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優(yōu)化物理課堂 培養創(chuàng )新能力
摘 要:創(chuàng )新是時(shí)代的要求，是當代中學(xué)生必備的素質(zhì)，而學(xué)生創(chuàng )新能力的培養，與威力課堂教學(xué)是相輔相成的。本文將結合物理課堂教學(xué)，闡述如何對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng )新能力培養。
關(guān)鍵詞：優(yōu)化課堂 培養能力
由于我國基礎改革的迅速深化,對課堂教學(xué)的要求越來(lái)越高。精心組織課堂,講究教學(xué)策略,激發(fā)學(xué)生興趣,誘導學(xué)生探究,啟迪學(xué)生思維,培養學(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)驗激趣，培養創(chuàng )新能力。
物是一門(mén)以實(shí)驗為基礎的，物理實(shí)驗綜合了實(shí)驗原理、設計思想和方法、實(shí)驗操作和觀(guān)察、數據分析處理等多個(gè)方面的知識和能力。同時(shí)實(shí)驗最能引起學(xué)生的注意力，激發(fā)他們的學(xué)習興趣。教師最好設計一些探究性、開(kāi)放性的實(shí)驗，在教師的適度引導下，通過(guò)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦，發(fā)現問(wèn)題，解決問(wèn)題。不但構建了知識，提高了實(shí)踐能力，還培養了學(xué)生的創(chuàng )新能力。
1.為了學(xué)生有更多的動(dòng)手機會(huì )，強化學(xué)生的感性認識，培養學(xué)生的實(shí)際操作能力和細致的觀(guān)察能力，把部分教師演示實(shí)驗和課外小實(shí)驗改為學(xué)生課堂實(shí)驗，增加學(xué)生自己動(dòng)手的機會(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)驗改為堂上實(shí)驗是比較有效的方法。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”（試驗本第一冊圖5-9）、“平拋運動(dòng)的豎直分運動(dòng)是自由落體運動(dòng)”（試驗本第一冊圖6-13）、“觀(guān)察擺動(dòng)機械能守恒的實(shí)驗”（試驗本第一冊圖9-23）、“單擺簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖象”（試驗本第一冊圖11-4）等實(shí)驗全部改為課堂學(xué)生小實(shí)驗，讓學(xué)生自己動(dòng)手獨立操作，通過(guò)認真觀(guān)察和思考得出結論，實(shí)踐證明，這樣一方面使學(xué)生由被動(dòng)手獨立操作，通過(guò)認真觀(guān)察和思考得出結論。實(shí)踐證明，這樣一方面使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習變?yōu)橹鲃?dòng)探索，大大地調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性和積極性；另一方面也直接培養了學(xué)生的實(shí)際操作能力，細致的觀(guān)察分析能力，和自我解決問(wèn)題的能力，比單純由教師演示實(shí)驗的效果好得多。
2．把部分驗證性實(shí)驗改為探索性實(shí)驗，培養學(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。驗證性實(shí)驗一般是在對研究對象有了一定認識之后，根據已知的理論，對一些現象過(guò)程的存在、原因或檢驗其是否正確而設計的實(shí)驗，它在實(shí)驗目的、方法、原理方面起到了示范性作用，但不利于創(chuàng )新精神和能力的培養。我在物理教學(xué)中嘗試將驗證性實(shí)驗改為探索性實(shí)驗，在實(shí)驗思想上進(jìn)行創(chuàng )新設計，讓學(xué)生充分動(dòng)腦、動(dòng)手，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習主體作用，培養學(xué)生的創(chuàng )新性思維和意識。
