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创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力.迎接未来的科学技术挑战,最重要的是坚持创新,勇于创新.《物理课程标准》中明确指出:物理课程应改变过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识.那么,当前在物理课堂教学中应如何培养学生的创新能力呢?笔者认为,教师应把创新教育贯穿于整个物理教学之中,要重视学生创新意识的培养,想方设法创造条件,激励学生创新,培养他们具有一定创新能力,为将来成为创新型人才奠定坚实的素质基础.
1营造和谐环境,让学生敢于创新
创新离不开充满生机与活力的创新思维.如果说创新是时代发展进步的灵魂,那么创新思维就是创新的基本前提和必要条件.学生创造性思维的产生,有赖于他们的心理自由.美国著名的心理学家罗杰斯认为:心理的安全和心理的自由是促进创造性的两个充要条件.创新思维只有在自由自在的思维空间才能孕育、诞生.创新教育的重要任务之一就是以学生的心理安全和心理自由为核心,营造适宜学生创造力发展和表现的精神环境,培养学生的创新精神和创新能力.学生不敢提出问题是当前课堂教学中普遍存在的现象.一些西方国家的校长在评价中国学生时,也谈到中国学生最大的缺憾就是不会提问.为什么我们的学生会出现这样问题呢?笔者从学生中了解到,他们在课堂上不敢提问是因为有心理顾虑.许多学生认为:我提的问题如果是错的或别人都懂了,同学讥笑吗?我提的问题如果不是今天新课的要点,老师批评吗?……所以在组织课堂教学活动时,教师、学生之间应当建立一种平等、友善、民主、亲切、和谐的关系,以保证学生智力和非智力的创造因子都处于最活跃状态,使学生敢想、敢说、敢问、敢争辩、敢于大胆探索.如对于大胆提问的学生,不论问题质量如何都给予鼓励.对于提错问题的,教师决不批评,而且还应启发他用另一个方法思考,树立自信心.对于能够提出的问题富有思考性的,可根据情况因势利导,采取个人独立思考或小组讨论的形式加以解决.对于提出的问题超过学生现阶段所学知识范围或教师一时难以回答的,要给学生讲明原因,这样学生就没有精神束缚和心理负担.创设心理安全环境,为学生提供一个宽松、和谐的教学环境,让学生敢于创新是培养学生创新的起点.
2创设问题情景,让学生能够创新
心理学研究告诉我们,当一个人对某种事物充满好奇,想知道其究竟时,他的学习活动最主动,目的性最强,学习效率最高.学生对他们周围的事物有好奇心,就会提出有意义的问题;一个好的问题能打动学生,激发他们的好奇心,激发他们进一步创新的欲望.这样学生的创新便有了产生可能.因此培养学生的创新要从提出问题开始,鼓励学生发现问题、大胆质疑.例如在学习欧姆定律时,教师将一节干电池与小灯泡连接组成闭合回路,小灯泡发光.接着教师又拿出一节干电池,问学生:“如果我将这节干电池和前面那节干电池串联接入刚才的电路中,小灯泡的亮度会怎样变化?”学生几乎齐声回答:“变亮了!”但是教师将一个同样大小的电池串联接入电路中时,结果小灯泡的亮度变暗了!学生这时就会沸腾起来,就会追问“为什么?”,这样激发学生的好奇心,学生有进一步问个究竟、探个明白的要求,从而学生的创新也就有了可能.因此, 教师应不断地给学生创设富有变化且能激发新异感的学习情境,启发学生从多角度、多层次思考问题,鼓励求异,以提高学生提出创新性问题的能力.
