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在物理課堂教學中實施創(chuàng)新教育的策略
在物理課堂教學中實施創(chuàng)新教育的策略
文/張麗萍
目前，在創(chuàng)新教育的實踐中，存在著許多困惑或誤區(qū)：把創(chuàng)新教育誤認為非知識教育，把創(chuàng)新教育誤認為非考試教育，把創(chuàng)新教育誤認為非升學教育，把創(chuàng)新教育局限于課外活動，還有人認為上活動課、成立鼓樂隊、減少主課時、不打百分而改為“等級加評語”等就是創(chuàng)新教育。但是，實踐證明，基礎(chǔ)知識是發(fā)展創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，取消考試，開門辦學的教學模式，不僅不能發(fā)展學生的創(chuàng)新能力，而且能毀滅一代人。眾所周知，學生掌握基礎(chǔ)知識的主要場所是課堂教學，所以，課堂教學是實施創(chuàng)新教育的主渠道。那么，怎樣在物理課堂教學中實施創(chuàng)新教育呢?筆者認為可運用以下策略。
一、在課堂教學中使學生自覺、主動地完成認識上的第一次飛躍
一般的認識活動是“二體”問題，即認識的主體和認識的客體間的關(guān)系問題．但教學過程是一個特
圖1
殊的認識活動，如圖1所示，它除了認識的主體（學生）和認識的客體（教學內(nèi)容）之間的關(guān)系外，還有教師在起作用，也就是說，教學過程是一個“三體”問題．在這一認識活動中，學生要認識客體，須經(jīng)過兩次飛躍。第一次飛躍是感性認識上升為理性認識。在這個過程中，思維加工的材料既來源于外界物理環(huán)境，又來源于學生原有的物理認知結(jié)構(gòu)，以思維加工為中介的物理環(huán)境與物理認知結(jié)構(gòu)相互作用，使物理認知結(jié)構(gòu)重新組合，最終使學生形成概念、掌握規(guī)律，并形成新的認知結(jié)構(gòu)。學生的認識活動如圖2所示。
圖2
在傳統(tǒng)的應試教育中，教師把學生當作容納知識的機器，采用“填鴨式”教學，因此，培養(yǎng)的學生大多缺乏創(chuàng)新意識．而在創(chuàng)新教育中，教師認為學生完全有能力通過自己的探索獲取知識，采用“引探式”教學，使其自覺、主動地完成認識上的第一次飛躍。在認識的第一次飛躍中，為了有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，教師應做到：
1.構(gòu)建適合創(chuàng)新教育的學習環(huán)境
（1）教師應保護學生理解的自由，容許學生對物理環(huán)境、物理認知結(jié)構(gòu)有自己的理解和把握，而不應將自己的意識強加給學生，從而澆滅了那些剛剛?cè)计饋淼摹皠?chuàng)新的火花”。為此，需破除教學上的“師道尊嚴”觀，正確對待學生在探索中片面、甚至是有些錯誤的意見和想法，避免扼殺他們的創(chuàng)新欲望。
（2）在課堂教學中盡可能增加學生自己探索知識的活動量，給學生一定的自由，充分展示他們這一年齡階段所特有的好動性、表現(xiàn)欲，從而有效地發(fā)現(xiàn)學生的個性并發(fā)展學生的創(chuàng)新能力。為此，教師除了為學生營造一個師生之間、學生之間相互尊重、相互信任、民主和諧的教學環(huán)境外，還要克服喜歡“循規(guī)蹈矩”、歧視“思維怪異”學生的傾向。只有這樣，學生才能毫無顧忌地發(fā)表見解，發(fā)展創(chuàng)新性思維。
（3）要重視培養(yǎng)學生良好的學習習慣和學習能力。拋棄應試教育那種“重死記、輕理解”，“重知識、輕能力”，“重分數(shù)、輕效果”的學習習慣，養(yǎng)成善于發(fā)問、善于思考、勇于探索、勇于創(chuàng)新的學習習慣。為此，在教學中要做到：凡是學生通過努力自己能看到的，都應該讓學生自己去探索、自己去看；凡是學生通過努力自己能做到的，都應該讓學生自己去創(chuàng)新、自己去做；寫、算、說等活動都是如此。在學習活動中，教師主要給予學生必要的啟發(fā)、誘導、點撥，長此堅持，學生良好的學習習慣就會形成，創(chuàng)新能力就會得以發(fā)展。
