實(shí)施創(chuàng)新教育是當(dāng)今世界教育改革和發(fā)展的基本走向,是我國(guó)基礎(chǔ)教育改革的主題??v觀幾千年來國(guó)內(nèi)外科學(xué)發(fā)展,可以說沒有創(chuàng)新就沒有社會(huì)進(jìn)步,沒有創(chuàng)新就沒有人類的發(fā)展。注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),是對(duì)每個(gè)教師的重要考驗(yàn)。物理教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的基本科學(xué)素養(yǎng)和開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力方面,有著其他學(xué)科無法替代的作用。下面是筆者在物理教學(xué)實(shí)踐中,嘗試對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)和做法,與各位同行商榷。
一、以新教材的應(yīng)用為契機(jī),樹立以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為本的教學(xué)思想
高中物理新教材在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上有三個(gè)特點(diǎn):一是新教材內(nèi)容多、信息量大;二是形式多樣、層次豐富、圖文并茂;三是新教材強(qiáng)調(diào)物理知識(shí)的應(yīng)用性和實(shí)踐性,注重思維方法、研究方法、創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。這三個(gè)特點(diǎn)始終貫穿于高中物理主干知識(shí)中,創(chuàng)設(shè)了一種培養(yǎng)興趣、研究方法、探究規(guī)律、應(yīng)用知識(shí)的主體教學(xué)情景,使學(xué)生多角度地接觸物理主干知識(shí),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的體驗(yàn)和實(shí)踐,以達(dá)到“學(xué)會(huì)、會(huì)學(xué)、用會(huì)、會(huì)用”乃至創(chuàng)新的教學(xué)目的。
新教材的編定者意識(shí)到,不能將研究問題的方法包括科學(xué)思維方法作為知識(shí)傳授給學(xué)生,應(yīng)當(dāng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)過個(gè)人努力在實(shí)踐中歸納、總結(jié)而獲得的,教材的作用是為學(xué)生設(shè)置一個(gè)物理氛圍,便于教師通過啟發(fā)、誘導(dǎo)幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)思維方法,獲取科學(xué)知識(shí)。為此,新教材幾乎為所有的例題配置了精湛的“例題分析”,以利于老師引導(dǎo)學(xué)生透徹分析物理情境,理清物理過程脈絡(luò),重視思維方法訓(xùn)練,達(dá)到培養(yǎng)良好科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的目的。教師備課中要注意挖掘和發(fā)揮各部分教材的功能,充分體現(xiàn)新教材的特色。
二、優(yōu)化課堂教學(xué),發(fā)揮學(xué)生的主體地位是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的根本途徑
創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貫穿于整個(gè)教學(xué)過程之中,課堂教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主渠道。課堂是由老師、學(xué)生、教材三個(gè)要素組成的,我們不難看出,學(xué)生帶著教材走向老師這種模式是最合理、最理想的組合。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,在學(xué)的過程中,往往會(huì)遇到這樣那樣的問題,有些問題是老師事先能估計(jì)到的,而有些問題是老師事先估計(jì)不到的,這些問題可以讓學(xué)生提出來,其中有很多問題,學(xué)生可能在自己相互討論中得到解決;實(shí)在解決不了的難題,再請(qǐng)老師來講。這種教學(xué)模式,便是“學(xué)”——“導(dǎo)”——“學(xué)”模式。這種教學(xué)模式突出學(xué)生的主體地位,以學(xué)生活動(dòng)為主線,讓學(xué)生參與教學(xué)的全過程。
學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,要發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,需要一定的問題情境,而教師的“導(dǎo)”就是給學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境,教師結(jié)合物理學(xué)自身的特點(diǎn)和不同教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)一些問題情境和實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生去分析、探索和操作,將學(xué)生導(dǎo)入問題探索者的“角色”,喚起學(xué)生的思維,激發(fā)學(xué)生的求知欲望,使學(xué)生“卷入”到學(xué)習(xí)活動(dòng)中去,以達(dá)到掌握知識(shí),訓(xùn)練思維的目的。教師結(jié)合物理學(xué)自身的特點(diǎn)和不同教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)一些問題情境和實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生去分析、探索和操作,使學(xué)生成為知識(shí)的再發(fā)現(xiàn)者而不是單純的接受者。
例如,在學(xué)習(xí)“力的分解”一節(jié)時(shí),教師可以創(chuàng)設(shè)這樣一個(gè)問題情境:取一個(gè)質(zhì)量較大的鉤碼放在桌子上,要用細(xì)線把它提起來,問學(xué)生用一根線易斷還是兩根線易斷?學(xué)生肯定地回答是一根線易斷。但實(shí)驗(yàn)演示的結(jié)果卻完全相反。用一根細(xì)線可將鉤碼穩(wěn)穩(wěn)地提起,而用兩根同樣的細(xì)線(故意使兩線間有一較大夾角)提鉤碼時(shí),細(xì)線斷了!為什么兩根線的效果反而不如一根線呢?這一問題情境的創(chuàng)設(shè)在學(xué)生的大腦里立刻產(chǎn)生了撞擊,學(xué)生的思維被迅速激活起來,使學(xué)生產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知欲望。
這種教學(xué)模式最大限度地發(fā)揮學(xué)生的“主體”作用和老師的“主導(dǎo)”作用,真正還課堂于學(xué)生,極大地提高了課堂教學(xué)效率,使課堂教學(xué)成為創(chuàng)新教育的主陣地。
三、開展探索性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué),是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),通過演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚴箤W(xué)生進(jìn)一步理解概念和規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和創(chuàng)造性思維能力。