3构建探究方式,让学生学会创新
新教材在学习方式上的改革之一就是激发学生的主体意识,提倡科学探究的学习.科学探究是一种创新活动,是推动创新思维的一种强烈和稳定的动力源泉,也是创新教育的关键环节.因此教师在实际的教育教学活动中,要充分运用科学探究的方式,打破“老师讲,学生听”的常规教学,变“传授”为“探究”,充分揭示知识形成的过程;引导学生一开始就进入创造思维状态中,以探索者的身份去发现问题,总结规律;引导学生多方位观察,多角度思考,分析论证,培养敏锐的观察力和活跃的灵感;探究后让学生进行交流和反思,促使学生积极求异和富有创造性的想象,训练创新思维,学会创新.例如在《探究电阻上的电流和两端电压的关系》的教学中,教师通过回忆,引导学生推断出电流与电阻、电压的定性关系,给接下来学生的猜想或假设指明了方向.学生逐渐领悟到科学猜想是要在“电压越高,电流越大;电阻越大,电流越小……”的实验基础上完成的;需要努力对事物的因果关系作出解释,而不是凭空瞎想,还需要进行实验探究来检验猜想是否正确.学生对将要探究的问题产生强烈的愿望.这将促使学生想要通过实验证明自己符合逻辑、理性的推理,有助于创新思维的发展.设计实验时,学生将面临对三个变量的关系问题.此时,教师引导学生使用控制变量法来处理实验问题.学生在学习这一科学方法的同时把这种方法转变为自身的创造性能力.最后,在分析和论证过程中,教师引导学生运用图像等数学手段找出电阻上的电流跟两端电压的关系,完成让学生经历电阻概念定义式的创新性认知的形成过程.
4点拨思维方法,让学生善于创新
物理教学的目的不是仅为了让学生获取物理知识,更重要的是培养学生利用物理知识解决具体问题的创新能力.《物理课程标准》也明确指出“从生活走向物理,从物理走向社会”.教师要点拨学生跳出“题海”,使学生尽量从不同的角度,运用不同的方法来分析同一问题,把学生从单一的思维模式中解放出来,教授学生求异思维、发散思维或迁移思维等创新方法,使学生善于创新.
4.1求异创新
创造思维是创造能力的核心,而求异思维是创造思维的主要成分.因为求异思维往往产生新奇、独特的见解,敢于打破固定模式,从而形成新思路,新见解,对给出的问题应从不同的角度思考,寻求多种解决问题的方法,找出最佳答案.
例1小船往返于沿海的甲、乙两地.若水不流动,往返一次需时间t1;若水流动,往返一次需时间t2;则
A.t1=t2B.t1>t2 C.t1 解析本题通常利用不等式比较大小.这里假设一种特定的极端情况:设水流速度恰好等于船速,则船逆水行驶时相对岸的速度为零,逆水行驶的时间是无限长.所以,船在静水中往返一次的时间一定比在流水中往返一次的时间要短.故答案选C.
4.2发散创新
发散思维是最基本的创新思维方法,是创新思维的核心,同人的创新能力的形成有直接关系.发散思维把所研究的对象、方法甚至已得出的结论,都放在“可变”的地位上加以观察、思考和探索各种可能,它是一种寻求多途径、多模式解决问题的方式,体现了高度的创新思维特征.在创造性活动过程中,教师启迪学生借助发散思维,进行广泛的自由联想,思路流畅开阔,往往会获得许多新颖独特的解决问题的方案.
例2小王手握着一个质量为1.8×102 g、体积为45 cm3的钢球,不知球是实心的还是空心的.请你来判定一下.
解析先假设此球是实心的,根据题中所给条件求出它的密度、质量、体积,再与已知条件进行比较判定.
(1)比较密度法.求出钢球的密度与钢的密度值进行比较.
ρ球=m球V球=1.8×102 g45 cm3
=4 g/cm3=4×103 kg/m3<7.9×103 kg/m3,
由此可知,此球空心.
(2)比较质量法.假设此球是实心的,求出实心钢球的质量与已知钢球的质量进行比较.
m球=ρ钢V球=7.9 g/cm3×45 cm3≈336 g>m球,
由此可知,此球空心.
(3)比较体积法.假设此球是实心的,求出实心钢球的体积与已知钢球的体积进行比较.
V球=m球ρ球=1.8×102 g7.9 g/cm3≈22.8 cm3 由此可知,此球空心.
