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中学阶段是人的思维习惯、思维方式趋向成熟的阶段,是我们培养学生创新思维的关键时期。笔者认为,在物理教学中培养学生创新思维可着力于以下三个方面:
一、营造宽松学习环境
课堂教学是实施素质教育的主渠道,也是培养学生创新思维的主阵地。要真正培养学生的创新思维能力,必须将学习思考的主动权交还给学生,所以,我们在物理教学过程中,应根据教学内容,充分利用多媒体、实验等教学手段,因地制宜地创设情景,使物理问题的背景更新鲜、更有趣、更富有变化,以激起学生的好奇心,引起学生的无限遐想。此时,老师应抓住有利时机,因势利导,给学生提供自我表现的机会,鼓励学生多角度、多层面去思考,大胆质疑,以创造者的姿态进行发现式、探究性学习,积极发现问题,大胆想象、猜想,解答问题,允许有不同的见解和看法。然后,老师再适当地加以引导、点拨,促使学生对各种看法与见解进行分析、比较和筛选,评出优劣,归纳出合理的结果,进而有效地训练和培养学生的知识迁移能力与思维的流畅性和灵活性,促进学生创新思维的发展。
例如,在“探究物体浮沉条件”的教学中,我是这样设计教学过程的。先向学生展示三个外形完全相同的乒乓球(其中两只被事先注入适量的水),问:如果将乒乓球放入水中,它们将处于什么状态?学生根据经验,立即回答说“漂浮”,于是我将球依次投入水中,先将空球投入,果如学生所言,接着又将另外两只球依次投入,学生惊奇地发现,同样的球投入水中后,却沉入水底。实验结果一下子激起了学生的好奇心,大家议论纷纷,猜测缘由。有的说这球是铁的,有的说球是实心的,等等。这时我并不直接告诉学生答案,而是请学生用事先准备好的青霉素小瓶、橡皮泥等物品动手实验探究,观察将上述物体放入水中后的状态,思考如何操作才能改变它们的状态,并到讲台上讲述自己的方法,比一比谁的方法好。在这样一个宽松的氛围中,学生根据自己的经验,积极动手实验,认真观察思考,自由发挥想象并各抒己见。为了使橡皮泥能漂浮在水面上,有的学生将橡皮泥做成碗状,有的捏成船形,有的制成空心球。在此基础上,我进一步引导学生分析,物体状态之所以会改变,实质是改变了它们的浮力和重力,使学生不仅学到了知识,而且在探究过程中学会了观察、比较,懂得了如何去思考、分析,使思维更具独创性、灵活性、批判性,学生的创新思维能力在动手动脑、分析评判中得到锻炼和提高。
二、创新实验教学方法
实验教学是实施创新教育的重要方法和手段,实验对学生而言,不仅能激发学习兴趣、加深对知识的理解、提高实践能力,而且也是创设创新氛围、培养创新思维、提高科学素养的有效途径。当前的实验教学往往只注重学生能观察到实验现象,以佐证物理结论,学生获得的只是肤浅的感性认识,教师很少去引导学生作深入的思考和分析;而学生实验更是从器材选取、实验方法到数据记录等都按照规定好的步骤进行,不敢越雷池半步,学生依葫芦画瓢,根本不理解实验原理和思想,自主性得不到发挥,思维发展受到限制。因此,要使学生创新思维得到发展,必须创新实验教学方法,比如,可将验证性实验改为探索性实验,变演示实验为学生实验,给学生创造自主探究的机会。通过教师的指导,在学生明确实验目的、掌握实验原理的基础上,用改变实验器材、条件等方法,去掉原实验的条条框框,让学生自主设计实验方法,自主选择器材。实验中,学生需要在各种因素中取舍,对所得信息进行比较筛选,优化实验方案,这就要求学生在追求既定目标的过程中学会应变、思考和探索,在发现问题、解决问题的过程中提高分析、抽象、综合、表达能力,从而使学生的创新思维能力得到提高。
