创新教育在物理教学中的实施

2022-09-11

在中国和世界经济、文化、教育日益接轨的新形势下, 为适应21世纪“学习”社会的需要, 为培养学生创新思维和了解“现代物理”的需要, 新的大纲、课程、教材的启用, 开始了新的一轮教改。实施创新教育的一个关键问题是如何根据创新教育的特点, 结合各学科自己的特点, 制定适合于各学科所着重培养诸方面创新能力的相应教育方法。作为高中物理来说, 关键是如何在物理教学的各种课型、各个环节中充分发挥教师的主导作用, 打破传统的固定的教学模式, 寻求实施创新教育的有效途径和策略, 创造良好的创新教育的环境, 有机地将知识、方法、能力、世界观融为一体, 并且将物理与其它学科结合起来。本文仅对高中物理教学中如何实施创新教育的策略作一粗浅的探讨。

1 课内创新教育实施策略

1.1 创设教学情境, 发挥学生创新能力实施策略

情境教学, 指在教学过程中, 为了达到既定的教学目的, 从教学需要出发, 创设与教学内容相适应的具体场景或氛围, 引起学生的情感体验, 迅速而正确物理解教学内容, 促进他们的心理机能全面和谐地发展, 提高教学效率。因此, 它是一种与创新教育相适应的教学模式。使学生在客观情景中获得具体的感受, 从而激发其相应情感, 由此引导学生关注教学内容, 产生积极的态度倾向, 把激起的强烈情感投入教学活动, 进而刺激学生思考探究的需要, 发展其创新思维。

在现实生活中, 学生每天都会遇到与物理有关的问题与现象, 教师要善于结合生产和生活中的实例, 不断创设问题情景, 培养学生从实际问题中抓住主要因素, 提取物理对象和物理模型。充分利用现代教育手段创设符合教学内容和要求的问题情景, 增加学生的感性认识, 激发学生的学习兴趣, 形成学习动机。例如, 通过多媒体手段, 展现实际情景：输送带送物、刹车滑行、跳水运动、小孩滑滑梯、荡千秋、亮度可调的台灯、光导纤维传送光信号、原子弹爆炸等。将这些真实的实际情景设计成对应的物理问题, 如：摩擦力问题、匀减速问题、竖直上抛问题、斜面动力学问题、单摆问题、电路调压问题、全反射问题、核裂变问题等, 穿插在平时的课堂教学中, 加强理论与实际之间的联系, 帮助学生建构当前所学物理知识的意义, 逐步培养学生主动观察自然—寻找问题—运用所学知识解决实际问题的应用能力。情境教学对教师来说, 是一次教学思想, 教学模式的改革, 是教师对教材的再创造过程, 便于教师更好地教;对学生来说, 是学习方法的改进和创新;从教学效果看, 由于学生主动积极地去学习和思考, 在思考过程中, 把外在的知识内化为自我的思想和行动, 把教师的情感, 内化为自我情感, 把每一次的学习都作为一次新的创作过程, 自我形象的再造过程, 并在这样的创作中, 充分发挥自己的能力, 体现自我的价值, 因此, 情境教学过程, 是对教材的再创作过程, 是学生的创造精神发挥的过程。

1.2 设计探究性问题, 培养学生发散思维的实施策略

教学过程是一图个1不断发现问题, 分析问题, 解决问题的动态过程。好的问题可以诱发学习动机, 启迪思维, 激发求知欲。学生的创造思维能力, 是由遇到要解决的问题而引发的。例如, 在学习自由落体运动时, 会讨论如下公式：h=1/2 g t2——(1)。可设置一些探究性问题, 如：实验一：测楼房高度准备好秒表和米尺, 让一位同学从楼房顶层窗口由静止释放一块石子(注意安全), 楼下的同学准确纪录下落时间, 根据公式 (1) 可近似测出楼高h。用米尺测出同一位置的实际高度, 比较一下。实验二：测反应时间准备一根米尺。让学生甲竖直拿着米尺的上端, 学生乙将拇指和食指张开, 放在尺子下端零刻度的两侧。学生甲一放手, 学生乙立即将尺子抓住。读出尺子被握处的刻度, 根据上述公式 (1) 可测试学生的反应时间, 因此也可以用它组织一场小比赛。通过上述实验, 学生对自由落体运动规律的理解, 就不会仅仅停留在公式上, 而会把它看成一个有用的工具。值得一提的是, 一些物理实验并非只局限于某一概念, 如果适当改变实验条件或操作步骤, 就可以使它具有一定兼容性, 即可对其应用范围进行发散。如下例用来验证牛顿第三定律的实验：将一玻璃小球沿水平方向撞击墙角, 小球在给墙体作用力的同时, 受墙体反作用力而反弹(如图10)。若改变碰撞前对小球施加力的大小, 观察小球反弹后速度的变化, 则可定性验证动量定理(Ft=mΔv)。不难看出, 对上文中实验一稍加改变, 根据测得的石子下落时间和楼房高度, 利用公式(1)也可近似测出本地的重力加速度g。通过这类实验, 可逐步培养学生从物理概念和规律出发, 分析物理现象、得出正确结论的习惯和方法, 使他们在学习物理知识的同时, 受到物理研究方法的熏陶, 有助于在今后解题、乃至分析解决实际问题的过程中举一反三、触类旁通, 把握现有条件, 主动寻求解决问题的有效途径。

