優化物理課堂 培養創新能力

論文類別:理學論文 > 物理學論文
論文標簽:物理教育論文 物理課堂論文
論文作者: 未知
上傳時間:2008/5/29 11:23:00

摘 要:創新是時代的要求,是當代中學生必备的素質,而學生創新能力的培養,與威力課堂教学是相輔相成的。本文將結合物理課堂教學,阐述如何對學生進行創新能力培養。

關键詞:優化課堂 培養能力

由於我國基礎教育改革的迅速深化,對課堂教學的要求越來越高。精心組織課堂,講究教學策略,激發學生兴趣,誘導學生探究,啟迪學生思维,培養學生創新能力,是搞好物理教學的關鍵。由此,优化課堂極為重要。

一、巧用實驗激趣,培養創新能力。

理學是一門以實验為基礎的自然科學,物理實驗綜合了實驗原理、設計思想和方法、實驗操作和觀察、數據分析處理等多个方面的知識和能力。同時實驗最能引起學生的註意力,激發他们的學習興趣。教師最好設計一些探究性、開放性的實驗,在教師的適度引导下,通過學生動手動腦,發現问題,解決問題。不但構建了知識,提高了實踐能力,還培養了學生的創新能力。
1.為了學生有更多的動手機會,強化學生的感性認識,培養學生的實際操作能力和細致的觀察能力,把部分教師演示實驗和課外小實驗改為学生課堂實驗,增加學生自己动手的機會。把課本中一些原理和方法比較簡單、儀器易取易讀的演示實驗改為堂上實驗是比較有效的方法。例如,我在高中物理教學中,把“用彈簧秤研究作用力與反作用力的關系”(試驗本第一冊圖5-9)、“平拋運動的豎直分運動是自由落體運動”(試验本第一冊圖6-13)、“觀察擺動機械能守恒的實驗”(試驗本第一冊圖9-23)、“單擺簡諧振動圖象”(試驗本第一冊圖11-4)等實验全部改為課堂學生小實驗,讓學生自己動手獨立操作,通過認真觀察和思考得出結論,實踐證明,這樣一方面使學生由被動手獨立操作,通過認真觀察和思考得出結論。實踐證明,這樣一方面使學生由被动學習變為主動探索,大大地調动學生學習的主動性和積極性;另一方面也直接培養了學生的實際操作能力,细致的觀察分析能力,和自我解決問題的能力,比單純由教師演示實驗的效果好得多。
  2.把部分驗證性實驗改為探索性實驗,培養學生勇於探索、敢物實踐和善于創新的精神,既探求科學的精神。驗證性實驗一般是在对研究對象有了一定認識之后,根據已知的理論,對一些現象過程的存在、原因或规律檢驗其是否正確而設計的實驗,它在實驗目的、方法、原理方面起到了示範性作用,但不利於創新精神和能力的培養。我在物理教學中嘗試將驗證性實驗改為探索性實驗,在實驗思想上進行創新設計,讓學生充分动腦、動手,發揮學生的学習主體作用,培養学生的創新性思維和意識。
如在高一物理“牛頓第二定律”一節教学中,我進行了如下創新设計:①把演示實驗改為學生實驗,定性研究小車的加速度與哪些因素有關,並引導学生用分析法總結出小車的加速度与小車質量和所受外力有關。②鼓勵學生猜想加速度與质量、外力三者間的定量關系。③運用較精密的氣墊導軌进行定量測定實驗,利用傾斜導軌上的滑塊重力的下滑分力代替砂桶的拉力,研究滑塊質量不變時加速度與外力(改變導軌的傾斜度來改變外力)的关系,借助多媒體電腦軟件自動計算出加速度和外力的數值,这些數據在大屏幕電視上顯示出来;保持砂桶重力(近似認為是滑塊受的外力)不变,改變在水平導軌上滑塊的質量,研究加速度與質量的關系,同樣利用電腦軟件得出不同質量時应加速度的數值。並启發學生根據實驗數据采用“比值法”或“作圖法”直觀得到“質量一定时,加速度與外力成正比;外力一定時,加速度與質量成反比”這一結論。④引导學生應用理論思維,推導出牛頓第二定律。⑤進一步引導學生應用“特殊”→“一般”的科學思維方法得出牛頓第二定律的更一般表達式F合=ma,並由“一般”→“特殊”導出F合=0时,物體處於平衡狀態這一結論。這種以學生操作和思維活動為主的教學設計,增大了課堂容量,加強了實驗的探索功能,從定性的研究到利用現代教學媒體進行比較精密的定量探索,突出了實驗的設計思想,展現了知識和規律的发現形成過程,對學生大膽實驗,主動探索物理規律起到了積極影響。

