以物理概念為載體-培養(yǎng)創(chuàng)新能力

以物理概念為載體,培養(yǎng)創(chuàng)新能力蘭溪五中潘宏彤概念教學(xué)，不論對(duì)知識(shí)的獵取，依舊培養(yǎng)學(xué)生的能力，都發(fā)揮著不可估量的作用。在科學(xué)技術(shù)迅猛進(jìn)展的今天，人的素養(yǎng)的提升，創(chuàng)新能力的好壞，決定了一個(gè)國(guó)家、民族榮辱興衰的重要因素，江主席指出：“一個(gè)沒(méi)有創(chuàng)新能力的民族，難以屹立于世界民族之林?！眲?chuàng)新是一個(gè)國(guó)家興盛發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力，創(chuàng)新的關(guān)鍵是人才，人才的成長(zhǎng)靠教育，正因如此，物理教學(xué)中應(yīng)體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，教師的制造性教學(xué)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生能力的途徑，要培養(yǎng)有創(chuàng)新能力的學(xué)生，教師自身第一要有制造力，設(shè)計(jì)好概念教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，才能培養(yǎng)出各種能力，本文結(jié)合自身教學(xué)，在概念教學(xué)中，如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力？談?wù)剛€(gè)人體會(huì)，以與同行共勉。一、注重概念的建立過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生探究能力。物理學(xué)中的一系列概念和規(guī)律，是人類上千年來(lái)對(duì)豐富的物理現(xiàn)象進(jìn)行高度抽象概括形成的。學(xué)生要準(zhǔn)確地明白得這些概念和規(guī)律的內(nèi)涵，必須明白得概念的引入，找出應(yīng)定義的物理量，明白得概念成立的前提及應(yīng)用方法，這對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新能力到關(guān)重要。為此概念教學(xué)需從單一的傳授知識(shí)向揭示概念建立過(guò)程轉(zhuǎn)變，克服重結(jié)果，輕“過(guò)程”的教學(xué)模式。“過(guò)程”教學(xué)的差不多模式為：教師提出咨詢題→學(xué)生帶著咨詢題觀看或?qū)嶒?yàn)→學(xué)生之間探討或教師引導(dǎo)、點(diǎn)拔→學(xué)生得出科學(xué)結(jié)論→在實(shí)際應(yīng)用中鞏固和提升。這種教學(xué)過(guò)程，既有感性認(rèn)認(rèn)識(shí)，又有理性認(rèn)識(shí)，遵循實(shí)踐→認(rèn)識(shí)→再實(shí)踐的認(rèn)知規(guī)律。學(xué)生是教育的主體，學(xué)生同意物理知識(shí)須有一個(gè)過(guò)程，重視過(guò)程，師生共同探究，真正把學(xué)生視為認(rèn)知的主體，是課堂教學(xué)中實(shí)踐素養(yǎng)教育的具體體現(xiàn)。在物理教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)碰到用比值來(lái)定義物理量的方法，如、R=、C=、E=、B=等，許多教師在引入過(guò)程中，常常省略了建立的過(guò)程，直截了當(dāng)以比值形式引出定義式，缺少探究規(guī)律的過(guò)程，使學(xué)生失去了體驗(yàn)物理研究方法的機(jī)會(huì)，從而，不利于學(xué)生制造力的培養(yǎng)，難以有制造發(fā)明，走不到科技的前端。只有延緩學(xué)生對(duì)概念判定的進(jìn)程。凸現(xiàn)學(xué)生對(duì)概念的探究過(guò)程，才能使學(xué)生對(duì)概念明白得透徹，物理意義鮮亮，引入的物理量順其自然，為此，教師在課堂教學(xué)中需要輔設(shè)具體、典型的情形，通過(guò)精心設(shè)置的咨詢題，適時(shí)的啟發(fā)、點(diǎn)拔，讓學(xué)生分時(shí)期分層次、進(jìn)行討論、判定和探究。只有如此，學(xué)生才能真正明白得a與ΔV、Δt無(wú)關(guān)，E與F、q無(wú)關(guān)的道理。