邱曉峰 林冰冰

摘 要：教育的目標(biāo)就是為了全面提高學(xué)生的素質(zhì)，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高創(chuàng)新能力，使學(xué)生在德智體美諸方面全面發(fā)展。這就要求教師不僅要在課堂教學(xué)中加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的傳授，還應(yīng)該設(shè)置合理的教學(xué)環(huán)節(jié)來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，發(fā)展個(gè)性。本文通過兩個(gè)教學(xué)案例來說明物理教學(xué)如何在日常教學(xué)中滲透創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；創(chuàng)新人才；創(chuàng)造性思維；體驗(yàn)過程

引言

培養(yǎng)創(chuàng)新型人才一直是我校的目標(biāo)，我們認(rèn)識(shí)到對(duì)于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是個(gè)綜合性多方位的工程，為了激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)造力，需要為他們?cè)谄綍r(shí)的學(xué)習(xí)點(diǎn)滴過程中創(chuàng)造更多的親身體驗(yàn)機(jī)會(huì) [1 ]。因此我們老師就要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一些情景，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中獲得體驗(yàn)，老師再加以合理的引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生能夠提出一些高質(zhì)量的問題，并啟發(fā)學(xué)生能夠從不同角度、不同模式、不同需求下去思考或者解決這一問題。讓學(xué)生學(xué)會(huì)根據(jù)生活中不同的需求，靈活多變的組合多方面因素，提出自己新的設(shè)想。這些問題的答案幾乎都不是唯一的，而是開放式的，學(xué)生在學(xué)習(xí)初期可能會(huì)覺得無跡可尋，但是長(zhǎng)期采用這種教學(xué)方法有助于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，特別是學(xué)生在這樣的教學(xué)模式下學(xué)會(huì)了根據(jù)設(shè)定的條件，根據(jù)需要去解決的問題，遇到新的變化情況時(shí)會(huì)提出新方法。這樣的教學(xué)模式就為學(xué)生的創(chuàng)造性思維插上騰飛的翅膀。為了達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)這一教學(xué)目的，就需要教師們?cè)谡J(rèn)真研究教材的基礎(chǔ)上，提出適合學(xué)生實(shí)際的問題，引導(dǎo)其發(fā)散思維 [2 ]。筆者認(rèn)為，教育不單是為成績(jī)而教育，應(yīng)該是為人生而教育。在教育的過程中學(xué)生應(yīng)該獲得一種帶著青春與夢(mèng)想不斷提高自己的創(chuàng)新意識(shí)。本文通過筆者在多年教學(xué)過程中的兩個(gè)案例來說明如何在日常教學(xué)中滲透創(chuàng)新人才創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。

1 案例一

本案例是必修1中關(guān)于“打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用” ，課本對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器僅采用了平鋪直敘的介紹。到底為什么在某些物理實(shí)驗(yàn)中要采用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為計(jì)時(shí)工具呢？它的計(jì)時(shí)特點(diǎn)與秒表有什么不同呢？對(duì)這個(gè)內(nèi)容的講授我如下安排：

（1）問題的提出要源于學(xué)生的已有認(rèn)識(shí)

首先，提出：“為了提高時(shí)間測(cè)量精確度應(yīng)該怎么辦呢？”學(xué)生一般會(huì)回答：“提高計(jì)時(shí)儀器的精確度?！苯處熢诳隙▽W(xué)生回答之后，把不斷發(fā)展的計(jì)時(shí)儀器做簡(jiǎn)單介紹。

其次，向?qū)W生指出一般在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)間都非常短暫。若以2-3s作為時(shí)間測(cè)量的最大值，要求實(shí)驗(yàn)誤差在1%左右，那么使用的計(jì)時(shí)儀器精確度要達(dá)到多少呢？對(duì)這個(gè)問題學(xué)生也不會(huì)太難回答，有精確度為0.01s的計(jì)時(shí)儀器就完全可以達(dá)到要求了。

（2）創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生體驗(yàn)