2.注重物理研究方法的教學
物理學的研究方法有觀察法、實驗法、分析法、綜合法、類比法、假說法、數(shù)學法、理想化方法等。事實上，在物理學發(fā)展的過程中，每一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、每一概念的提出、每一規(guī)律的論證都離不開這些方法。伽利略利用著名的理想斜面實驗（實驗法、理想化方法）發(fā)現(xiàn)了慣性定律的實質(zhì)；惠更斯把光的傳播同人們熟知的聲音的傳播相類比（類比法），創(chuàng)立了光的波動說；赫茲利用當光、電兩種不同運動形式被穩(wěn)恒電場能量量度時所表現(xiàn)的等效性（等效法），測定了電子的逸出功；麥克斯韋創(chuàng)立麥克斯韋方程組時，大量運用了數(shù)學法；愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論時，大量地使用了假說法等。我們可將這些方法靈活機動地運用到課堂教學中，使學生在掌握知識的同時，更能夠掌握方法，從而培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。如同登珠穆朗瑪峰一樣，我們不僅使學生明確登頂后的考察結(jié)果，更要使學生明確如何進行籌劃、建立大本營、設(shè)立突擊營地、選擇線路，并掌握前人失敗的原因，使學生在“三維空間”學習知識和方法，這樣的教學方法看似浪費時間，實質(zhì)上對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力大有益處。
3.加強物理概念、規(guī)律間的邏輯體系
加強概念、規(guī)律間的邏輯體系，就是要弄清各個基本概念和規(guī)律在一個整體中是以何種方式結(jié)合起來的，并在知識體系中占據(jù)什么地位．例如學習了力學知識之后，可以畫出概念、規(guī)律邏輯體系，如圖3所示。真正理解并掌握了圖3，力學知識就不再雜亂無章地堆積在頭腦中，而是以一定的結(jié)構(gòu)方式和邏輯體系儲存著，從而增加了知識的有序性。這樣，知識就容易被理解、提取和再現(xiàn)，也容易向應用和學習新知識中遷移，創(chuàng)新能力自然得以發(fā)展。
圖3
二、在課堂教學中使學生積極、愉快地實現(xiàn)認識上的第二次飛躍
感性認識上升為理性認識的第一次飛躍，使學生形成了物理概念、掌握了物理規(guī)律。但是，物理學習的思維加工活動并未結(jié)束，接著進入認識上的第二次飛躍，即從理性認識回到實踐——分析、解決物理問題。分析、解決物理問題，仍然是物理環(huán)境與物理認知結(jié)構(gòu)的相互作用，一方面，解決問題需要從認知結(jié)構(gòu)中提取有關(guān)的知識和方法；另一方面，解決問題將鞏固、深化、活化在第一次飛躍中已形成的概念、規(guī)律，并有可能進一步豐富認知結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，形成新的認知結(jié)構(gòu)。通過解決問題，學生靈活地把理性認識運用于實際，思維從抽象上升為具體，使知識從弄懂到會用，對物理環(huán)境做出可觀察到的反應，從而實現(xiàn)認識上的第二次飛躍。學生的認識活動如圖4所示。
圖4
在應試教育中，教師以采用“題海戰(zhàn)術(shù)”來培養(yǎng)學生的分析、解決物理問題的能力，以此培養(yǎng)的學生，當遇到新的疑難問題時，往往不知所措，低能就表現(xiàn)出來了。而在創(chuàng)新教育中，教師通過拓寬思維、多角度、數(shù)題一解、一題數(shù)解使學生積極愉悅地解決物理問題，這樣培養(yǎng)出來的學生，在新的疑難問題面前，往往從容不迫，思維興奮，解決問題的路子寬。在認識的第二次飛躍中，為了有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，教師應做到：