设计探究性问题应注意几个问题。首先, 布置探究性的问题最好放在教学的开始。因为“学起于思, 思源于疑”, 上课伊始恰当质疑;创设悬念, 会激发学生迫切探究的认知心理, 达到探究的目的。其次, 要善于抓住契机, 问到点上。教师对问题抓得准, 问的得当, 才能引发学生思索。提出问题的难度要适度, 不仅要接近学生的最近思考区, 而且问题的编排要有良好的艺术性、顺序性和逻辑性。问题要新颖, 具有较强的启发性和趣味性, 才能更好地诱发学生的积极性与创造性。再次, 要善于创设阶梯型和发散型的问题。阶梯型问题主要是一系列由浅入深, 环环紧扣, 层层深入的问题。这样的问题启发性和逻辑性强, 符合认知规律和学生认知心理, 能诱发学生思维的积极性和创造性。

1.3 重视图像图景教学, 培养学生形象思维的实施策略

在创新教育中, 我们要注意形象思维的培养, 要在教学上通过图像图景的教学, 建立由实际情景—理论模型—新实际情景的有机联系。加强抽象的物理规律与形象的实际情景的紧密联系, 提高学习的效率, 更好地掌握所学知识。要充分展示知识发生发展的过程, 帮助学生建立准确的物理模型。传统的物理教材安排的教学内容都是已经选择、压缩、改造而具典型化和简约化, 更具高度的抽象性。若是照本宣科, 学生很难理解所学内容, 而若能充分利用图形图片、电视录像、多媒体课件等手段再现知识发生发展的变化过程, 用图文并茂的方式向学生提供信息, 降低学生学习的难度, 并将物理学研究问题的方法和物理思想寓于情景的建立和分析过程中, 促进学生开展分析问题的思维活动, 自然地“悟”出其中的道理和规律, 从而潜移默化, 使学生掌握分析物理过程、建立正确物理情景和模型的方法, 建立准确的物理模型。例如, 在讲解单摆模型时, 展示伽里略观察油灯等时摆动的图片或动画, 再现模型建立的思维过程。让学生身临其境, 感知分析物理过程的方法, 建立准确的单摆模型。这样, 学生理解了模型的本质, 就不会“只见树木不见森林”。

苏霍姆林斯基说过“教会学生把应用题‘画’出来, 其用意就在于保证由具体思维向抽象思维的过渡”。由文字到示意图的思维跨度非常大, 有时学生问问题时, 教师可能会无意中画出示意图, 而此时学生的问题已经得到解决, 关键就在于学生不会画图。因此, 在教学方法和学生学习方法指导上, 应加强图像图景的教学。一方面在平时教学中, 要重视教学中示意图画法的训练。教会学生如何通过审题, 画示意图, 从易到难, 逐步消除思维障碍, 这一过程教师不得包办代替学生的思维过程。另一方面在学生的学习练习过程中, 重视画图习惯的培养。例如从高一开始, 可把练习本的左侧折出三分之一, 专门用作画图区, 把图像作为建立关系、立方程的依据。画图习惯的培养需要一个过程, 对应该画图而没有画图的答题应扣去大部分的分数或可让学生重做, 从严要求, 形成习惯。同时, 重视课本插图的观察和思考, 新教材的图片更为丰富, 要注意指导学生如何画图、看图, 建立文字和图像的联系。养成读图释义, 审题画图的习惯, 最终能从静态图中联想到动态变化的过程, 由动态图中能看到瞬时的状态图景。不断训练学生的物理形象思维和抽象思维, 建立正确物理模型, 是提高学生解决实际问题能力的有效教学策略。

1.4 开展活动化教学, 培养学生的创新能力策略

活动化教学是指教学过程在教师的指导下, 充分研究学生的需要和兴趣, 使之在动态中掌握知识, 内化情感, 树立信念, 指导行动。

可以分为下列几种形式进行。

1.4.1 在交流研讨活动中学习

通过交流研讨营造一种民主的氛围使学生被动听课变为主动参与, 敢于发表自己独特的见解, 并学会倾听, 尊重他人的意见。在交流研讨的过程中使学生的思维方式, 认知水平, 交流能力得到一定的提高。在交流研讨中, 所设计的问题必须具有研讨的价值和学术色彩, 能激发学生兴趣, 便于学生自主讨论从而使学生的认识达到一定的广度和深度。