這時(shí)教師可以把幾架精確度為0.01s 的電子秒表發(fā)給幾個(gè)學(xué)生，讓學(xué)生一起測(cè)定某一較短的運(yùn)動(dòng)過程（如小車在某兩位置之間運(yùn)動(dòng)），結(jié)果這些秒表的測(cè)量值不盡相同，一般誤差會(huì)達(dá)到0.1s以上。跟學(xué)生共同討論誤差產(chǎn)生的原因就可以知道這是測(cè)量者誤差造成的，而且這種偶然誤差可達(dá)0.1s以上（未經(jīng)秒表使用訓(xùn)練反應(yīng)較慢的人，誤差可達(dá)0.5s）。由此可見，如果僅僅靠提高計(jì)時(shí)儀器精度，即使精確到10-3s以至10-4s，且僅依靠實(shí)驗(yàn)者操作，也無法發(fā)揮其高精度的作用。

（3）體驗(yàn)的結(jié)果幫助迸發(fā)學(xué)生思維的創(chuàng)造性

可見改善實(shí)驗(yàn)手段或改用其他儀器來減少誤差，是提高實(shí)驗(yàn)精度的重要方法。

怎樣解決這個(gè)問題呢？對(duì)于設(shè)備較好的重點(diǎn)學(xué)校，由于已經(jīng)采用氣墊導(dǎo)軌、光控?cái)?shù)字毫秒計(jì)等手段，學(xué)生比較容易聯(lián)想到這種自動(dòng)控制手段。因此教師可以指出這是解決問題的一種辦法，然而這種辦法在目前還無法用于解決中學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，因?yàn)橐笈鋫浯罅康母邫n儀器這是不可能的。然而，從這里可以啟發(fā)學(xué)生，提高測(cè)量精度減少測(cè)量過程的偶然誤差就是要使時(shí)間測(cè)量與位置的測(cè)量能嚴(yán)格地同步進(jìn)行。而自動(dòng)控制計(jì)時(shí)儀器如果說是在確定的兩個(gè)位置間確定同步時(shí)間的話，我們是否可以考慮在確定的時(shí)間間隔內(nèi)來同步確定運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的始末位置呢？如果做到這一點(diǎn)，同步測(cè)量也同樣可以實(shí)現(xiàn)，并指出書上介紹過的閃光照片法就是這樣解決問題的一個(gè)例子，而打點(diǎn)計(jì)時(shí)器亦是如此。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)造性勞動(dòng)不僅表現(xiàn)在用實(shí)驗(yàn)對(duì)每一個(gè)物理定律的探索過程進(jìn)行各種設(shè)計(jì)、猜想，而且表現(xiàn)在為了實(shí)現(xiàn)各種探索或驗(yàn)證而設(shè)計(jì)出新的實(shí)驗(yàn)手段、方法和儀器等方面。在我們中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中也不斷出現(xiàn)許多新的測(cè)量工具、測(cè)量手段。當(dāng)向?qū)W生介紹這些測(cè)量工具、儀器、方法時(shí)應(yīng)當(dāng)采用啟發(fā)式教學(xué)方法，按照“揭示科學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求跟實(shí)驗(yàn)儀器或手段不精確之間的矛盾，分析產(chǎn)生矛盾的主要原因和解決矛盾的方法，到新儀器或新實(shí)驗(yàn)手段的實(shí)現(xiàn)”這一步驟，使講課過程充分調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的積極性。在獲得知識(shí)的同時(shí)培養(yǎng)科學(xué)的思維方法。

2 案例二

本案例是高二物理必修3-1“庫侖定律”這節(jié)課的一個(gè)教學(xué)實(shí)例，常規(guī)教法就是讓學(xué)生掌握庫侖定律的公式以及適用條件，但是筆者這節(jié)課的教學(xué)著眼于有深度地利用物理學(xué)史中的問題情境激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的熱情。

（1）學(xué)史的介紹應(yīng)盡量讓學(xué)生感同身受

在“庫侖定律”實(shí)際教學(xué)過程中老師在一開始就向同學(xué)們提出了一個(gè)很關(guān)鍵也很有意義的問題，就是“如果讓你來設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電荷間庫侖力的實(shí)驗(yàn)，你會(huì)遇到哪些困難？”。一下子把學(xué)生吸引住了，同時(shí)提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生覺得太有意思了，如果我做的話，有哪些困難呢？所以立馬開始想，想就有結(jié)果。帶著這些學(xué)生設(shè)想出的困難去認(rèn)識(shí)老師接下來介紹的庫侖扭秤的構(gòu)造，就更能領(lǐng)悟其精妙。

