物理教学中如何培养学生的创新的问题和方式

江泽民同志说过:“一个没有创新能力的民族,难以屹立于世界先进民族之林。”新课程改革的实施,给传统教学带来强烈的冲击。无论是学科本位,还是教师角色以及课堂教学的手段都发生了变化,尤其是课堂教学,“创新”更是教学追求的高境界,为此,教师的教学也要更新传统的教育模式,在教学中显现创新的意境。创新意识的培养是建立在学生学习和探究兴趣的基础上的,同时需要和谐、民主的课堂教学氛围、情境,使师生交往的心理状态达到最佳水平,发挥学生的主体作用。

一、培养兴趣,诱发创新动机

古语云:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”学习物理的兴趣,是培养学生创新能力的开始,为了培养学生的学习兴趣,引发学生创新的动机,教师对学生的主导作用是很大的,教师的“传道、授业、解惑”是古人的教育观,如今教师的一言一行,甚至教师的个性都会直接感染学生,而且教师对学生的期望,也会在一定程度上激发学生的学习兴趣。

(一)在课堂教学中培养创新兴趣,诱发创新动机

1.把物理教学与学生生活有机联系起来

在“从生活走向物理,从物理走向社会”的教学理念的指导下,教师教给学生知识的同时,更应让学生从课堂走入社会,了解社会。如讲“噪声的危害和控制”这一节所提及的当代社会的四大污染与危害时,虽然内容不多,但却阐述了它与工业、农业、社会生活等的利害关系,如果在教学中把此内容扩展到人类生存的自然环境、社会环境、生活环境等方面,向学生介绍有关大气层的知识,以及大气环境的污染情况,要求学生做一个关于大气污染的调查报告,并提出如何控制和防治大气污染,尽可能多地提出自己的设想、建议和方案。这样做能有效地把物理知识、技术和社会三者联系起来,拓宽学生的知识面,使学生形成治理环境的意识。

2.设置疑问,引导学生思考

教学的目的,不仅仅是让学生理解前人发现的知识,而且要让学生学会自己去发现、去探索、去研究。教师的引导,主要体现在教学设计和教学组织上,教学设计时不要只设计唯一的思想和方法,重要的是设计“思考点”。教学组织过程中要引导学生探究,鼓励学生提出不同意见,激发求异思维,培养创新能力。

例如,在教学“摩擦力”这一内容时,为了突出摩擦力跟日常生活密切相关,可提出这样一个问题,让学生讨论思考:“假如从此刻开始,我们周围的摩擦突然全部消失,世界将会变成什么样?”这一下子好像是一石激起千层浪,学生的直觉猜想被完全激活:走路会摔跤、房屋会倒塌、来一阵风就能把停在路边的汽车吹跑、自行车原地打滑、流星将高速的冲向地球、猴子爬不上树……通过共同探讨分析,学生深切地感受到,我们的生活其实离不开摩擦。

又如,在教学“牛顿第一定律”时,可设计以下问题:

(1)原来静止的物体是在什么条件下保持静止的?

让学生相互讨论,结论容易得出。接着,用手推动黑板擦在讲台上移动,一松手,黑板擦就停了。由此,又提出第二个问题。

(2)什么是维持物体运动的原因?

让学生思考,并让学生自己动手做一做:放一本书或别的物体在课桌上试一试。当学生有了初步正确的认识后,提出下面的第三个问题。

(3)已经在运动的物体,在什么条件下,能保持这种运动?