例如,在进行“研究滑动摩擦力的相关因素”实验教学时,先让学生寻找生活中属于滑动摩擦的事例,根据这些事例猜想影响摩擦力大小的因素可能有哪些。学生根据生活经验,归纳总结出摩擦力可能与物体接触面大小、接触面粗糙程度、压力大小、相对运动速度等诸多因素有关,再引导学生进一步讨论研究验证方案,进行实验验证。接着让学生分组实验,自主确定验证一个猜想,并从下列给定的器材中自主选择,给定的器材有:弹簧测力计、长方体木块、正方体木块、长方体铁块、长木板、长玻璃板、纸板、绳子等。学生通过激烈讨论,确定自己的研究课题和实验方案,分析各种器材特性和作用以及实验需要选定的器材,最后进行实验。有学生在实验中发现,弹簧测力计拉动物块时容易抖动,控制物体做匀速直线运动较难,于是他们对实验方法进行改进,方法是:将测力计固定,拉着木块下的木板做匀速运动,果然得到了满意的实验效果。
三、展示科学探究过程
纵观整个物理学史,不难看出科学家的每一个重大发现,都是观念的突破、思维的创新,蕴含着科学家发现问题、研究问题、解决问题的完整思维过程。我们在物理教学中可相机渗透物理学史,向学生充分展示科学家观察事物的独特视角和见解,让他们领悟科学的思维方式方法,学习创造性的研究论证方法。学生经过长期熏陶之后,会有意无意地进行模仿运用,在潜移默化中,会逐渐养成良好的思维习惯、科学的思维方式,进而提高自身的创新思维能力。
例如,奥斯特发现“电生磁”现象后,法拉第运用逆向思维提出“磁能否生电”的问题,发现了电磁感应现象。笔者在教学中引用了这段史例之后,向学生演示“烧瓶吞蛋”实验,要求学生运用逆向思维,思考如何将瓶中的蛋完好无损地“吐”出来。学生经过思考和讨论,认为“吞蛋”是瓶内棉花燃烧后内压降低的结果,那么“吐蛋”只要使内压升高就可以了。最终学生发现,只要把瓶翻转过来,往瓶外壁浇热水就能把蛋“吐”出来。
作为物理教师,当以培养学生创新思维为己任,在教学中,要用创造性的教为学生创造性的学创造环境和条件。教师要结合学生年龄特点和物理学科特点,遵循认知规律,尽力创设问题情境,让学生在自主学习中学会创新,实现培养学生创新思维能力的目标。
一、营造宽松学习环境
课堂教学是实施素质教育的主渠道,也是培养学生创新思维的主阵地。要真正培养学生的创新思维能力,必须将学习思考的主动权交还给学生,所以,我们在物理教学过程中,应根据教学内容,充分利用多媒体、实验等教学手段,因地制宜地创设情景,使物理问题的背景更新鲜、更有趣、更富有变化,以激起学生的好奇心,引起学生的无限遐想。此时,老师应抓住有利时机,因势利导,给学生提供自我表现的机会,鼓励学生多角度、多层面去思考,大胆质疑,以创造者的姿态进行发现式、探究性学习,积极发现问题,大胆想象、猜想,解答问题,允许有不同的见解和看法。然后,老师再适当地加以引导、点拨,促使学生对各种看法与见解进行分析、比较和筛选,评出优劣,归纳出合理的结果,进而有效地训练和培养学生的知识迁移能力与思维的流畅性和灵活性,促进学生创新思维的发展。
例如,在“探究物体浮沉条件”的教学中,我是这样设计教学过程的。先向学生展示三个外形完全相同的乒乓球(其中两只被事先注入适量的水),问:如果将乒乓球放入水中,它们将处于什么状态?学生根据经验,立即回答说“漂浮”,于是我将球依次投入水中,先将空球投入,果如学生所言,接着又将另外两只球依次投入,学生惊奇地发现,同样的球投入水中后,却沉入水底。实验结果一下子激起了学生的好奇心,大家议论纷纷,猜测缘由。有的说这球是铁的,有的说球是实心的,等等。这时我并不直接告诉学生答案,而是请学生用事先准备好的青霉素小瓶、橡皮泥等物品动手实验探究,观察将上述物体放入水中后的状态,思考如何操作才能改变它们的状态,并到讲台上讲述自己的方法,比一比谁的方法好。在这样一个宽松的氛围中,学生根据自己的经验,积极动手实验,认真观察思考,自由发挥想象并各抒己见。为了使橡皮泥能漂浮在水面上,有的学生将橡皮泥做成碗状,有的捏成船形,有的制成空心球。在此基础上,我进一步引导学生分析,物体状态之所以会改变,实质是改变了它们的浮力和重力,使学生不仅学到了知识,而且在探究过程中学会了观察、比较,懂得了如何去思考、分析,使思维更具独创性、灵活性、批判性,学生的创新思维能力在动手动脑、分析评判中得到锻炼和提高。