1.4.2 在探究活动中学习

在教学中, 这种过程突出学生自己如何探究知识, 如何生成结论, 突出思维方式和思维习惯的训练与培养。教师改变了过去那种先告诉学生结论, 然后阐述讲解的教学过程, 而是采用先给学生材料(文字材料, 实物材料), 让学生在操作和观察中发现规律, 得出结论掌握新知、获得发展。如在讲圆周运动时, 运用“日地月运动演示仪”, 让学生通过自己演示, 观察, 然后总结出相关的物理规律。这种学法, 能使学生从发现中获得知识, 利于创新能力的培养。

1.4.3 在转换角色的活动中学习

在教学中, 我们可以让学生转换角色, 尝试从“教师”的角度钻研教材, 在教师的指导下“备课”, 讲课, 并与同学展开讨论。如高二物理《热学》这一章内容, 让学生钻研教材, 查阅资料, 分组备课和编题, 经教师指导后再讲给其它同学听, 最后由学生集体评议, 教师点评。

1.4.4 在求变求异活动中学习

就是要求师生在教学过程中要善于发现问题, 获得思维的发展。在教学过程中, 让学生说与别人不同的话, 用与别人不同的方法, 提与别人不同的问题。教师要鼓励学生不怕说错, 不怕别人笑话, 不怕失败。培养学生善于思考, 勇于创新。

2 课外创新教育实施策略

从开放的角度赋予课堂教学更广泛的涵义, 不仅在教室, 社会, 自然界都是课堂教学的组成部分, 我们要超越室内教学的时空界限, 使学生开扩眼界, 激发求知欲和创造愿望, 并在教育过程中培养良好的思想品德。

2.1 通过实践操作培养创新能力

学生的亲身体验和感知利于获得感性经验, 从而实现其认识的内化, 促成理解力和判断力的发展, 学生正是通过摆弄客体的表像, 进而上升为理性认识。教师应尽量给予学生更多的操作实践机会, 提供丰富的材料, 使他们可以亲自进行实验, 体验成功和失败, 探讨问题和寻求结论。如《关于摩擦力》小实验中利用铁质小物体(曲别针, 小铁钉), 让磁铁慢慢靠近它们, 尽管对它们的吸引力逐渐增大, 它们仍可能静止不动。当磁铁靠近到某一程度, 可以看到, 它们会迅速奔向磁铁。通过这一实验现象分析、解释, 使学生很直观、形象的理解静摩擦力的变化和最大静摩擦力大于滑动摩擦力这两个关于摩擦力教学中的难点问题, 通过实际教学, 效果很好。这些课外活动化教学形式的设计都有效地调动了学生学习的积极性, 使他们主动投入到学习中去。课外活动中, 丰富多彩的现象和无拘无束的氛围, 大大激发了学生进行学习的兴趣和活力, 调动了他们思维潜能。

2.2 通过观察活动培养创新能力

实践观察活动化教学, 强调拓展学生获得理解和认识的渠道, 拓展活动的空间, 重视引导学生对周围环境, 周围的人和事进行观察, 使他们接触社会, 通过对实际存在的认知, 加深对书本知识的理解, 更重要的是使他们在室内学习中难以发挥和发展的思维的主动性和创造性得以比较充分的施展。重视组织学生外出考察参观, 学习调查, 使学生对他们生活的环境有一个全面, 具体, 鲜明的了解, 使学习与生活紧密联系, 学中学, 用中学。如《菜刀上的刀学知识》。研究性学习课题从刀刃, 刀身, 刀柄, 被切割物体等方面, 开放性的研究其中的物理规律, 包括力的合成、分解、力矩、惯性、摩擦力等。在研究学习过程中同学们对刀柄位置的合理性, 刀刃的薄厚与力的合成分解, 刀身的形状应符合被切割物体的要求(如切西瓜的刀又薄又长), 及切菜的刀怎样不至使菜连在一起及锯齿形菜刀的原理等等。学生还自已提出了《玩具中的物理》、《钢笔中物理知识和应用》等切合实际, 有研究价值的研究性学习课题, 收到良好的效果。通过一系列课外活动化教学, 大大拓展了物理课堂教学的时空范围。这也体现了陶行知先生所倡导的“生活即教育, 社会即学校”的开放式课堂教学思想。

总之, 物理课教学改革, 不仅是教育观念的改革, 更是教学方法, 教学模式的创新, 所以把创新教育纳入物理课的教学中, 把培养学生创新意识为立足点, 以此来搞活物理课教学, 提高学生的学习积极性, 主动性, 并通过丰富多变的手段, 使学生产生学习需要, 激发学生的学习兴趣, 引导学生积极思考, 有利于培养学生的创新精神, 是全面实施素质教育的一项重要内容。

摘要：本文结合高中物理实际和创新教育的特点, 论述了创设教学情境, 发挥学生创新能力、设计探究性问题, 培养学生发散思维、重视图像图景教学, 培养学生形象思维、开展活动化教学, 培养学生的创新能力的课内创新教育实施策略与通过实践操作培养创新能力和通过观察活动培养创新能力的课外创新教育实施策略, 以适应2 1世纪“学习”社会的需要和培养学生创新思维和了解“现代物理”的需要。

关键词：创新教育,创新能力,教学情境,图像图景教学,活动化教学,发散思维,形象思维