引导学生观察实验,并在实验的基础上分析、推理,并归纳出结论。然后,让学生阅读教材内容,分析伽利略、牛顿等科学家是怎样研究这个问题的,使学生全面了解牛顿第一定律发现的过程,从而更深入地理解牛顿第一定律。

在整个教学过程中,通过设置疑问,让学生在教师的引导下,主动探索,使学生的创新思维得到充分发展。

(二)在实验教学中培养创新兴趣,诱发创新动机

物理是以观察和实验为基础的自然科学,人们的许多物理知识就是在观察和实验的基础上,再经过认真总结、思考得来的。实验探究本身就是一个创新的过程,因此,介绍科学家对实验的设计理念,对学生创新意识的形成有很大的帮助。

二、培养创新意识,提高创新能力

(一)培养学生捕捉新问题的能力

人们发现新问题的能力不仅与观察能力有关,而且与捕捉新问题及大脑的积极思维是不可分的,是创新意识的主要表现。如奥斯特在观察到通电直导线下小磁针偏转的现象后,进一步分析,从而得到利用电流可以获得磁场。那么一个新的问题就产生了,“利用磁场能否获得电流呢?”进而就导出法拉第电磁感应定律。又如,在讲托里拆利实验后提出:试管粗细、长短变化,或者给水银槽加减水银,或者试管倾斜,或者在试管顶部、中部打一小孔后,该实验有哪些变化?这样可以锻炼学生提出新问题的能力。

(二)创设物理情境,提高学生动手、创新能力

回答物理问题,需要分析相关的物理问题情境。如在讲到如何比较物体运动快慢时,让学生设计一个物理过程来回答。很多学生设计了这样情境:跑100m时,在跑的过程中比较快慢和在结束后按所需时间比较快慢。这样体现了在时间相同时比较路程和路程相同时比较时间的两种不同方法,进而提高学生的创新能力。又如,在讲杠杆平衡的条件时,让学生设计实验方案。好多学生通过分析设计出了简单易行的实验方案,并亲自实验,得出正确答案。

三、通过灵活多变的习题教学,提高学生解决实际问题的能力

(一)一题多解

一题多解,根据已有知识、经验的全部信息,从不同角度,沿不同的方向,进行多层次思考,全方位探求问题的解决方案,使思维得到发散,通过比较、总结,寻求最佳的解题方法,培养学生的创新能力。如,暖水瓶装开水,并盖紧瓶塞,当瓶内水冷却后,瓶塞不容易打开,这是生活中的常见现象,要求学生利用所学知识想办法打开瓶塞,这样可得到很多切实可行的方案:a.改变压力,如降低瓶外气压(放入低气压容器中)或增大瓶内气压(给水加热),还可把瓶塞撬开一小口,让空气进去,使瓶内外气压相等;b.利用杠杆使瓶塞转动等。

(二)多题一解

多题一解,可以培养学生求同思维,这样有助于提高学生的解题能力。如,用惯性知识的应用问题。

(1)站在汽车上的人,当汽车突然开动时,人会向后倾;而碰到障碍物紧急刹车时人会向前倾;为什么?

(2)人坐在匀速运动的船上,此时用手竖直向上抛出一小球,物体下落时应落在何处(不计空气阻力)?

(3)在轮船中的水平桌面上,放着一个气泡水准仪,水准仪的气泡突然向前移动,由此可见轮船航行时可能发生了什么现象?

(4)人走路时,踩在西瓜皮上,为什么向后跌倒?

其实这些都属于同一类题目,通过分析这些不同的现象,抓住它们的本质,达到掌握某一类题解答方法的目的,这样有利于培养学生的创新思维能力。

(三)一题多变

一题多变就是通过保持原命题的发散点,变换形式,发散思维,主要包括题型变换、条件变换、待求量变化等。通过一题多变,能激活学生思维,使学生从不同角度去观察问题、思考问题,提高学生思维的整体性、严密性。如,讲《压力和压强》时,对研究对象进行多角度思考。以课本实验的小桌为例,可以编写这样的问题:

(1)小桌和铅球共重40N,桌面接触沙面面积为100cm2,求小桌对沙面的压强是多大?

(2)小桌和铅球共重40N,小桌每只脚接触沙面的面积为1cm2,求小桌对沙面的压强是多大?并将两次计算结果进行比较。

这样的设计,可使学生对所学知识理解得更加深刻。通过一题多变,使学生举一反三,触类旁通,有效训练学生思维的灵活性和变通性,从而达到巩固知识和培养创新思维能力的目的。