二、创新实验教学方法
实验教学是实施创新教育的重要方法和手段,实验对学生而言,不仅能激发学习兴趣、加深对知识的理解、提高实践能力,而且也是创设创新氛围、培养创新思维、提高科学素养的有效途径。当前的实验教学往往只注重学生能观察到实验现象,以佐证物理结论,学生获得的只是肤浅的感性认识,教师很少去引导学生作深入的思考和分析;而学生实验更是从器材选取、实验方法到数据记录等都按照规定好的步骤进行,不敢越雷池半步,学生依葫芦画瓢,根本不理解实验原理和思想,自主性得不到发挥,思维发展受到限制。因此,要使学生创新思维得到发展,必须创新实验教学方法,比如,可将验证性实验改为探索性实验,变演示实验为学生实验,给学生创造自主探究的机会。通过教师的指导,在学生明确实验目的、掌握实验原理的基础上,用改变实验器材、条件等方法,去掉原实验的条条框框,让学生自主设计实验方法,自主选择器材。实验中,学生需要在各种因素中取舍,对所得信息进行比较筛选,优化实验方案,这就要求学生在追求既定目标的过程中学会应变、思考和探索,在发现问题、解决问题的过程中提高分析、抽象、综合、表达能力,从而使学生的创新思维能力得到提高。
例如,在进行“研究滑动摩擦力的相关因素”实验教学时,先让学生寻找生活中属于滑动摩擦的事例,根据这些事例猜想影响摩擦力大小的因素可能有哪些。学生根据生活经验,归纳总结出摩擦力可能与物体接触面大小、接触面粗糙程度、压力大小、相对运动速度等诸多因素有关,再引导学生进一步讨论研究验证方案,进行实验验证。接着让学生分组实验,自主确定验证一个猜想,并从下列给定的器材中自主选择,给定的器材有:弹簧测力计、长方体木块、正方体木块、长方体铁块、长木板、长玻璃板、纸板、绳子等。学生通过激烈讨论,确定自己的研究课题和实验方案,分析各种器材特性和作用以及实验需要选定的器材,最后进行实验。有学生在实验中发现,弹簧测力计拉动物块时容易抖动,控制物体做匀速直线运动较难,于是他们对实验方法进行改进,方法是:将测力计固定,拉着木块下的木板做匀速运动,果然得到了满意的实验效果。
三、展示科学探究过程
纵观整个物理学史,不难看出科学家的每一个重大发现,都是观念的突破、思维的创新,蕴含着科学家发现问题、研究问题、解决问题的完整思维过程。我们在物理教学中可相机渗透物理学史,向学生充分展示科学家观察事物的独特视角和见解,让他们领悟科学的思维方式方法,学习创造性的研究论证方法。学生经过长期熏陶之后,会有意无意地进行模仿运用,在潜移默化中,会逐渐养成良好的思维习惯、科学的思维方式,进而提高自身的创新思维能力。
例如,奥斯特发现“电生磁”现象后,法拉第运用逆向思维提出“磁能否生电”的问题,发现了电磁感应现象。笔者在教学中引用了这段史例之后,向学生演示“烧瓶吞蛋”实验,要求学生运用逆向思维,思考如何将瓶中的蛋完好无损地“吐”出来。学生经过思考和讨论,认为“吞蛋”是瓶内棉花燃烧后内压降低的结果,那么“吐蛋”只要使内压升高就可以了。最终学生发现,只要把瓶翻转过来,往瓶外壁浇热水就能把蛋“吐”出来。
作为物理教师,当以培养学生创新思维为己任,在教学中,要用创造性的教为学生创造性的学创造环境和条件。教师要结合学生年龄特点和物理学科特点,遵循认知规律,尽力创设问题情境,让学生在自主学习中学会创新,实现培养学生创新思维能力的目标。