因此實(shí)施“過(guò)程”教學(xué)是何等的重要。二、注重創(chuàng)設(shè)咨詢題情形，激發(fā)學(xué)生制造思維中學(xué)時(shí)期學(xué)生的制造性思維依舊一點(diǎn)思想的火花，時(shí)時(shí)在他們的學(xué)習(xí)過(guò)程的各個(gè)方面出現(xiàn)，教師應(yīng)重視這些火花，不讓它們僅僅一閃而逝，而要使之燃成聰慧的火炬?，F(xiàn)在教學(xué)，學(xué)生往往順著教師的思路開展思維活動(dòng)，思路比較狹窄，不善于變換思維方式，因此，教學(xué)中要留給學(xué)生一片空間，讓學(xué)生主動(dòng)主動(dòng)思維，從被動(dòng)同意知識(shí)的地位向主動(dòng)求知的地位轉(zhuǎn)化，使它們的獨(dú)立工作能力得到錘煉而提升，把本應(yīng)屬于學(xué)生自我開拓的內(nèi)容還給學(xué)生，發(fā)揮學(xué)生的思維主動(dòng)性，打開思路，培養(yǎng)寬敞、靈活多變思維素養(yǎng)。如在“失重”和“超重“的教學(xué)中，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)創(chuàng)設(shè)咨詢題情形，取一個(gè)礦泉水瓶，在側(cè)面和底部各鉆一小孔，裝滿水，使瓶處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，現(xiàn)在瓶中有水從側(cè)壁和底部小孔中流出。先咨詢學(xué)生：放手讓瓶自由下落，會(huì)顯現(xiàn)什么現(xiàn)象？引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)摸索、討論，激發(fā)學(xué)生的好奇心和制造思維，點(diǎn)燃思維的火花。三、注意學(xué)科思想滲透，教給學(xué)生研究物理的方法我國(guó)聞名科學(xué)家鈔票學(xué)森在授予他“國(guó)家杰出奉獻(xiàn)科學(xué)家”榮譽(yù)稱號(hào)儀式上的講話中，談到他在美國(guó)期間最后師從全世界聞名的工程力學(xué)和般空技術(shù)的權(quán)威馮卡門時(shí)講：“他是一個(gè)使我永久不能不記得的恩師，他教我把握了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的觀點(diǎn)和方法?！庇纱丝梢?jiàn)，在概念教學(xué)中，不能直截了當(dāng)“輕而易舉”提出結(jié)論，教學(xué)的目的不但要學(xué)生明白得概念，最重要的是把研究咨詢題的差不多方法教給學(xué)生，要“授之以漁”，讓學(xué)生終身受益，而不僅僅“授之以魚”，僅供一餐之用。因?yàn)榭茖W(xué)方法比知識(shí)本身更有價(jià)值，這些科學(xué)方法，是許多科學(xué)家聰慧的結(jié)晶，是物理學(xué)的精髓。因此，概念教學(xué)中要設(shè)計(jì)好教學(xué)環(huán)節(jié)，適時(shí)滲透科學(xué)方法，與學(xué)生共同探討、提出新咨詢題、新方法，學(xué)生走向社會(huì)碰到新咨詢題才可不能不知所措，才能有所創(chuàng)新。物理教材通常對(duì)知識(shí)點(diǎn)邏輯關(guān)系采納顯處理，而對(duì)物理學(xué)的科學(xué)方法采納隱處理，即不在課本中寫明，而是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中自己去領(lǐng)會(huì)。正是這種處理方法導(dǎo)致了我國(guó)物理教學(xué)中的科學(xué)方法教育的薄弱和不足，需要教師和學(xué)生對(duì)現(xiàn)行高中物理教材中的科學(xué)方法去挖掘和深刻領(lǐng)會(huì)。如教材中交流電的有效值，正是按照電流熱效應(yīng)這一特性，利用交流電和直流電在相同時(shí)刻內(nèi)通過(guò)同一電阻產(chǎn)生的熱量相等，這種等效方法來(lái)定義其有效值的，教師不強(qiáng)調(diào)這一等效方法，對(duì)這一概念明白得不透徹，對(duì)求非正弦交流電的有效值將無(wú)從下手。又如：對(duì)勻速直線運(yùn)動(dòng)，教材中以不同時(shí)刻內(nèi)物體發(fā)生不同的位移，用比值形式研究其快慢程度，即：、、……發(fā)覺(jué)對(duì)某一物體這些比值是個(gè)恒量，不同物體比值不同而且比值大的物體運(yùn)動(dòng)較快，以此引入“速度”概念，若教師認(rèn)為知識(shí)簡(jiǎn)單繁瑣，講課時(shí)省略了這一分析過(guò)程，直截了當(dāng)以比值定義速度，使學(xué)生失去體驗(yàn)物理研究方法的機(jī)會(huì)。