此类例题能够训练学生熟悉和掌握所学物理概念、公式、定律,并能做到灵活运用.用不同的方法解答同一题目时,除了可以互相检验外,还可以通过不同解法的比较,从中体会并发现哪种解题思路最简捷.如题2,如果单单判定球是否是实心的情况,比较密度法最简单;但如果判定球的空实心情况之后还要进一步求解球的空心体积,则比较体积法最简单.
4.3迁移创新
迁移理论认为,概括是迁移的核心,它能使学生把一般的原理和概念运用到其他的学习情境之中.因此,教师不仅要善于通过比较、分类、抽象、归纳等提示联系,引导学生发展迁移能力.从自然界最常见的一个自然现象——苹果落地,联想到万有引力;从洗澡池放水时经常出现的漩涡,联想到地球磁场磁感线;从太阳系联想到原子结构……迁移,就像风一样,扰动了人脑的活动空间,常常把思维引向深处或更加广阔的天地,导致想象思维的形成,甚至灵感、直觉、顿悟的产生.
总之,教师在课堂教学中应想方设法,点拨思维方法,激励学生创新,培养他们具有一定创新能力,使学生善于创新.
5组织开放实验,让学生乐于创新
课后小制作、小实验是课堂实验的延伸和拓展,小发明更是学生创新能力的进一步体现.由于课堂演示实验受时间、空间的制约,往往限制了学生思维探索的深度,不能有效地发挥他们的创新能力和创造才能.小制作、小实验、小发明给学生提供了大量动手、动脑机会.如用日常用品自制的“土电话”的小实验,学生可以从制作中体验到成功的喜悦,也通过制作了解到振动产生了声音,固体能传声.这不但加强了物理教学与日常生活的联系,而且大大激发了学生的创新能力和创造能力.因为类似这样的活动一般都可以在家里进行,学生在家中可根据家庭条件,或购买或寻找各种可利用的器材或废品,进行制作和实验.这有利于营造以学生为主体的实验与创新环境,有利于他们独立自主品质的培养和创新思维的发展,更加有利于学生形成以创新为乐的科学态度和科学精神.
总之,学生创新能力的培养是多方位的,牛顿说过:“没有大胆的猜想就不可能有伟大的发现.”这就要求教师要充分发挥才智,利用各种先进的教学方法,以人为本,教在今天,想在明天,营造环境,“在传授给学生双基的同时,培养学生的创新精神和创新能力,”为社会培养出更多具有创新精神、创新能力的人才.
1营造和谐环境,让学生敢于创新
创新离不开充满生机与活力的创新思维.如果说创新是时代发展进步的灵魂,那么创新思维就是创新的基本前提和必要条件.学生创造性思维的产生,有赖于他们的心理自由.美国著名的心理学家罗杰斯认为:心理的安全和心理的自由是促进创造性的两个充要条件.创新思维只有在自由自在的思维空间才能孕育、诞生.创新教育的重要任务之一就是以学生的心理安全和心理自由为核心,营造适宜学生创造力发展和表现的精神环境,培养学生的创新精神和创新能力.学生不敢提出问题是当前课堂教学中普遍存在的现象.一些西方国家的校长在评价中国学生时,也谈到中国学生最大的缺憾就是不会提问.为什么我们的学生会出现这样问题呢?笔者从学生中了解到,他们在课堂上不敢提问是因为有心理顾虑.许多学生认为:我提的问题如果是错的或别人都懂了,同学讥笑吗?我提的问题如果不是今天新课的要点,老师批评吗?……所以在组织课堂教学活动时,教师、学生之间应当建立一种平等、友善、民主、亲切、和谐的关系,以保证学生智力和非智力的创造因子都处于最活跃状态,使学生敢想、敢说、敢问、敢争辩、敢于大胆探索.如对于大胆提问的学生,不论问题质量如何都给予鼓励.对于提错问题的,教师决不批评,而且还应启发他用另一个方法思考,树立自信心.对于能够提出的问题富有思考性的,可根据情况因势利导,采取个人独立思考或小组讨论的形式加以解决.对于提出的问题超过学生现阶段所学知识范围或教师一时难以回答的,要给学生讲明原因,这样学生就没有精神束缚和心理负担.创设心理安全环境,为学生提供一个宽松、和谐的教学环境,让学生敢于创新是培养学生创新的起点.