如在高一物理“牛頓第二定律”一節教學(xué)中，我進(jìn)行了如下創(chuàng )新設計：①把演示實(shí)驗改為學(xué)生實(shí)驗，定性研究小車(chē)的加速度與哪些因素有關(guān)，并引導學(xué)生用分析法出小車(chē)的加速度與小車(chē)質(zhì)量和所受外力有關(guān)。②鼓勵學(xué)生猜想加速度與質(zhì)量、外力三者間的定量關(guān)系。③運用較精密的氣墊導軌進(jìn)行定量測定實(shí)驗，利用傾斜導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（改變導軌的傾斜度來(lái)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值，這些數據在大屏幕電視上顯示出來(lái)；保持砂桶重力（近似認為是滑塊受的外力）不變，改變在水平導軌上滑塊的質(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)應加速度的數值。并啟發(fā)學(xué)生根據實(shí)驗數據采用“比值法”或“作圖法”直觀(guān)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”這一結論。④引導學(xué)生應用理論思維，推導出牛頓第二定律。⑤進(jìn)一步引導學(xué)生應用“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式F合=ma，并由“一般”→“特殊”導出F合=0時(shí)，物體處于平衡狀態(tài)這一結論。這種以學(xué)生操作和思維活動(dòng)為主的教學(xué)設計，增大了課堂容量，加強了實(shí)驗的探索功能，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)驗的設計思想，展現了知識和規律的發(fā)現形成過(guò)程，對學(xué)生大膽實(shí)驗，主動(dòng)探索物理規律起到了積極影響。
二、引導自行探究，培養創(chuàng )新能力
我們在實(shí)踐中出了"設疑激趣、指導探究、啟發(fā)思維、評價(jià)總結、應用遷移"的五環(huán)節課堂教學(xué)模式，在引導學(xué)生自行探究的活動(dòng)過(guò)程中培養其創(chuàng )新能力方面作了一些初步嘗試。
1. 設疑激趣，提出假說(shuō)
布魯納說(shuō)過(guò)："學(xué)習的最好刺激乃是興趣。"因此，在教學(xué)中教師首先要創(chuàng )設情境，制造"懸念"，放手讓學(xué)生觀(guān)察、實(shí)驗、思考，讓具體的事物、有趣的自然現象緊緊吸引學(xué)生，激活學(xué)生思維，多而使他們產(chǎn)生強烈的探究欲望。
比如在《物體的熱脹冷縮（二）》教學(xué)中，課伊始，我便對學(xué)生說(shuō)："咱們用塑料瓶和硬幣做一個(gè)游戲，"講清游戲規則后，學(xué)生們懷著(zhù)好奇心開(kāi)始玩，不大功夫，只聽(tīng)學(xué)生驚喜地叫道："呀，硬幣跳起來(lái)了！""還‘撲撲’地發(fā)出聲音呢！""硬幣為什么會(huì )跳起來(lái)呢？"我不失時(shí)機地問(wèn)："你認為是怎么回事呢？"提出一個(gè)開(kāi)放的發(fā)散思維的問(wèn)題，學(xué)生的情緒一下子活躍起來(lái)，對這個(gè)問(wèn)題作出了種種假設：可能是水槽中的熱氣將它頂起來(lái)了；可能是塑料瓶受熱膨脹將硬幣頂起來(lái)了；可能是瓶?jì)鹊目諝鈱⑺斊饋?lái)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(lái)了……。發(fā)散思維是創(chuàng )造活動(dòng)的起點(diǎn)，這一學(xué)習活動(dòng)，既促進(jìn)了學(xué)生積極思維，又能形成下面探究學(xué)習的動(dòng)機。
2. 指導探究，豐富感知．
實(shí)踐、探索的過(guò)程是創(chuàng )新的過(guò)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(wèn)題進(jìn)行實(shí)踐、探索呢？在于教師提供有結構的材料。所謂有結構的材料，是指這些材料在使用時(shí)能揭示自然現象間的某種關(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，根據思考提綱自行設計實(shí)驗方案。由于準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)組都設計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；有的先把塑料瓶捏癟，蓋好蓋，再放入熱水和冷水中實(shí)驗；有的用膠帶把飲料盒的口封住，放入熱水和冷水中實(shí)驗；有的用燒瓶和帶玻璃管的膠塞，用手捂和包冷毛巾實(shí)驗；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(lái)……學(xué)生在足夠的時(shí)間內充分地實(shí)踐和 探索，獲得豐富的、初級的、創(chuàng )新的感性體驗，為進(jìn)一步研究和深入認識打下基礎。當然，學(xué)生的這些行為，對平常人來(lái)說(shuō)是極其普通而簡(jiǎn)單的，可對小學(xué)生，自己找出來(lái)，不能不說(shuō)是他們創(chuàng )造活動(dòng)的結晶，"行雖微而旨趣遠"，是學(xué)生創(chuàng )造精神的表現。
