論和相關(guān)的天文科普資料認(rèn)識(shí)到宇宙是一個(gè)動(dòng)態(tài)的膨脹系統(tǒng)，按照大爆炸理論，宇宙在不斷地膨脹。物理學(xué)者們利用熱力學(xué)知識(shí)可以推知，即便是宇宙初期各種物質(zhì)的溫度一樣，隨著宇宙的膨脹，粒子和輻射的溫度也將出現(xiàn)差別，而且越來(lái)越大，所以宇宙永遠(yuǎn)也達(dá)不到平衡態(tài)，即熱寂狀態(tài)，宇宙呈現(xiàn)在人們面前的始終是生機(jī)勃勃的現(xiàn)象。盡管“熱寂說(shuō)”被推翻，但正是這種問(wèn)題的爭(zhēng)論引發(fā)了人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。

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3 結(jié)論

愛(ài)因斯坦曾說(shuō)過(guò)：探索真理比占有真理更為可貴。顯然學(xué)生產(chǎn)生問(wèn)題比解決問(wèn)題更重要。課堂教學(xué)的目的是讓學(xué)生帶著問(wèn)題來(lái)，帶著問(wèn)題走，不能把課堂作為問(wèn)題終結(jié)處。作為教師應(yīng)該在課堂教學(xué)中多創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去探索發(fā)現(xiàn)知識(shí)。

(欄目編輯羅琬華)