物理学是一门以实验为基础的自然科学。怎样在物理教学中创新实践,突出以学生发展为本,培养学生的创新精神和创新能力,使学生发展性学力和创造性学力不断得到培养,这是摆在我们面前的一个急迫任务。二期课改的实施,改变以往的封闭式教学,教师和学生的积极性都得到了极大的尊重和发挥。由于学生的积极参与,学生的创新能力得到充分的发展。教师要帮助学生在学习的道路上迅速前进,教会学生应对大量的信息,教师更多的是一个向导和顾问。在创新教育体系中,师生关系将进一步朝着教学相长的方向转化和深化。
二、研究目标和主要研究内容
(一)研究目标
通过初中物理学科课堂教学的研究,分析课堂教学中,培养学生创新能力的必要性和可
行性,探索物理学科中培养学生基础性创新能力的课堂教学新模式。
(二)主要研究内容
1、以课堂教学为主渠道,进行创新教育
(1)挖掘教学内容与创新的内在联系,设计创新教学的活动。
(2)把课堂教学看作科学模拟,把学生带入探究同步的情景中,成为“发现者”。
(3)发挥师生的互动思维活动,鼓励学生进行多方位、多因素、多角度的思考分析。
2、在实验教学中,培养学生创新精神
(1)挖掘实验教学中的新内容,设计探索性实验研究,使学生进入科学探索的情景中。
(2)让学生自己设计实验,不断提高学生设计能力。
(3)将学生课外想到的实验带入课堂,推动学生不断带着疑问去思考。
3、在探究课、拓展课活动中,培养学生的创新能力
学生选择感兴趣的专题内容进行探究,动脑设计、观察记录、寻找资料、调查研究、得出结论。增强学生的创新意识,培养学生的创新能力。
三、研究过程
1、学习二期课改的理论,转变思想观念,研究物理学科进行创新能力的培养要求。
2、在实验教学中探索培养学生创新能力的教学基本模式。
3、通过师生互动,获得反馈信息及时调整课堂教学。
四、研究结果
(一)建立物理学科课堂教学创新教育(培养学生创新能力)的教学模式。
在物理教学中,有效培养学生的创新思维能力至关重要。我们构思了创新思维的教学环节,贯串在实验教学之中,以期达到培养学生创新思维能力的目的。
提出矛盾
引导观察思考
创新思维
解决矛盾
潜能开发认知实现
教师引导
学生提出
学生设计实验
提出解决方案
运用实验手段
寻求解决途径
比较选择
得出结论
提高能力
发展情感
1、创新思维的教学活动的模式
在传统物理教学中,学生都是按照课本的规定进行实验,器材都由实验员准备好,实验目的、步骤、研究内容等,都是课本中规定的,学生只是被动地模仿,抑制了学生创新思维的发展和主体精神的发挥,不能从本质上提高学生的实验和研究能力。
我们尝试通过创新实验教学,激发学生求知欲望,通过观察思考,动手操作,建立正确的概念和掌握规律,培养解决矛盾的能力。既提高学生的素质,又形成学生的科学态度,培养不同层次学生的创新精神和实践能力,使每一个学生都能获得最大的成功。
2、创新实验活动的四种类型
根据物理实验教学中创新活动的不同作用,我们把实验活动分成四种类型:
(1)验证型创新实验活动
这类实验是学生在学习物理知识时,运用实验手段来验证物理规律的正确性。例如在讨论物体所受的重力问题时,一般认为重的物体下落得快,轻的物体下落得慢。经过一番类似伽利略进行的推理,可以得出轻、重物体下落一样快的结论。开始学生们很难相信这个结论,但是经过实验验证,学生都掌握了这样一个重要的规律。
(2)探索型创新实验活动