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(shuō)促思
學(xué)生獲得的感性事實(shí)是比較混亂的，缺乏條理性。教師引導學(xué)生通過(guò)語(yǔ)言把各自收集到的事實(shí)以及對事實(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(lái)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(lái)。"這時(shí)，我插話(huà)到："你們兩個(gè)組的實(shí)驗條件中�熱水中�相同，但出現了不同的現象，是不是盒子的原因呢？"接著(zhù)引導兩組同學(xué)對飲料盒 進(jìn)行比較，結果發(fā)現鼓起的飲料盒口被密封了，沒(méi)有鼓起的口開(kāi)著(zhù)，宣布完這一發(fā)現后，又有同學(xué)立刻說(shuō)："沒(méi)有封口的飲料盒里的空氣從口上跑走了。"這樣，通過(guò)對事實(shí)材料的引導、梳理，強化了學(xué)生的認知過(guò)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(jiàn)機提出問(wèn)題，挑起矛盾，巧妙地促使學(xué)生發(fā)表不同意見(jiàn)，將討論的中心置于學(xué)生之中，使學(xué)生結合自己和別人收集的信息，進(jìn)行分析、判斷、歸納、甚至爭論，從而找出其中的。如在《彈性》一課教學(xué)中，學(xué)生對收集到的事實(shí)進(jìn)行整理后，一個(gè)學(xué)生答："我發(fā)現皮筋、彈簧……橡皮泥有彈性，木塊……沒(méi)有彈性。"三個(gè)同學(xué)同時(shí)反駁："不對，橡皮泥沒(méi)有彈性"我適時(shí)引導："說(shuō)說(shuō)你們的理由。"學(xué)生立刻說(shuō)："橡皮泥雖然能捏扁、搓長(cháng)，但松手后它還是扁的、長(cháng)的，不能再變成原樣。"……這樣，學(xué)生在不同意見(jiàn)的發(fā)表與爭論中，用自己的語(yǔ)言概括出科學(xué)結論，這符合從感性到理性，從具體到抽象的認識過(guò)程。同時(shí)，學(xué)生的創(chuàng )造性思維得到了充分的鍛煉。
4. 評價(jià)總結，歸納達標
通過(guò)前三個(gè)環(huán)節的活動(dòng)，學(xué)生得到了信息與思維的結果，教師對小組和個(gè)體的整個(gè)學(xué)習活動(dòng)進(jìn)行鼓勵性評價(jià)，使學(xué)生體驗成功的喜悅，將假說(shuō)上升到結論、規律。如《物體的熱脹冷縮（二）》中這樣設計："剛才同學(xué)們和老師的實(shí)驗都成功了，說(shuō)明我們只要掌握了設計實(shí)驗的要領(lǐng)，都能設計出成功的實(shí)驗。通過(guò)這些成功的實(shí)驗，我們發(fā)現了什么？"
5.應用遷移，釋疑解難
用科學(xué)的過(guò)程也是進(jìn)行創(chuàng )新的重要環(huán)節。因此，教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節，我有目的地引導學(xué)生將所學(xué)知識運用于實(shí)踐中，以達到擴展所學(xué)知識，發(fā)展創(chuàng )造能力的目的。如《物體的熱脹冷縮（二）》中這樣設計：(1) 解釋?zhuān)海ˋ）游戲中硬幣跳舞現象。（B）為什么夏季自行車(chē)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(xiàn)桿之間的電線(xiàn)，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(lái)？（B）怎樣將塑料管迅速套在鐵棒上？
總的來(lái)看，在探究式五環(huán)節教學(xué)中，通過(guò)教師的精心指導，學(xué)生自己發(fā)現問(wèn)題，自己提出問(wèn)題，自己解決問(wèn)題，創(chuàng )新意識和創(chuàng )造能力得到了充分發(fā)展。
：
1．高等教育學(xué)會(huì )組：《中國教師手冊》，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》，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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