創(chuàng)新教育在物理教學(xué)中的應(yīng)用

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創(chuàng)新教育這門新興的學(xué)科,日益受到世界各國的重視,許多國家都紛紛把創(chuàng)新教育納入教育改革與發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃之中。對(duì)創(chuàng)新教育的理論研究和實(shí)驗(yàn)探索,已成為全球范圍內(nèi)教育改革的熱潮,創(chuàng)新教育必將成為21世紀(jì)教育的主流。
    創(chuàng)新教育,是把創(chuàng)造學(xué)、教育學(xué)、心理學(xué)等有關(guān)學(xué)科的理論有機(jī)地結(jié)合起來,通過學(xué)校課堂教學(xué)和課外活動(dòng)的途徑,幫助學(xué)生樹立創(chuàng)新意識(shí),發(fā)展創(chuàng)新思維,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的教育。創(chuàng)新教育的任務(wù),就是要善于運(yùn)用科學(xué)方法開發(fā)每一位學(xué)生的創(chuàng)造力資源,充分展示每一位學(xué)生的聰明才智,從而培養(yǎng)一大批富有獨(dú)創(chuàng)性和開拓精神的創(chuàng)新型人才。
    作為廣大一線教育工作者中的一員,理應(yīng)為培養(yǎng)未來的創(chuàng)新型新人出謀劃策,立志在本學(xué)科內(nèi)探索適合本學(xué)科的創(chuàng)新教育方法。物理學(xué)往往被學(xué)生認(rèn)為是一門較難學(xué)的學(xué)科,但物理學(xué)又是一門應(yīng)用科學(xué),與實(shí)際聯(lián)系緊密,對(duì)提高一個(gè)人的自身素質(zhì)有重要作用。怎樣變難為易,這就需要?jiǎng)?chuàng)新,在物理教學(xué)中進(jìn)行創(chuàng)新教育,使物理教學(xué)豐富多彩,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,變怕學(xué)、厭學(xué)為好學(xué)、樂學(xué)。作為一名物理教師,我在物理教學(xué)中對(duì)實(shí)施創(chuàng)新教育進(jìn)行了一些嘗試,在此愿意就探索到的一些應(yīng)遵循的原則和可采取的具體辦法等與廣大物理教學(xué)工作者進(jìn)行探討。
    一、探索性原則
    教師的教育、教學(xué)活動(dòng)應(yīng)富有探索性,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)探索情境,提出探索的問題。我在教學(xué)中具體采用以下二法實(shí)施該原則:
    1、問題情境法。
    通過創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)的情境,讓學(xué)生在情境中產(chǎn)生各種疑問和設(shè)想,引導(dǎo)他們親身體驗(yàn),探求新知,開發(fā)智力潛能。例如講“蒸汽變水”問題時(shí),我緊緊扣住大家司空見慣的現(xiàn)象:天冷呼吸出“白氣”,問學(xué)生:“在寒冷的冬天,同學(xué)們?cè)诮稚献?,說話和呼氣時(shí),為什么有‘白氣’?而在溫暖的房間里卻看不到?”通過引導(dǎo),給學(xué)生創(chuàng)設(shè)了“寒冷的室外”和“溫暖的房間”這樣的情境,使學(xué)生產(chǎn)生了興趣,為了弄清這一熟知現(xiàn)象的本質(zhì),積極思考,期待得到科學(xué)的答案。如此一來不僅激發(fā)起學(xué)生的求知欲,從而開發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力,更重要的是可以使學(xué)生明確思考的方向,找到解決問題的關(guān)鍵所在。
    2、探究發(fā)現(xiàn)法。
    此法在物理實(shí)驗(yàn)和物理解題中應(yīng)用很廣。主要是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自行發(fā)現(xiàn)問題,并尋求答案的精神。這就要求教師在教育、教學(xué)中擴(kuò)展學(xué)生眼界,先讓學(xué)生用常規(guī)的辦法理解和解決問題;爾后引導(dǎo)他們舉一反三,從聯(lián)想中濃縮提煉精確的結(jié)論。開闊學(xué)生思路,教師的教育內(nèi)容要有彈性,給學(xué)生留有思考的余地。
    我在閉合電路歐姆定律、玻一馬定律、楞次定律等的教學(xué)中,不直接把規(guī)律講授出來,而采用演示引導(dǎo),讓學(xué)生積極思考,到實(shí)驗(yàn)中去發(fā)現(xiàn)、尋求;體會(huì)物理實(shí)驗(yàn)的美,領(lǐng)悟物理定律的研究及驗(yàn)證方法。