2创设问题情景,让学生能够创新
心理学研究告诉我们,当一个人对某种事物充满好奇,想知道其究竟时,他的学习活动最主动,目的性最强,学习效率最高.学生对他们周围的事物有好奇心,就会提出有意义的问题;一个好的问题能打动学生,激发他们的好奇心,激发他们进一步创新的欲望.这样学生的创新便有了产生可能.因此培养学生的创新要从提出问题开始,鼓励学生发现问题、大胆质疑.例如在学习欧姆定律时,教师将一节干电池与小灯泡连接组成闭合回路,小灯泡发光.接着教师又拿出一节干电池,问学生:“如果我将这节干电池和前面那节干电池串联接入刚才的电路中,小灯泡的亮度会怎样变化?”学生几乎齐声回答:“变亮了!”但是教师将一个同样大小的电池串联接入电路中时,结果小灯泡的亮度变暗了!学生这时就会沸腾起来,就会追问“为什么?”,这样激发学生的好奇心,学生有进一步问个究竟、探个明白的要求,从而学生的创新也就有了可能.因此, 教师应不断地给学生创设富有变化且能激发新异感的学习情境,启发学生从多角度、多层次思考问题,鼓励求异,以提高学生提出创新性问题的能力.
3构建探究方式,让学生学会创新
新教材在学习方式上的改革之一就是激发学生的主体意识,提倡科学探究的学习.科学探究是一种创新活动,是推动创新思维的一种强烈和稳定的动力源泉,也是创新教育的关键环节.因此教师在实际的教育教学活动中,要充分运用科学探究的方式,打破“老师讲,学生听”的常规教学,变“传授”为“探究”,充分揭示知识形成的过程;引导学生一开始就进入创造思维状态中,以探索者的身份去发现问题,总结规律;引导学生多方位观察,多角度思考,分析论证,培养敏锐的观察力和活跃的灵感;探究后让学生进行交流和反思,促使学生积极求异和富有创造性的想象,训练创新思维,学会创新.例如在《探究电阻上的电流和两端电压的关系》的教学中,教师通过回忆,引导学生推断出电流与电阻、电压的定性关系,给接下来学生的猜想或假设指明了方向.学生逐渐领悟到科学猜想是要在“电压越高,电流越大;电阻越大,电流越小……”的实验基础上完成的;需要努力对事物的因果关系作出解释,而不是凭空瞎想,还需要进行实验探究来检验猜想是否正确.学生对将要探究的问题产生强烈的愿望.这将促使学生想要通过实验证明自己符合逻辑、理性的推理,有助于创新思维的发展.设计实验时,学生将面临对三个变量的关系问题.此时,教师引导学生使用控制变量法来处理实验问题.学生在学习这一科学方法的同时把这种方法转变为自身的创造性能力.最后,在分析和论证过程中,教师引导学生运用图像等数学手段找出电阻上的电流跟两端电压的关系,完成让学生经历电阻概念定义式的创新性认知的形成过程.
4点拨思维方法,让学生善于创新
物理教学的目的不是仅为了让学生获取物理知识,更重要的是培养学生利用物理知识解决具体问题的创新能力.《物理课程标准》也明确指出“从生活走向物理,从物理走向社会”.教师要点拨学生跳出“题海”,使学生尽量从不同的角度,运用不同的方法来分析同一问题,把学生从单一的思维模式中解放出来,教授学生求异思维、发散思维或迁移思维等创新方法,使学生善于创新.
4.1求异创新
创造思维是创造能力的核心,而求异思维是创造思维的主要成分.因为求异思维往往产生新奇、独特的见解,敢于打破固定模式,从而形成新思路,新见解,对给出的问题应从不同的角度思考,寻求多种解决问题的方法,找出最佳答案.