能夠講沒(méi)有學(xué)生個(gè)人的體驗(yàn)，任何知識(shí)都不可能升華為學(xué)生的能力，物理研究方法專門多，如類比法、整體法、圖象法、實(shí)驗(yàn)法、模型法等，要在概念教學(xué)中持續(xù)強(qiáng)化，才能真正“授之以漁”。四、巧妙設(shè)疑，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力學(xué)起于思，思源于疑，疑則誘發(fā)探究，從而發(fā)覺(jué)真理?？茖W(xué)發(fā)覺(jué)與制造正是從質(zhì)疑開始，從解疑入手，而從有疑到創(chuàng)新也正是事物進(jìn)展客觀規(guī)律。伽利略正是對(duì)亞里斯多德的“力是運(yùn)動(dòng)的緣故”的疑，引發(fā)他設(shè)計(jì)“斜面實(shí)驗(yàn)”，得出正確結(jié)論。牛頓在此基礎(chǔ)上概括出慣性定律成為經(jīng)典物理學(xué)的基石。愛(ài)因斯坦對(duì)牛頓力學(xué)的質(zhì)疑建立了狹義相對(duì)論。在概念教學(xué)中，教師應(yīng)把質(zhì)疑、解疑作為教學(xué)過(guò)程的重要組成部分。第一要求學(xué)生自己予習(xí)教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行獨(dú)立摸索，發(fā)覺(jué)疑難，提出咨詢題；教師要設(shè)計(jì)出具有針對(duì)性啟發(fā)性的疑難咨詢題，啟發(fā)學(xué)生摸索、探究，逐步解疑，鼓舞學(xué)生間主動(dòng)爭(zhēng)辯，各抒己見(jiàn)，發(fā)揚(yáng)“初生牛犢不怕虎”的創(chuàng)新精神，大膽向老師置疑性提咨詢，敢于對(duì)課本，對(duì)參考書提出疑咨詢，吹毛求疵。教師對(duì)他們的奇思怪想要熱情回答，多加夸獎(jiǎng)，讓學(xué)生享受質(zhì)疑的樂(lè)趣，在探究中有所發(fā)覺(jué)和創(chuàng)新。五、適時(shí)設(shè)咨詢，教會(huì)學(xué)生猜想猜想是一種專門重要的思想方法，科學(xué)上的突破，技術(shù)上的創(chuàng)新往往是從猜想開始，牛頓早就講過(guò)：“沒(méi)有大膽的猜想，就做不出偉大的發(fā)覺(jué)。”“先猜后證，——這是大多數(shù)人的發(fā)覺(jué)之道”。物理學(xué)家盧瑟福通過(guò)a粒子散射實(shí)驗(yàn)，大膽猜想，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。安培也是如此，1882年9月11日，阿拉果在法國(guó)科學(xué)院報(bào)告了奧斯特的發(fā)覺(jué)：電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。安培通過(guò)環(huán)形電流的磁場(chǎng)與磁鐵的磁場(chǎng)相似，大膽猜想：磁鐵磁場(chǎng)與電流磁場(chǎng)一樣都由分子電流產(chǎn)生，從而有了分子電流的模型假講，教師要引導(dǎo)學(xué)生從宏觀表象聯(lián)想到微觀內(nèi)因，由表及里，由此及彼，合理猜想，才能有所收成，為此教學(xué)中要安排好每一環(huán)節(jié)，適時(shí)設(shè)咨詢，讓學(xué)生“胡思亂想?！蹦軌蛑v，沒(méi)有“胡思亂想”就沒(méi)有創(chuàng)新和制造，我國(guó)古代勞動(dòng)人民那神話般的幻想：千里眼、順風(fēng)耳、飛毛腿、嫦蛾奔月、騰云駕霧等，現(xiàn)在都已成為現(xiàn)實(shí)。如在電場(chǎng)強(qiáng)度的教學(xué)中，我是如此引導(dǎo)學(xué)生猜想的。我手拿一束鮮花步入課堂，然后咨詢學(xué)生聞到什么？生：聞到了花香。師：花香是看不見(jiàn)，摸不著的物質(zhì)，你是如何樣明白它的存在的？用什么“儀器”探測(cè)的？生：鼻子，因?yàn)榛ㄏ氵@一物質(zhì)作用于鼻子。師：為何正電荷Q對(duì)正電荷q有排斥的作用？師：請(qǐng)猜想。師：Q相當(dāng)于鮮花，q相當(dāng)于鼻子，鮮花激發(fā)出的花香作用鼻子，同樣，Q與q有排斥力，是由于什么緣故呢？生：講明Q激發(fā)出的物質(zhì)作用于q的結(jié)果。