    有些類型題,學(xué)生的解答繁瑣,教師批改時(shí)費(fèi)勁。如:小船逆水勻速而上,在經(jīng)過一小橋時(shí),船上一排球落水,經(jīng)時(shí)間t后發(fā)覺,小船立即調(diào)頭以原來的對(duì)水速度追趕,若在小橋下游S的地方追上排球,求靜水速度?學(xué)生選用河岸為參照,解答頗費(fèi)事。教師提示:參照系是否固定不變的?就有學(xué)生嘗試變換參照系探索解答,發(fā)現(xiàn)以河水為參照,解答簡潔明了。誠然,教師也可以直接教學(xué)生以河水為參照解此題,但和引導(dǎo)學(xué)生通過探索,自行找到“鑰匙”相比,效果是不一樣的。探索中,學(xué)生嘗到了探究發(fā)現(xiàn)法的甜頭,在內(nèi)心深處產(chǎn)生了一種成就的美感,愉悅感,再遇到繁瑣的問題,將會(huì)自覺地嘗試應(yīng)用探究發(fā)現(xiàn)法去解決問題。
    二、動(dòng)態(tài)性原則
    在物理教學(xué)中如果是以單一的定勢(shì)思維方式來思考問題、解決問題常常會(huì)碰壁。我在教育、教學(xué)活動(dòng)中進(jìn)行動(dòng)態(tài)處理,充分運(yùn)用“變式”,即對(duì)同一問題、同一事物從不同角度,用不同方法進(jìn)行全方位的思考和揭示,引導(dǎo)學(xué)生克服孤立思考問題的習(xí)慣和消極心理定勢(shì)的影響。具體采用以下四種方法來實(shí)施此原則。
    1、變換教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)。
    引導(dǎo)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)和表述方式進(jìn)行變換,然后讓他們?cè)u(píng)價(jià),判斷。例如講究機(jī)械能守恒定律,我曾就一變換后的錯(cuò)誤表述“物體的機(jī)械能保持不變,則物體的機(jī)械能一定守恒?!弊寣W(xué)生進(jìn)行判斷,并評(píng)價(jià)這樣表述的特點(diǎn)。通過一系列的變換和評(píng)價(jià),使學(xué)生對(duì)物理概念、規(guī)律的掌握更為透徹。
    2、變換問題的結(jié)構(gòu)。
    物理教師在教學(xué)中常常會(huì)發(fā)覺,學(xué)生學(xué)習(xí)非常死板,教師講過的類似題目學(xué)生會(huì)做,隨便變換一下問題角度,大多數(shù)學(xué)生便會(huì)找不到問題的突破口。這說明所學(xué)內(nèi)容仍停留在書本知識(shí)上,沒能轉(zhuǎn)化成學(xué)生的能力和素質(zhì)。若在教學(xué)中盡力注意變換問題的結(jié)構(gòu),如變換已知條件,變換提問角度,變換解答論證形式,便可引導(dǎo)學(xué)生多角度、多方位地思考,尋求解決問題的方法。
    當(dāng)我在教學(xué)一定溫度下,導(dǎo)體電阻R=pL/S∝L/S時(shí)。引導(dǎo)學(xué)生利用分式性質(zhì),變換得到在不同條件下電阻定律的表達(dá)式和相應(yīng)的比例關(guān)系:
    (d一導(dǎo)線直徑,D一導(dǎo)線密度,V一導(dǎo)線體積,m一導(dǎo)線質(zhì)量)
    當(dāng)已知p、L、d時(shí),
    當(dāng)已知p、L、V時(shí),
    當(dāng)已知p、S、V時(shí),
    當(dāng)已知p、L、D,m時(shí),
    當(dāng)已知p、S、D,m時(shí),
    利用以上五個(gè)基本變換關(guān)系,引導(dǎo)學(xué)生思考:通過此種形式的變換,帶來的物理內(nèi)涵有些什么變化,如果把這些變化應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)中是否行得通?讓學(xué)生體會(huì)到數(shù)學(xué)方法應(yīng)用到物理學(xué)習(xí)中,可以變換思考角度;變換了思考角度,可以擴(kuò)展測(cè)量物理量的方法,而且可以極為簡捷地計(jì)算不同條件下的同一物理量及與此物理量有關(guān)的其它物理量之值。物理教學(xué)中的類比法、發(fā)散思維解題法等也屬交換問題的結(jié)構(gòu),在教學(xué)中如果能恰當(dāng)運(yùn)用,對(duì)于使學(xué)生的創(chuàng)新思維得到深化、升華大有神益。
    3、進(jìn)行等效變換。
    等效就是相互替代的效果相同。利用等效法,不僅可以使非理想模型變?yōu)槔硐肽P?,使?fù)雜問題變成簡單問題,而且可以使感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí),使一般理性認(rèn)識(shí)升華到更深層次。
    物理教學(xué)中,大多數(shù)教師都有這樣的感觸,學(xué)生對(duì)一些物理現(xiàn)象、規(guī)律的表述常常讓人覺得詞不達(dá)意。很簡單的物理知識(shí),經(jīng)學(xué)生一表達(dá),就變得讓人糊涂。利用等效法,可解除此矛盾。
    在中學(xué)物理中,合力與分力、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)、平均速度、重心、熱功當(dāng)量、交流電的平均值和有效值;幾何光學(xué)中的三條特殊光線、虛化虛物等,都是根據(jù)等效思想引入的。如果教師在教學(xué)時(shí)能引導(dǎo)學(xué)生在形成物理概念、解答物理習(xí)題過程中運(yùn)用等效法,使學(xué)生明確在分析和解答物理問題時(shí),一般需要將生活語言轉(zhuǎn)化為物理語言,精煉成數(shù)學(xué)語言;需要將復(fù)雜的問題通過等效法,提煉,簡化,找出問題的本質(zhì),學(xué)生就會(huì)在學(xué)習(xí)中逐漸嘗試用等效法開創(chuàng)性地解決問題。