1.教給學生靈活多變的解決問題的方法
中學物理解題方法有多種：整體法、隔離法、圖像法、等效法、極端思維法、類比法、估算法、移植法、微元法、逆向法等。掌握了這些方法，可以使認識活動變得有序，可以把知識有效地組織起來，按照一定的規(guī)律去實現(xiàn)預期的目標，這樣，創(chuàng)新不再“高不可攀”，使得每個學生都能夠解決比較復雜的問題，從而發(fā)展創(chuàng)新能力。
2.培養(yǎng)全思維的學習習慣
全思維是指全息思維模式。它將思維分為思維內(nèi)容、思維過程與思維形式三大部分。其中思維內(nèi)容由動作、形象、邏輯、辨證四部分組成，稱為中性因子；思維過程包括分析、綜合、比較、概括與推理，也是中性因子；思維形式可分為求同、求異，集中、發(fā)散，習慣、變異，循序、跳躍，試誤、頓悟等五種范疇，在每一對范疇中，前者是正向因子，后者是反向因子（正向因子又稱正向思維，反向因子亦稱反向思維）。三部分交叉組合，構(gòu)成空間多維思維模式。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，必須克服單一思維模式，建立知識、方法、能力相結(jié)合的多維思維模式。在物理教學中，可使學生在形成概念、掌握規(guī)律的基礎(chǔ)上，運用全思維的方法，進一步弄清概念、規(guī)律間的物理知識結(jié)構(gòu)，以領(lǐng)略物理學的實質(zhì)，學到物理學的精髓．為此，我們須引導學生自己勾勒出觀念、概念、規(guī)律、和方法相互關(guān)系的知識結(jié)構(gòu)圖，從而實現(xiàn)認識上的第二次飛躍。例如，學完高中課程后，可畫出力學部分的知識結(jié)構(gòu)，如圖5所示。真正理解了圖5，就能使有序的知識、方法在解決問題時自然實現(xiàn)變通和遷移，創(chuàng)新能力自然提高。
圖5
3.發(fā)展新知識組塊的創(chuàng)生能力
新知識組塊的創(chuàng)生能力是在待解決的新問題面前，迅速調(diào)用認知結(jié)構(gòu)中所有內(nèi)容及各種能力，并將組織起來，整理成適合于解決新問題的能力。這種能力與認知結(jié)構(gòu)的清晰程度和組織水平有關(guān)，但更主要取決于認知結(jié)構(gòu)的變異性和綜合創(chuàng)新水平，即取決于創(chuàng)新能力的水平。新知識組塊的創(chuàng)新能力主要包括下列要素：①提出探索性新問題的能力。表現(xiàn)在不盲從教師和課本，對學習的任何內(nèi)容都要問幾個為什么，不輕易承認、附和、接受某種觀點、思路和方法。為此，教師在教學中應經(jīng)常提出那種出乎意料、不經(jīng)思維加工而難以回答的問題，以培養(yǎng)學生的這一能力。②脫離習慣的解決問題的能力。表現(xiàn)在能夠解決為過去的經(jīng)驗和習慣所不能解決的問題，以及在解決問題上有創(chuàng)新，用新穎、巧妙的方法簡捷地解決復雜問題。為此，教師在教學中應經(jīng)常訓練學生一題多解和多題一解，以培養(yǎng)學生的這一能力．③設(shè)計探索性實驗的能力。表現(xiàn)在能夠根據(jù)實驗任務提出新穎的、切實可行的實驗方案，并能獨立完成。對此，教師在教學中應鼓勵學生進行探索性實驗、研制教學儀器，以培養(yǎng)學生的這一能力。④創(chuàng)造超出已掌握知識范疇的新思維成果的能力。表現(xiàn)在能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有理論不能解釋的現(xiàn)象以及現(xiàn)有理論的缺陷，在理論上提出新見解，總結(jié)出不同尋常的知識結(jié)構(gòu)體系，擴大物理知識與其它學科知識相互聯(lián)系的范圍，把新產(chǎn)品、新技術(shù)引入到物理中來，等等。所以，教師在教學中應經(jīng)常引導學生研讀并習作小論文，讓學生給出有創(chuàng)建的物理知識結(jié)構(gòu)圖，鼓勵學生進行小發(fā)明、小創(chuàng)造，以培養(yǎng)學生這方面的能力。
