物理创新思维能力的渐进培养

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  物理学研究的是力、光、电、热、声、磁等自然现象,目的是找出这些自然现象的发展变化规律,研究怎样利用它们来为人类服务。要实现这样的目标,对学生的培养就必须走“素质教育”之路,着重于以创新教育来展现创新能力的培养。多年来,我在教学中一直尝试的做法是这样的:
  一、教会学生学习,学会创新思维
  初学物理的学生,学法上尚未入门,不会学习,也就谈不上正确思维,更不可能有科学合理的创新思维。为了解决好“开头难”的问题,我依据“学贵知疑,小疑小进,大疑大进”的格言,往往是不断引导学生对所要研究的物理自然现象进行多方位观察,提出问题,通过“讨论探究”进行分析、推理等一系列动手动脑的实践、思维活动过程,达到解决问题、学好物理知识的目的。例如:学习连通器原理时,我要求学生先观察并思考茶壶的茶嘴为何总与壶盖保持一样高,从而确定了思考目标,让学生带着问题观察实物,明白茶壶是由壶身和壶嘴两个器皿构成的。接着,我出示壶嘴去一节的茶壶,让学生先猜测、假设,后装水试验,再让学生在壶嘴上套接课前已准备好的纸折空心圆柱套管,做改变壶嘴长短装水的试验,使学生观察到“壶身矮了,将不易随心所欲地倒出水;壶身高了,水未装满就会从壶嘴流出”的现象,以此启迪学生;最终把两容器对底面的压强相等的定量平衡知识引入作出解释,其道理自然就清楚了。在这种观察和实验的“讨论探究”、“诱发思维”的长期教学活动中,学生不仅体会到了物理的知识性、趣味性和实用性,而且能顺其自然地从已有的思维模式基础上通过讨论启发式教学,较好地解决学物理“入门难”的问题。
  在教学中,教师在培养学生创新能力的“导向性”、“可知性”、“程序性”和“新颖性”原则指导下,结合课程内容和学生实际,通过以学生为主体的直观演示启发、设疑启发、引趣启发、攻难启发和求变启发等的选择,做到对象精巧练,尽可能把讨论探究的问题设拟得新颖有趣。如:在探究运动的相对性时,我常借用诗句“满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行”并配之以图,来巧用情景诱发创新思维。这样不仅直观、生动、形象化,而且在判断和推理的思维过程中能引发学生身临其境、爱我河山、向往美好的艺术情怀,大大增强和激发了学生学习物理的兴趣。在理论联系实际的社会实践活动方面,我同样做了创新指导的尝试。例如:在学习简单机械一章时,我在让学生认识了杠杆及轮轴等、复习了以前所学有关摩擦和压强的知识后,发现有些学生缺乏对实际生活的观察,不了解自行车构造。于是,我布置了相应的社会实践活动。有的学生在家拆自行车,了解它的构造;有的结伴到自行车的地摊上观察修理自行车的过程。结果,学生的实践报告完成得非常好,在把握知识的同时,学生既提高了观察能力,又增强了社会交往能力,拓宽了知识面。对于物理知识中一些不易操作,现象不明显、不易观察的实验,我总是设法设计成让学生亲自动手、亲身体验的实践活动。如:在《大气压强》一章中,为了让学生了解“大气压随高度的变化”这一知识点,我与同学们一起动手,设计了气压瓶,三人一组,带上自制气压瓶,登山观察,当观察到气压瓶中液柱的明显变化时,同学们惊奇地叫起来。通过亲身体验,原来难以理解的问题变得简单、易懂。这样做,既加深了学生对知识的理解,又大大地提高了课堂教学效率。
  二、让学生去勤于思考,善抓规律
  在初中物理教学过程中,我吸取了过去要求学生“习题做得越多越好,书读得越快越好,知识背得越熟越好,最终教学则不是那么好”的教训,指导学生在勤思维中突破难点,抓关键,找规律。例如:在《滑轮》一节的教学中,我通过循序渐进的单滑轮到滑轮组的体系讨论探究教学,对最终落脚的滑轮组性质,引导学生正确、创新思考,抓住“绕绳方法”这一核心,适时点拨、循序善诱,在勤思考中用“受力分析”的基本理念,对滑轮组的认识进行综合分析和整理修正,得出了“使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一”的规律表达式F1=F2=(G物+G动),并让学生明确该公式适用于初中所要求的所有滑轮问题(其中,n表示承担物体重量和动滑轮重量的绳子的段数,也可以理解为n等于绳子与动滑轮接触的次数,其决定着滑轮问题中绳子起始端的绕法及“奇动偶定”)。在这一形式的教学中,应鼓励学生多提问题、标新立异,将创新思维的空间留给学生,在实验观察探究的基础上,总结出了动力作用点移动的距离和物体升高的高度关系式s=n×h,并加以点拨,让学生借用数学这一规律,推出动力作用点移动的速度与物体移动的速度之间的关系式vs=n×vh等一类问题。这样,就较好地解决了本节中有关滑轮、滑轮组的问答作图与计算的一系列相关的所谓难题,使学生在掌握这部分内容的答题、作图、解题过程中倍感轻松、无障碍。
  三、帮助学生不断总结,逐步提高
  学生创新思维能力的培养,是一个渐进过程,只有在培育的过程中不断养成,才能逐步提高。为了能达到“不断提高”的目标,我在教学中着重培养学生的实践动手能力和创新精神,帮助学生树立“人人俱有创造力”的观念,时常注重学习、借鉴、吸取前人或他人的不同的思维方式方法。例如:讲“牛顿第一定律”时,我侧重于传授从试验模型观察到逻辑假设验证的创新思维研究方法。在讲“电生磁”和“磁生电”的过程中,我落脚在教给学生物理实验观察上的创新思维反证法。在讲“天平使用方法”时,总结归纳出“放”、“游”、“调”三字经。这样,经过物理教学中研究方法的导向分类,初步展示探究教学,让学生从一个又一个“这是怎么回事”中开始讨论学习,又在一个又一个“原来是这么回事”的创新思维过程中掌握物理知识和研究方法,极大地开发不同层次学生的创新能力,形成一定的具有个性特征的创新思维方式。所以,在一段教学之后,遇到求解空心球一类的可多解的物理问题,同学们很快地能够以不同方式、途径求解,得到正确答案。可见,平时的训练促进了学生创新能力的提高。
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