Question

如何在物理教学中培养学生的创新能力

Answer 1

我国正处在社会转型与经济结构变革时期,不仅要求培养的人才具有很强的社会适应能力,具有知识创新能力,而且要求大力提高全民族的科学素养,加快推进经济建设转移到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来。因此,以人的素质提高、生存方式和文化模式转型为主要内涵的人自身的现代化,尤其是青少年儿童创新能力的发展、科学素养的提高,已成为21世纪教育改革的重要问题。
1物理教育理念与策略
新课程强调:“义务教育阶段的物理程培养目标定位为:提高全体学生的科学素质。”物理科学素质是指参与社会生活,经济生活,生产实践和个人决策所需的物理学概念和物理探究能力。“物理科学素质”的提出可以说是新课程的核心理念。支撑这一理念的是“知识与技能”、“过程和方法”、“情感态度与价值观”这三大支柱。现在的课程目标,较以前的教学目标有了很大的区别,原来的教学目标多强调对物理知识和技能的掌握,而新课标则更加关注过程和方法的体验,情感和价值观的培养。所以在物理教学过程中应注意以下几点:
1．1面向全体学生,立足学生发展
物理教育要面向全体学生,给每个学生提供平等的学习机会,使他们都能具备适应现代生活及未来社会所必需的科学知识、技能方法和态度，具备适应未来生存和发展所必备的科学素养，为少年终身持续发展奠定基础。物理教育必须改变学科本位的观念,面向全体学生,注重使不同水平的学生都能在原有的基础上得到很好的发展,认识到学生是发展的主体,追求发展是他们的权力,应满足他们求发展的需要。
1．2体现物理知识的现代性
应从知识经济、信息社会的视角,对已有知识重新审视并整合。重新审视什么是中学面向未来的物理学基础，重新构建科学的基础知识结构，不公侧重于学生终身学习和作为现代社会公民应必备的基础知识和技能，使他们有扎实的知识功底、广博的知识视野、合理的知识结构，而且要反映当代的科学成果和科学思路，反映科学技术的新进展和新思想。
1．3加强与现实生活和学生经验的联系.
物理学教育课程要根据学生的心理发展规律，开发实践应用的环节，引导学生从现实生活的经历和体验出发，让他们在熟悉的生活情境中感受物理的重要性，了解物理与日常生活的密切联系，逐步学会分析和解决与物理有关的一些简单的实际问题。
要重视校外课程资源的开发利用。充分利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然、网络和各种媒体中的物理教育资源，形成教育资源共享的开放式课程，通过拓宽学习空间，满足多样化的学习需求。
1．4以探究性学习为核心.
学生有强烈的好奇心和积极的探究欲，学习物理应是他们主动参与的能动过程，而物理学习过程不仅是众多事实和理论，也是一个不断探究的过程。《新课标》倡导通过探究性学习，构建一种积极的、主动的、自主合作探究的学习方式。这里探究既是物理学习的目标，又是物理学习的方式之一。要改变课程教材只是为教师讲授提供蓝本学生被动接受的状况，将亲身经历以探究为主的学习活动作为学生学习物理的主要途径，为学生提供充分的科学探究机会，让学生主动地体验探究过程，使学生在获得科学知识和技能的同时，受到科学方法的训练，体验探究的乐趣，形成和发展探究能力以及交流与合作的能力。
2物理实验教育的设计和实施
新课程将“注重科学探究，提倡学习方式多样化” 列为五大课程基本理念之一，这就从根本上改变了原有的应试教育下的填鸭式教学，改变了学生死记硬背的学习方式，将科学探究列为内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承积累向知识的探究过程转化，学生从被动探究知识向主动获取知识转化。
科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。科学探究包括以下几个要素：1、提出问题；2、猜想与假设；3、制定计划与设计实验；4、进行实验与收集证据；5、分析与讨论；6、评估；7、交流与合作。针对科学探究具有多种多样的形式，具有多个要素，《新课标》指出：在学生的科学探究中，其探究过程可以涉及所有要素，也可以只涉及部分要素。由于物理课中的大多数探究活动都是按照教材的顺序进行的，而且只涉及部分要素，因此在设计科学探究活动中必须注意两点：一是要符合学生的认知规律，从易到难，循序渐进，二是要注重课内和课外的结合。
2．1完成基础实验的设计
通过简单的实验设计来培养学生思维的发散意识、构建网状的思维链。例如：让学生设计区分食盐水和酒精溶液的实验方案。学生可以从不同学科的不同角度去考虑，可以从物理学科出发，利用密度、气味、沸点、导电性来区分；可根据溶液的挥发性，特殊反应现象、可燃性来区分；也可以根据生物细胞对溶液反应等去设计。再比如让学生去设计怎样估测山高的方案。学生可以从温度、湿度、气压、声、光、降雨量、生物的分布等去设计。通过这样的设计，学生的思路开拓了，知识间的联系加强了，也就为发散思维、创新思维的形成创设了条件。
2．2设计培养程序，渐进提高探究能力
心理学研究表明：初中生能力形成必须经历一个过程，不可一蹴而就。因此，根据循序渐进与分层递进的原则，设计了以“扶、引、放”为阶段标志的培养程序，使科学探究能力的培养实现科学化、系统化。