（2）留有充分的時(shí)間和空間讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)思想和科學(xué)方法

“那么庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)成功的測(cè)量出了同種電荷相互間排斥力大小的關(guān)系，是不是就該發(fā)表“庫侖定律”了呢？實(shí)際上庫侖并沒有，為什么沒有？”這是老師在課堂上提出的又一個(gè)很有啟發(fā)性的問題。在經(jīng)過學(xué)生的思考后，學(xué)生認(rèn)為庫侖力包括引力和斥力，而庫侖扭秤不便于測(cè)量異種電荷相互吸引時(shí)的庫侖力，這種情形還需實(shí)驗(yàn)！再次體驗(yàn)到了科學(xué)家在進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。

“那么應(yīng)該怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來測(cè)量異種電荷之間的引力大小呢？”老師繼續(xù)向?qū)W生提出問題，由于這個(gè)實(shí)驗(yàn)難度較大，所以由老師直接介紹。類比通過測(cè)量單擺周期可以測(cè)出引力與質(zhì)量之比的原理，遷移到利用測(cè)量微小帶電體在大帶電球附近振蕩的周期來測(cè)量庫侖力與質(zhì)量之比，巧妙獲得庫侖引力與距離平方成反比。庫侖在設(shè)計(jì)并完成了靜電擺的振蕩實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了異種電荷相吸確實(shí)也遵循平方反比規(guī)律，他這才正式發(fā)布研究成果。這樣處理史實(shí)材料教學(xué)，學(xué)生就能真正體會(huì)到科學(xué)的思想和方法，而不是被教師灌以科學(xué)思想和方法的名詞。

（3）盡量挖掘史實(shí)中的材料讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)科學(xué)家的科學(xué)精神

在得出庫侖定律的表達(dá)式后，教師還介紹了卡文迪許利用庫侖定律和萬有引力定律的相似性，將牛頓關(guān)于均勻球殼對(duì)內(nèi)部處處合引力為零的證明遷移到均勻帶電球殼，并進(jìn)而證明了球殼內(nèi)部處處沒有凈電荷的結(jié)論，然后設(shè)計(jì)并完成了“球殼實(shí)驗(yàn)”，依據(jù)該推論來反證庫侖定律具有和萬有引力相似的平方反比規(guī)律。正當(dāng)同學(xué)們對(duì)卡文迪許的科學(xué)思維贊嘆不已，并對(duì)結(jié)論感到滿足的時(shí)候，老師又告訴同學(xué)們，卡文迪許并未滿足！他還用實(shí)驗(yàn)定量檢查了實(shí)驗(yàn)的靈敏度，從而確定了實(shí)驗(yàn)的誤差范圍：r的指數(shù)等于-2.002。同學(xué)們無不對(duì)卡文迪許的科學(xué)精神感到強(qiáng)烈的震感！經(jīng)過這樣一次次的體驗(yàn)庫侖定律的發(fā)現(xiàn)過程，一次次的讓學(xué)生的思維上得到?jīng)_擊，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)體驗(yàn)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和精神。使學(xué)生體會(huì)到人們對(duì)于科學(xué)問題的研究，從來都不是一蹴而就的，而是一個(gè)經(jīng)過了反復(fù)的實(shí)驗(yàn)、質(zhì)疑、論證、改進(jìn)、完善的過程。

結(jié)束語

素質(zhì)教育的最高目標(biāo)是培養(yǎng)人的創(chuàng)新能力。新的課程改革要求我們?cè)诮虒W(xué)中要突出學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。這就要求教師們要對(duì)日常教學(xué)進(jìn)行一些創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)，并且發(fā)掘出物理學(xué)科的科學(xué)教學(xué)功能，對(duì)物理知識(shí)、規(guī)律的形成過程創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生多進(jìn)行體驗(yàn) [3 ]。只要教師依據(jù)創(chuàng)新教育的理念，對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真分析、合理的開發(fā)，挖掘出知識(shí)的內(nèi)在，盡可能在每節(jié)課教學(xué)時(shí)確定要著重培養(yǎng)學(xué)生哪方面的能力，就一定能在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)中取得良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

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