三、在課堂教學中進行辯證唯物主義世界觀及非智力因素的培養(yǎng)
學生創(chuàng)新能力的形成是一個十分復雜的過程，除了完成認識上的兩次飛躍外，還必須進行辯證唯物主義世界觀的教育并注重非智力因素的培育。辯證唯物主義世界觀的內(nèi)涵豐富，主要包括：承認自然規(guī)律的客觀性，樹立尊重事實、尊重客觀規(guī)律的觀點：承認自然的可知性，樹立相信科學，反對迷信的觀點；承認科學理論的相對性，體會到人類認識的局限性和認識過程的無窮性，樹立為科學而不斷探索、不斷奮斗的觀點；承認自然界是在不斷運動變化著的，樹立用發(fā)展的眼光看問題的觀點；承認自然界是辯證統(tǒng)一的，養(yǎng)成用辯證的觀點去認識世界，等等。非智力因素包括：認知成分、情感成分、行為成分，實質(zhì)上是指個體的動機、興趣、情感、意志等要素。
在課堂教學中，我們可通過下面途徑培養(yǎng)學生的辯證唯物主義世界觀：第一，用辯證唯物主義認識論組織教學。在物理教學中，堅持以觀察和實驗為基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上進行科學抽象得到物理規(guī)律性認識，進而把規(guī)律運用到實踐中去，體現(xiàn)了辯證唯物主義的實踐—理論—再實踐的認識論．第二，寓辯證唯物主義思想于課堂教學之中．物理內(nèi)容富含辯證唯物主義觀點，教學時要善于挖掘這些素材。例如，通過“運動是絕對的，靜止是相對的”來培養(yǎng)學生“物質(zhì)是運動的”觀點；通過“機械運動、分子熱運動、電磁運動、光的運動、原子運動”等來說明“物質(zhì)運動形式是多樣的”；通過“固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)間相互作用依存”來解釋“對立統(tǒng)一”觀點；通過“相距一定距離的帶有相反電荷的兩物體間的電勢差達到一定值時引起放電的過程”來闡述“發(fā)生變化的過程是量變引起質(zhì)變的過程”。第三，時刻注意進行愛國主義教育。通過介紹我國古人在物理領(lǐng)域中的卓越貢獻、目前我國現(xiàn)代科學技術(shù)和物理學研究在一些方面已經(jīng)接近或趕超世界先進水平的事例，去增強學生的民族自信心、自豪感；通過介紹我國社會主義建設(shè)中，特別在改革開放以來取得的豐碩成果以及史無前例的發(fā)展速度，去教育學生熱愛共產(chǎn)黨，熱愛社會主義祖國；通過介紹當今復雜多變的國際形勢及我國科技、經(jīng)濟、文化等各個領(lǐng)域在國際上的相對滯后，去激勵學生的民族責任心。
在課堂教學中，我們可通過下面途徑培養(yǎng)學生的非智力因素：第一，通過學生日常生活中的物理現(xiàn)象、物理學與人類進步的關(guān)系以及物理學家的事跡，激發(fā)學生強烈的學習動機，使之樂于參與創(chuàng)新活動并從中得到樂趣和滿足，甚至終生堅持不懈；第二，通過物理概念及規(guī)律的應用，使學生進一步認識物理學的價值，使學習的興趣、動機轉(zhuǎn)化為情感，從而具有高度的責任感；第三，通過深入研究物理規(guī)律，引導學生多動腦、動手，克服困難，使學生具有堅強的意志，在創(chuàng)新活動中，表現(xiàn)出高度的自覺性、果斷性、頑強性和自制性。
實施素質(zhì)教育
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的關(guān)鍵是創(chuàng)新教育。課堂教學是實施創(chuàng)新教育的重要戰(zhàn)場，使學生在課堂教學活動中自覺、主動地完成認識上的第一次飛躍，積極、愉快地實現(xiàn)認識上的第二次飛躍，同時注意辯證唯物主義世界觀及非智力因素的培養(yǎng)，將有助于學生的持續(xù)發(fā)展，這樣才能促進基礎(chǔ)教學向縱深發(fā)展。
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