例1小船往返于沿海的甲、乙两地.若水不流动,往返一次需时间t1;若水流动,往返一次需时间t2;则
A.t1=t2B.t1>t2 C.t1
4.2发散创新
发散思维是最基本的创新思维方法,是创新思维的核心,同人的创新能力的形成有直接关系.发散思维把所研究的对象、方法甚至已得出的结论,都放在“可变”的地位上加以观察、思考和探索各种可能,它是一种寻求多途径、多模式解决问题的方式,体现了高度的创新思维特征.在创造性活动过程中,教师启迪学生借助发散思维,进行广泛的自由联想,思路流畅开阔,往往会获得许多新颖独特的解决问题的方案.
例2小王手握着一个质量为1.8×102 g、体积为45 cm3的钢球,不知球是实心的还是空心的.请你来判定一下.
解析先假设此球是实心的,根据题中所给条件求出它的密度、质量、体积,再与已知条件进行比较判定.
(1)比较密度法.求出钢球的密度与钢的密度值进行比较.
ρ球=m球V球=1.8×102 g45 cm3
=4 g/cm3=4×103 kg/m3<7.9×103 kg/m3,
由此可知,此球空心.
(2)比较质量法.假设此球是实心的,求出实心钢球的质量与已知钢球的质量进行比较.
m球=ρ钢V球=7.9 g/cm3×45 cm3≈336 g>m球,
由此可知,此球空心.
(3)比较体积法.假设此球是实心的,求出实心钢球的体积与已知钢球的体积进行比较.
V球=m球ρ球=1.8×102 g7.9 g/cm3≈22.8 cm3
此类例题能够训练学生熟悉和掌握所学物理概念、公式、定律,并能做到灵活运用.用不同的方法解答同一题目时,除了可以互相检验外,还可以通过不同解法的比较,从中体会并发现哪种解题思路最简捷.如题2,如果单单判定球是否是实心的情况,比较密度法最简单;但如果判定球的空实心情况之后还要进一步求解球的空心体积,则比较体积法最简单.
4.3迁移创新
迁移理论认为,概括是迁移的核心,它能使学生把一般的原理和概念运用到其他的学习情境之中.因此,教师不仅要善于通过比较、分类、抽象、归纳等提示联系,引导学生发展迁移能力.从自然界最常见的一个自然现象——苹果落地,联想到万有引力;从洗澡池放水时经常出现的漩涡,联想到地球磁场磁感线;从太阳系联想到原子结构……迁移,就像风一样,扰动了人脑的活动空间,常常把思维引向深处或更加广阔的天地,导致想象思维的形成,甚至灵感、直觉、顿悟的产生.
总之,教师在课堂教学中应想方设法,点拨思维方法,激励学生创新,培养他们具有一定创新能力,使学生善于创新.
5组织开放实验,让学生乐于创新
课后小制作、小实验是课堂实验的延伸和拓展,小发明更是学生创新能力的进一步体现.由于课堂演示实验受时间、空间的制约,往往限制了学生思维探索的深度,不能有效地发挥他们的创新能力和创造才能.小制作、小实验、小发明给学生提供了大量动手、动脑机会.如用日常用品自制的“土电话”的小实验,学生可以从制作中体验到成功的喜悦,也通过制作了解到振动产生了声音,固体能传声.这不但加强了物理教学与日常生活的联系,而且大大激发了学生的创新能力和创造能力.因为类似这样的活动一般都可以在家里进行,学生在家中可根据家庭条件,或购买或寻找各种可利用的器材或废品,进行制作和实验.这有利于营造以学生为主体的实验与创新环境,有利于他们独立自主品质的培养和创新思维的发展,更加有利于学生形成以创新为乐的科学态度和科学精神.
总之,学生创新能力的培养是多方位的,牛顿说过:“没有大胆的猜想就不可能有伟大的发现.”这就要求教师要充分发挥才智,利用各种先进的教学方法,以人为本,教在今天,想在明天,营造环境,“在传授给学生双基的同时,培养学生的创新精神和创新能力,”为社会培养出更多具有创新精神、创新能力的人才.