師：這一物質(zhì)叫電場(chǎng)，同樣q激發(fā)的電場(chǎng)對(duì)Q產(chǎn)生同樣大小的反作用力。師：你可用什么方法探測(cè)電場(chǎng)的存在？生：放入一檢驗(yàn)電荷，看是否受電場(chǎng)力的作用。師：鮮花周圍不同位置，可用“鼻子”探測(cè)花香的強(qiáng)弱，那么，電場(chǎng)中不同的位置電場(chǎng)有強(qiáng)弱嗎？如何探測(cè)？生：同一電荷在不同的位置受力不同，因此電場(chǎng)有強(qiáng)弱。師：同一位置花香與“鼻子”的有無(wú)有關(guān)系嗎？花香由什么決定？生：由“花源”決定。師：同一位置電場(chǎng)強(qiáng)度與檢驗(yàn)電荷電量是否有關(guān)？生：由“源電荷”決定。師：電場(chǎng)強(qiáng)度如何定量描述？能否用電場(chǎng)力的大小來(lái)描述？然后教師叫學(xué)生運(yùn)算同一位置，放不同電量q1、q2、……時(shí)所對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)力F1=K、F2=K……師：咨詢=……=K這一比值有何特點(diǎn)？能否用它描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱？引導(dǎo)他們得出：這一比值與源電荷有關(guān)，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)，從而提出電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式和決定式。因此，只有教學(xué)中適時(shí)設(shè)咨詢，引導(dǎo)他們突破常規(guī)，體會(huì)猜想的歡樂(lè)，才能有制造發(fā)明的一天。六、注重物理學(xué)史教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生意志力。意志是人們自覺(jué)調(diào)劑自己的行為去克服困難，以達(dá)到目的的心理活動(dòng)，因此，意志是克服困難的保證，然而，現(xiàn)在專門多學(xué)生學(xué)習(xí)上缺乏毅力，專門對(duì)學(xué)物理更缺乏信心，他們對(duì)一些生動(dòng)比喻，幽默的故事，奇特的現(xiàn)象感愛(ài)好，然而當(dāng)讓他們動(dòng)腦分析一些現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)，總結(jié)規(guī)律時(shí)，他們往往表現(xiàn)出知難而退，缺乏毅力，這就需要教師教學(xué)中加以培養(yǎng)。過(guò)去教育中既存在偏重知識(shí)的傳授，忽視能力的培養(yǎng)，更存在著忽視意志力培養(yǎng)的現(xiàn)象，通過(guò)概念教學(xué)介紹物理學(xué)家的歷程，以科學(xué)家熱愛(ài)真理，靠堅(jiān)強(qiáng)意志戰(zhàn)勝困難，和獨(dú)立摸索的優(yōu)秀品質(zhì)教育學(xué)生，用物理學(xué)家曲折進(jìn)展史來(lái)鼓舞他們。如在講電磁感應(yīng)時(shí)，可介紹法拉第為研究電磁應(yīng)耗去他十年的時(shí)刻和精力。居里夫婦在困難的條件下，通過(guò)一千三百五十多天的奮戰(zhàn)，才從數(shù)噸瀝青鈾礦中提煉出十分之一克純潔的鐳等。這些事實(shí)能有效的培養(yǎng)學(xué)生以苦為樂(lè)的堅(jiān)強(qiáng)性和探究隱秘的主動(dòng)性。教育學(xué)家贊可夫講過(guò)：“學(xué)生智力、情感和意志也象肌肉一樣，如果不加大錘煉和給以正常負(fù)擔(dān)，它們反而會(huì)衰退，不僅得不到應(yīng)有的改進(jìn)，有時(shí)還會(huì)變得遲純起來(lái)。”因此，在概念教學(xué)中，注重物理學(xué)史的教學(xué)，使學(xué)生的智力、情感和意志得到全面的進(jìn)展，為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供有力保證。國(guó)際二十一世紀(jì)教育委員會(huì)的專家們指出：新世紀(jì)的教育應(yīng)當(dāng)讓受教育者學(xué)會(huì)求知、學(xué)會(huì)做事、學(xué)會(huì)共處、學(xué)會(huì)做人。這種新型的教育無(wú)疑對(duì)物理教師素養(yǎng)提出更高的要求，教師必須有更寬的知識(shí)面，要將世界科