教师注重学生思维发展,运用边讲边实验方式,让学生观察各种物理现象、探索物理的本质,提高探索实验的能力。例如在“阿基米德定律”教学中,教师不是把现成的结论告诉学生,而是让学生自己通过实验探索,从浮力大小与排开液体的体积有关,又与液体的密度有关出发,全班学生设计了许多实验方案,从中得出浮力大小与排开液体所受的重力有关。充分显示出探索实验对学生智力和创造性思维开发的作用。
(3)能力型创新实验活动
这是物理实验教学中重视能力培养的一种重要课型活动,它可以培养学生观察、分析、操作、思维能力。例如在“伏安法测电阻”的实验中,实验活动后,再提出以下内容进行讨论:A、在实验中有意把电路元件、线路接错,让学生辩别错误所在,分析错误原因,纠正实验方法。学生在讨论中,找出实验电路的错误之处,分析可能产生的现象及可能造成的危害。B、通过对实验中可能出现的现象,如试触电键;电压表指针向没有刻度方向偏转电流表示数始终为零;电压表示数始终不变等进行积极讨论,不仅可以让学生加深对伏安法测电阻知识的进一步理解,而且能使学生从不同的角度、不同位置探究解决问题的途径,培养逆向思维的能力。
(4) 设计型创新实验活动
这是学生在学习基础知识、基本技能的基础上,由学生自行设计方案进行创造性研究,培养学生创造性思维和创造能力的一类活动。例如学生在学习电路连接后,设计了“病床控制电路”、“前后门信号电路”、“水位报警电路”等各种实验方案。在学习测定物质密度的实验中,学生设计出七种测量固体物质密度的方法,十种测量液体物质密度的方法,这些实验设计由于是学生自行设计的,体现了学生的主体性和创造性,极大地调动了学生探究实验的热情,形成调动学习自觉性的一种内在动力。
(二)物理学科创新教育的方法
1、在实验教学中,培养学生创新思维能力的实践
(1)改演示实验为学生实验,培养创新思维的“学习主动性”
在学习中,学生认知的形式是有规律的,通过实验教学培养学习的主动性更为重要。在“密度”研究课中,教师把演示实验改作学生实验,让学生采用实验对比,以两种、三种物质相比较,从中找出它们的共同点和区别点的办法,从形象到抽象的科学认知过程进行教学,使学生们从物质对比中弄清楚颜色、硬度、味道等鉴别因素,再使用天平、磁铁等工具鉴别方法,最后得出通过对体积相同质量不同的两种物质进行鉴别,引出密度的概念。由于教学中,突出对实验现象和数据的分析、比较等因素,激发了学生创新思维的学习主动性。经测试,学生基本掌握了新授的知识,达到教学目标要求。
(2)改“测量、验证”实验为设计型实验、探索型实验,培养创新思维的“学习创造性”
培养创新思维的学习创造性,就是要让学生在实验中善于从不同角度想问题,揭示矛盾,要在原有的“测量、验证”实验上设计探索新的实验,教师的作用是积极引导,激发学生的创造意识。例如学习“长度测量”中,引导学生设计多种方法测出钢笔帽的外经周长;在电学实验中,引导学生考虑用哪些方法可以判别标志不清的蓄电池的正负极;在“测小灯额定功率”实验中,引导学生在没有电压表或没有电流表的情况下,来测定小灯泡额定功率。从实践中可以看到:学生在学习的成功中提高兴趣,逐步掌握设计实验的方法。
(3)突出探究实验的思维方式,培养创新思维的“学习探索性”
在学习浮力知识时,对于“液体对物体的浮力能否大于液体本身所受的重力”这一问题,许多学生认为,不能产生比液体重力还要大的浮力,但也有部分学生认为物体受到浮力大于液体重力完全有可能,双方都有道理,于是学生们纷纷设计实验。有学生把木块放入一只稍大于木块的容器中,注入水后,发现木块浮在水面上,事实让学生们都清楚地看到液体产生的浮力可以大于液体的重力,这是学生用自己设计的实验证明自己看法的正确性。