    4、開展運(yùn)動(dòng)發(fā)展訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生把對(duì)象不作常規(guī)處理,而是推移到另一個(gè)條件中去進(jìn)行新的探討。具體到物理教學(xué)中就是運(yùn)用逆向思考、問題轉(zhuǎn)化。
    講授測(cè)量不規(guī)則物體體積時(shí),我曾給過學(xué)生這樣一個(gè)問題:“如果現(xiàn)在要你測(cè)出自己心臟的大小,你怎么辦?”是啊,不能把自己的心臟拿出來,而且心臟的形狀不是規(guī)則的,可怎么辦好?當(dāng)提示他們自己的拳頭大小和心臟大小差不多,拳頭的形狀也不是規(guī)則的時(shí),學(xué)生的興趣就被激發(fā)起來,思路開闊了,找到了解決問題的辦法,從而歸納總結(jié)出測(cè)量不規(guī)則物體體積的方法來。
    在教學(xué)中運(yùn)用此法,可引導(dǎo)學(xué)生的思路從“山窮水盡疑無路”走向“柳暗花明又一村”,使分析和解答問題的思路變得極為簡捷。
    三、個(gè)性化原則
    在創(chuàng)新教育中,不僅要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,更要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的個(gè)性,使他們各有所長。這就要求教師的教育、教學(xué)工作必須“因材施教”,愛護(hù)、激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和獨(dú)創(chuàng)性,改變?cè)趥€(gè)性問題上的陳腐偏見,把培養(yǎng)積極進(jìn)取、各具特色的個(gè)性作為一項(xiàng)重要任務(wù)來抓。教育教學(xué)中,可采用以下二法實(shí)施此原則。
    1、變封閉教育為開放教育。
    所謂開放教育就是不拘泥于死記硬背現(xiàn)成結(jié)論,而是著眼于各種不同的結(jié)論,讓學(xué)生從大量發(fā)散結(jié)論中選擇正確答案,不迷信“權(quán)威”,敢于向教材發(fā)難,向教師發(fā)難。在這個(gè)過程中學(xué)生獨(dú)立自主地發(fā)現(xiàn)知識(shí),發(fā)展能力,開拓創(chuàng)新。采用發(fā)現(xiàn)、討論、啟發(fā)、綜合教學(xué)法都能實(shí)施開放教育。
    2、引導(dǎo)學(xué)生參與社會(huì)生活。
    傳統(tǒng)的物理教學(xué)讓學(xué)生形成了套公式、死記硬背的習(xí)慣,這也許會(huì)出好成績,但無法使學(xué)”生體會(huì)到物理學(xué)的美,學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣索然,學(xué)習(xí)只是為了應(yīng)付考試。
    教師如果能注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、家庭小實(shí)驗(yàn)、小制作、演示實(shí)驗(yàn)等),例如讓學(xué)生親手做“煮不死的小魚”、“燒不斷的線”、“倒不出的水”、“水流星”等,使其不僅知道“桃子”的模型、而且知道真實(shí)的桃子,并嘗一嘗“桃子”的滋味。這樣就能激發(fā)興趣、激發(fā)靈感、激發(fā)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)美的感受,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。
    讓學(xué)生接觸豐富多彩的大千世界,讓生動(dòng)的現(xiàn)實(shí)生活激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)造熱情,進(jìn)而培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實(shí)際,分析和解決問題的能力。例如引導(dǎo)學(xué)生參觀發(fā)電廠、觀看衛(wèi)星發(fā)射錄像等,讓學(xué)生從原始的事件中抽象問題并思考、解決問題。如看見閃電和聽見雷聲估計(jì)一下雨云的距離;做了高中物理第三冊(cè)(選修)P168的一道測(cè)算太陽輻射功率的習(xí)題,能否根據(jù)學(xué)過的知識(shí),設(shè)法僅用一只普通溫度計(jì)測(cè)算太陽輻射功率,并具體實(shí)踐;指導(dǎo)學(xué)生在生活中訓(xùn)練用飭理思維來思考問題的習(xí)慣,使學(xué)生感受到物理知識(shí)的應(yīng)用無處不在,同時(shí)激發(fā)他們自覺應(yīng)用物理知識(shí)創(chuàng)造性地解決一些具體問題。
    當(dāng)然,創(chuàng)新教育是一項(xiàng)長期的、艱苦的工作,教師唯有不斷地摸索,轉(zhuǎn)變觀念,更新知識(shí),才能應(yīng)用創(chuàng)新教育于本學(xué)科,才能在創(chuàng)新教育中一顯身手。