探索性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下去探索尚未認(rèn)知的現(xiàn)象、規(guī)律的一種教學(xué)活動(dòng)。它能最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,激發(fā)學(xué)生的求知欲望。在物理教學(xué)中僅僅依靠大綱中規(guī)定的幾個(gè)探索性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是不夠的,教師在實(shí)際教學(xué)中要不斷探索,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更多的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)。
例如,學(xué)生在學(xué)習(xí)“電磁場(chǎng)”一節(jié)時(shí),對(duì)“周期性變化的磁場(chǎng)在其周圍產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)”感到十分抽象,難以理解,這時(shí),可以引入一個(gè)探索性實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手去研究、去發(fā)現(xiàn)。教師首先創(chuàng)設(shè)問題情境,為學(xué)生提供以下器材:可拆變壓器(將鐵心拆掉,去掉一個(gè)匝數(shù)少的線圈),示波器,帶有燈泡的有手柄的線圈一個(gè),并提出問題:能否設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)“看到”周期性變化的磁場(chǎng)會(huì)在其周圍產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)?學(xué)生的注意力馬上被吸引過來,對(duì)問題產(chǎn)生了濃厚的興趣。
在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖所示的電路,并總結(jié)出以下實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)如圖所示連好電路,調(diào)好示波器;
(2)使線圈B逐漸靠近鐵心,觀察示波器的圖象和燈泡的發(fā)光情況。
得到現(xiàn)象:
①線圈B離鐵心稍遠(yuǎn)時(shí),燈泡不亮,但示波器上有正弦圖象(說明交變磁場(chǎng)產(chǎn)生了較弱的交變電場(chǎng));
②線圈B靠近并套在鐵心上時(shí),燈泡變亮,示波器上的正弦圖象幅度變大(說明交變磁場(chǎng)產(chǎn)生了較強(qiáng)的交變電場(chǎng))。
通過對(duì)現(xiàn)象的觀察和分析,學(xué)生得出結(jié)論:周期性變化的磁場(chǎng)在其周圍產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)。教師進(jìn)一步設(shè)問:A線圈通電時(shí),若在鐵心周圍空間不放B線圈,這些區(qū)域有沒有電場(chǎng)?學(xué)生的思維進(jìn)一步被激活,教學(xué)達(dá)到新的高潮。最終引導(dǎo)學(xué)生回答出,仍有電場(chǎng)存在,為電磁場(chǎng)和電磁波的概念的形成打好基礎(chǔ)。這樣,學(xué)生獨(dú)立面對(duì)實(shí)驗(yàn),獨(dú)自完成實(shí)驗(yàn),找到了解決問題的方法。當(dāng)然,有些學(xué)生也會(huì)出現(xiàn)一些不當(dāng)?shù)纳踔铃e(cuò)誤的做法,教師要耐心聽取每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)總結(jié)、故障分析,幫助學(xué)生找到病根。這樣,學(xué)生在“探索、研究”的過程中體驗(yàn)知識(shí)形成過程,獲得情感體驗(yàn),積累知識(shí)和方法,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
通過探索性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)研究,可使學(xué)生把學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用到解決實(shí)際問題中去,反過來學(xué)生也能從中學(xué)到相關(guān)知識(shí),既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,又提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力起到了事半功倍的效果。
四、開展研究性學(xué)習(xí),是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑
研究性學(xué)習(xí),是培養(yǎng)人的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)習(xí),而創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵是對(duì)信息的處理能力,即在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情景和途徑,讓學(xué)生通過主動(dòng)的探索、發(fā)現(xiàn)和體驗(yàn),通過對(duì)大量信息的收集、分析和判斷,從而培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。
研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容是開放的,研究過程是民主的,學(xué)習(xí)教材是參考的,是發(fā)展的、變化的。研究方案的確定,資源的開發(fā)利用,合作者的確定等均可由學(xué)生自主決定,這種學(xué)生真正“當(dāng)家作主”的學(xué)習(xí)方式為最大限度地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力提供了空間。例如,研究“菜刀上的力學(xué)知識(shí)”可以使學(xué)生小處見大,由簡(jiǎn)單現(xiàn)象分析復(fù)雜規(guī)律;“噪聲的危害與防護(hù)”可以使學(xué)生了解噪聲的相關(guān)知識(shí),并提出防治的措施,從而使學(xué)生關(guān)心環(huán)境保護(hù),并身體力行;在“研究凸透鏡成像規(guī)律”時(shí),將物體放于光具座上不同位置處,研究物距、像距以及焦距之間的關(guān)系,思考各種情況下成像的性質(zhì),進(jìn)而以照相機(jī)、放大鏡等日常生活中的實(shí)際例子分析凸透鏡的應(yīng)用,有興趣的學(xué)生還可以利用透鏡成像原理,查閱相關(guān)資料,制作簡(jiǎn)易望遠(yuǎn)鏡等模型;“從電冰箱到臭氧層”的研究,可使學(xué)生討論電冰箱的工作原理,分析氟利昂的物理性質(zhì)、化學(xué)成分,及氟利昂導(dǎo)致臭氧層被破壞的原因,研究臭氧層與人類的關(guān)系,并討論解決的對(duì)策等。通過以上課題的研究,可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)、提高能力的同時(shí),增強(qiáng)環(huán)保等意識(shí),促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。
要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,教師必須更新教育觀念、教學(xué)方法,接受新的教育理念,以學(xué)生為本,所有教育行為都必須以培養(yǎng)科學(xué)思維方法、創(chuàng)新意識(shí)和提高科學(xué)素養(yǎng)為目的。教師要不斷拓寬知識(shí)面,廣泛獵取各方面的知識(shí)。教師還應(yīng)加強(qiáng)自身實(shí)踐動(dòng)手能力。只有這樣,我們?cè)诮虒W(xué)中才能“游刃有余”。
作者單位:重慶市開縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)