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二、引導自行探究,培養創新能力

我們在實踐中總結出了"設疑激趣、指導探究、啟發思維、評價總结、應用遷移"的五環节課堂教學模式,在引導学生自行探究科學的活動過程中培養其創新能力方面作了一些初步嘗試。
1. 設疑激趣,提出假說
布魯納說過:"學習的最好刺激乃是興趣。"因此,在教學中教師首先要創設情境,制造"悬念",放手讓學生觀察、实驗、思考,讓具體的自然事物、有趣的自然現象紧緊吸引學生,激活學生思維,多而使他們產生強烈的探究欲望。
比如在《物體的熱脹冷縮(二)》教學中,課伊始,我便對學生說:"咱們用塑料瓶和硬幣做一個遊戲,"講清遊戲規則後,學生們懷着好奇心開始玩,不大功夫,只聽學生驚喜地叫道:"呀,硬幣跳起來了!""還‘撲扑’地發出聲音呢!""硬幣為什麽會跳起來呢?"我不失時機地問:"你認为是怎麽回事呢?"提出一個開放的發散思維的問題,學生的情緒一下子活躍起來,對這个問題作出了種種假設:可能是水槽中的熱氣將它頂起來了;可能是塑料瓶受熱膨脹將硬幣頂起来了;可能是瓶內的空氣将它頂起來了;可能是硬幣上的水变成水蒸氣要往外跑,所以把硬幣頂起來了……。發散思維是創造活動的起點,這一學習活動,既促进了學生積極思維,又能形成下面探究學習的動機。
2. 指導探究,豐富感知.
  實践、探索的過程是創新的過程。要讓學生去创新,就必須放手讓他们自己實踐,勇於探索。如何保證学生能夠圍繞中心問題進行實踐、探索呢?在於教师提供有結構的材料。所謂有結構的材料,是指這些材料在使用时能揭示自然現象間的某種關系。
如《物體的熱胀冷縮(二)》教學中,我給學生提供這些實驗材料:燒瓶、帶直(彎)玻璃管的膠塞,紅墨水、肥皂水、滴管、毛巾、軟塑料瓶、瓶蓋、汽球、飲料盒、膠帶、水槽、熱水、冷水。讓學生熟悉這些材料後,根據思考提綱自行设計實驗方案。由於準備的這些材料緊緊圍繞揭示"氣體的熱脹冷縮"這一主題,從課堂教學效果看,各個組都設計出了比較理想的方案:有的用汽球套在塑料瓶上,放入熱水和冷水中實驗;有的先把塑料瓶捏癟,蓋好盖,再放入熱水和冷水中實验;有的用膠帶把飲料盒的口封住,放入熱水和冷水中實驗;有的用燒瓶和帶玻璃管的膠塞,用手捂和包冷毛巾實验;有的將紅墨水用滴管滴入玻璃管放入熱水中,,但紅墨水流了出來……學生在足夠的時間內充分地實踐和 探索,獲得豐富的、初級的、創新的感性體驗,為進一步研究和深入认識打下基礎。當然,學生的這些行为,對平常人來說是極其普通而簡單的,可對小學生,自己找出來,不能不說是他們創造活動的結晶,"行雖微而旨趣遠",是學生創造精神的表現。
3. 啟發思維,討論探究
學生獲得足夠的感性材料後,教師要引導學生整理、加工事實,進行思維加工。
(1) 整理事實,以說促思
學生獲得的感性事實是比較混亂的,缺乏條理性。教師引導學生通過语言把各自收集到的事實以及對事實的看法進行相互交流,活躍學生的思維,充分發揮他們的想象力、创造力。如在《物體的熱脹冷缩(二)》教學中,有這样一個討論片斷:一個學生答:"饮料盒 放入熱水中,盒鼓起來了,放入冷水中,又癟了。"另一個學生馬上反駁到:"我們組的飲料盒放入热水中鼓不起來。"這时,我插話到:"你們兩個組的實验條件中�熱水中�相同,但出現了不同的現象,是不是盒子的原因呢?"接著引導兩組同學對飲料盒 進行比較,結果發現鼓起的飲料盒口被密封了,沒有鼓起的口開著,宣布完這一發现後,又有同學立刻说:"沒有封口的飲料盒裏的空氣從口上跑走了。"這樣,通過對事實材料的引導、梳理,強化了學生的認知過程,並使創造實踐活動取得創造性成果。
(2) 研究事實,發展思維
  在學生整理事實時,教師見機提出問題,挑起矛盾,巧妙地促使學生發表不同意見,將討論的中心置於學生之中,使學生結合自己和別人收集的信息,進行分析、判斷、歸納、甚至爭論,從而找出其中的規律。如在《彈性》一課教學中,學生對收集到的事實進行整理後,一個學生答:"我發現皮筋、彈簧……橡皮泥有彈性,木塊……沒有彈性。"三个同學同時反駁:"不對,橡皮泥沒有彈性"我適時引導:"说說你們的理由。"學生立刻說:"橡皮泥雖然能捏扁、搓長,但松手後它還是扁的、長的,不能再變成原樣。"……這樣,學生在不同意見的發表與爭論中,用自己的語言概括出科學結論,這符合從感性到理性,從具體到抽象的认識過程。同時,學生的創造性思維得到了充分的鍛煉。
4. 評價總结,歸納達標
  通過前三個環節的活动,學生得到了信息與思维的結果,教師對小组和個體的整個學習活動進行鼓勵性評價,使學生體驗成功的喜悅,將假說上升到結論、規律。如《物體的熱脹冷縮(二)》中這樣設計:"剛才同學們和老師的實驗都成功了,说明我們只要掌握了設計實驗的要領,都能設計出成功的實驗。通過這些成功的實驗,我們发現了什麽?"
5.應用迁移,釋疑解難
  用科學的過程也是進行創新教育的重要環節。因此,教學的最後一個環節,我有目的地引導學生將所學知識運用于實踐中,以達到擴展所學知識,發展創造能力的目的。如《物體的熱脹冷縮(二)》中這樣設計:(1) 解釋:(A)遊戲中硬幣跳舞現象。(B)為什麽夏季自行車胎不能打太足的氣?(C)鐵轨這間為什麽要留有空隙?(D)兩根電線桿之間的電線,為什麽冬季繃得比較緊,夏季比較松? (2)處理:(A)踩癟的乒乓球怎麽能鼓起來?(B)怎樣将塑料管迅速套在鐵棒上?
  總的來看,在探究式五環節教學中,通過教師的精心指導,學生自己發現問题,自己提出問題,自己解决問題,創新意識和创造能力得到了充分發展。

參考文獻:
1.中國高等教育學會組:《中國教師手冊》,首都師範大學出版社
2.喬際平:《物理創新思維能力的培養》,首都師範大學出版社
3.田世昆:《物理思維論》,广西教育出版社1996年版

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