首先，以“扶”的方式帮学生“上路”.
所谓“扶”是指在提出问题后，按进行猜想与假设―→制定计划与设计实验―→进行实验与收集证据―→分析与论证的程序，采用填空的形式，使学生的探究活动完全以填空的形式出现，这就便于学生把已有的知识经验与要探究的内容联系在一起进行思维，从而缩小学生的探索范围与探索的难度。学生常把自已当成或希望自已是一个探索者、研究者与发现者，“扶”使学生探索愿望成为现实。
其次，以“引”的方式引导学生“学走路”.
“引”既是由“扶”到“放”的过渡阶段，也是把已经设计好的实验（可以是完全正确的设计方案，也可以是正确、错误兼备的方案）交给学生让学生分析实验的设计原理，做出正确的探究判断，从而形成与发展科学探究能力。如上滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验时，教师提出可能的因素（接触面粗糙程度、压力大小、接触面积、物体运动速度）与实验方案，但故意不讲明要采取控制变量法，让学生自行判断、分析、实验。
第三，以“放”的方式让学生“自已走路”.
“放”是指出示观察对象或在提出问题后，提供部分或全部实验材料（若实验器材学生自已能准备，可让学生自行解决），让学生完成实验探究的全过程。例如：在教授完“压强”知识后，我会布置一道研究课题，让学生探究“如何增强纸张的承压能力?”（也可是其它课题，如：折纸承受的力与纸所折的道数是否有关？），要求学生设计好实验方案，完成实验报告。以“搁住纸条”为载体，通过设计探究方案，指导学生如何进行物理探究，培养学生严谨的分析和探究思想。
由“扶”到“放”的设计形式构成了循序渐进地培养学生探究能力的框架，形成由教师引导学生探究到逐渐使学生独立探究的格局，是培养学生创新能力的基础。
2．3注重课内知识和课外实践相结合.
《新课标》指出：改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，提倡学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。
在教学过程中，教师应通过精心设计，认真组织各种形式的科学活动，鼓励学生通过动手动脑“学”知识，如测量、搜集信息、现场考察、自然状态下的观察、实验、情境模拟或再现、科学小制作、讨论辩论、科学游戏、参观访问、竞赛、科学报告会、家庭科学活动等。注意学生参与的目的性、实效性，保证学生有足够的探索时间和体验的机会。对社会生活中的物理现象，注意在教学中寻找新的视角和切入点，使学生形成新的认识，启迪科学的思维，揭示物理现象听本质，使学生感受物理的真实性，感受物理学与社会、日常生活的关系。例如，我会在将要上完初二年物理前，要求学生利用一星期时间进行一次家庭活动：探究厨房中的物理知识。要求学生写出所有与物理有关的厨房用具及厨房活动，并写好实验报告。我们也应利用学生身边的常见的物品引导学生做一些与所学物理相关的实验。比如，请学生思考利用一块橡皮泥可完成哪些相关实验？由此来培养学生的发散思维和创新思维能力。许多学生思考后总结出可利用橡皮泥完成诸如①探究影与物的异同实验：把橡皮泥捏成球状和圆柱状，光从不同的方向入射，橡皮泥所成的影子形状不同；②探究m、ρ与物体形状的关系实验：随心所欲地把橡皮泥捏成各种形状，每操作一次测一次质量，用排水法测一次体积，发现质量、体积均不改变，说明了物体的质量和密度与物体的形状无关；③探究浮力与物体形状的关系实验：橡皮泥捏成各种各样的形状，放入水中，用测力计可间接测出橡皮泥受到的浮力不变，说明了浮力与物体的形状无关；④完成力使物体发生形变的实验：橡皮泥放于手掌上，用力使橡皮泥变扁、变圆，说明了力可以改变物体的形状；⑤完成空心法增大浮力实验：把橡皮泥放入水中下沉，说明了重力大于浮力，捞出后，把它捏成船状，轻轻放入水中，橡皮泥浮于水面上，说明了利用空心法，增大排水量，可增大浮力；⑥证明大气压存在的实验：橡皮泥捏成蛋壳状（使之略大于广口瓶口），把沾有酒精的棉花点燃放入瓶中，立即把橡皮泥放于瓶口，它会在大气压的作用下慢慢被压入瓶中。这些实验极大地激发了学生的学习兴趣，同时也增加了学生的动手动脑的机会，有利于学生思维能力的培养。再比如，对于历史上科学家当初做的一些比较简单的、能为学生接受的实验、发明和发现，我们可以把它们作为教材的课外小实验、小制作、课堂实验等让学生完成。这有利于对学生进行科学方法和科学思维的训练，有利于培养学生质疑精神和提出问题的能力。
3结论
总之，教学是一门科学，也是一门艺术，应该具有创造性。创新是教学的灵魂，也是教学的最高境界。教师在教学中应认真研究教法，利用一切可利用的资源，创造一切有利的条件，有目的、有步骤的发挥实验探究在教学中的作用，给学生以充分想象和独立思考的空间，使学生主动地去探究科学知识，手脑并用地参与活动，体验自我设计获得成功的喜悦，让学生的个性、独立性、协作精神得到充分的发展和展示，这才是真正意义上的创新教育。只有这样学生的创新精神、创新意识、创新思维等创新素质才能够得到实质性的具体的培养。学生的创造能力不断提高，既体现了物理本身研究、学习的特征，更是学生可持续发展的需要。