浅谈物理科创新教育的几点做法

21世纪的社会发展方向必将是大量需求全面发展的、高素质的、具有创新精神的人才。江泽民总书记多次强调：“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，”而创新教育的核心在于培养学生的创新精神和实践能力，这已成为人们的共识。
近年来的中考出卷考查创新意识和创新能力的试题已大量出现，这类试题是未来中考命题的灵魂。因此，学校教育为适应社会发展的趋势，必将进入创新教育的新格局，以往的高分低能、重知识轻能力、重继承轻实践的填鸭式教育已受到挑战。为适应社会的发展要求，我们的教育观念、教育模式需要不断的改革，我们提倡的是创新教育，不但在教育的设备、手段、工具要更新（要与电脑化、网络化接轨），更为重要的是教育观念的更新。作为一名物理教师，我们的“教”不是纯粹为了传授知识，而是为了“不教”；要让学生“学会做人、学会生活、学会学习、学会健体、学有特长”，这就是我们学校的育人方向；所以我们的教学活动应该是以学生为主体、老师为主导；不能只注重教师的教，而去忽视学生的学；不能只重视知识的传递，而忽视对学生能力的培养、忽视学生学习中非智力因素的作用；不能只顾及考试成绩，而忽视学生素质的提高。下面就物理的课堂教学中关于如何培养学生的创新精神和实践能力谈谈几点做法：
一、教学活动要有情景性
新课的导入是学生兴趣的动力，一节课好的开头，等于把全体学生的心带进了课堂。因此，导入的创设需要我们依据学生的心理状态，顺着学生的认知规律，讲究知识的铺垫、台阶或过渡，达到抓住学生的注意力和引发学生的兴趣。下列是我在物理教学创设导入的几个做法：
（1）对于传统教学方式，要学习其精粹并不断升华、加以运用。比如通过提问或练习、小测等形式复习、巩固前一节课（或前面课程）的知识并顺其自然导入新的知识；目的在于做到新旧知识的链接，让学生对新知识的学习有个知识基础，吸引学生的注意力。例如在《电阻的串联》这节课上，通过一个练习题：
“如图所示，电流表的示数为0.2安，电压表的示数为2.4伏，R2为18欧，那么R1的阻值是几欧姆？电源电压是几伏特？”
通过这个习题来复习欧姆定律的内容及公式：R=和串联电路电流与电压各自的规律，学生会运用已学知识，先求U1、U2再根据串联电路分压的规律U总=U1+U2，求出U总；老师再进一步设问还有其它方法求电源电压吗？有更简捷的方法吗？并适当引导U总=I总R总，怎么求R总呢？由此引起学生的注意、唤起学生的思考，然后引出本节所要学习的串联电路电阻的规律新知识。通过提出设问，然后再通过实验与理论推导师生共同研究串联电路电阻的规律，在此基础上，再回到前面的设问：“例题中求电源电压还有其它方法吗？”，让学生讨论，发挥学生的主动性，达到掌握下这个规律。同样的下一小节《电阻的并联》如法炮制效果良好！此种做法要求练习题要精练，所设计问题要一步到位，要命中本节重点。
（2）应用“奇特、新颖、有趣”的实验，创设情境教学活动。实验往往会让学生感到出乎意料，能顺应学生的“好奇、好动、好玩、好胜”的心理，大大刺激学生感观，激发学生的学习兴趣。“兴趣是最好的老师”。实验产生的新信息要遵循学生已有的“认知结构”，引发学生的注意，唤起学生的思考，以此引入新课、新概念、研究物理新规律。比如：《温度计》一节课，先演示用温度计的玻璃泡绑上一小团棉花，并粘上酒精，让学生观察温度计的变化。利用这个实验把学生的观察力吸引过来，引起学生的兴趣，发挥其主观能动性。然后介绍温度计的有关知识。再如，《压力和压强》这一节课用两块和物理课本一样大的木板，一块钉上一根钉子，另一块钉上8排6列的同样的钉子，准备两个气球、一块砖，把这两个气球分别放在钉子上，用砖分别压在两个气球上。让学生观察实验结果。学生发言：“一个被钉子刺破了，一个没破。”老师进一步发问：“为什么会这样呢？”这时全班学生眼睛发亮，被这个实验紧紧吸引，他们积极思考导致实验结果不同的原因在哪里呢？是不是老师在表演魔术呢？同学们议论纷纷。在学生欲知不能、欲罢不休的时候，教师顺其自然引入压力和压强的知识，引导学生阅读课本，自主寻找答案。既引发学生寻找答案的欲望，又培养学生阅读课文、理解知识的能力。做到以学生为主体、老师为主导的教学目的。这种以小实验导课的方法要求老师在教学和生活中注意收集素材，并且对实验操作要非常熟练。
（3）以演讲的形式来导课。这种形式的关键在于演讲的内容要有意义、有趣味性（可以是科学家小故事、科学传说等），语言表达要精彩生动，要能够调节课堂的气氛，激发学生强烈的求知欲望。如《电磁感应》一节，介绍安培、科拉顿、法拉第等科学家沿着逆向思维，进行实验探索的趣味小史料。如“安培坐失良机”、“科拉顿跑失良机”及详细介绍法拉第坚持用自然对称性的法则来看待物理现象，“既然通电可以产生磁场，为什么不能让磁场再变来产生电呢？也就是电能生磁，那么磁能生电吗？”大胆提出“磁能否生电”的设想。通过十年坚持不懈的努力和精心的实验研究，在一次的小实验中意外的发现导线通电后旁边的小磁针会发生偏转，细心的他终于发现了磁场产生电流的条件和规律。这样，学生的情绪得到放松，而且为安培、科拉顿与科学发明失之交臂而惋惜，更为重要的是为本节课设置了有利的情境，扣住学生的心弦；目的是培养学生的逆向思维。
（4）利用多媒体的课件来辅助教学。物理学科中有些知识是非常抽向的，我们是看不见、摸不着或很难去感觉得到，如分子、自由电子、电流和磁场等；这些知识仅靠口头的描述是很难勾起学生的想象、激发学生思维的。这时让多媒体教学进入课堂，可以创设更加直观便捷的课堂教学效果。可以利用图片，把所要教学的知识点虚拟成漫画形式，制作成幻灯片进行放大投影，配上恰当的、谐诙的旁白或者是教师在一旁适时地加以口头描述，就能达到化抽象为形象，化枯燥为乐趣，让学生由苦学变乐学，培养学生自主学习的热情。这种方法操作相对来说比较简单，但要运用得恰到好处。
运用电脑来制作动画课件，效果更好。目前较好的课件制作软件有：国产的有“方正奥斯”、“洪图”、“摩天”及“凯迪”等，国外的有Macromedia Authorware（交互性较好）、Macromedia Director、几何画板、Office Powerpoint等再配合上其它的文字（Office Word等）、图片(Photoshop等)、声音(录音机等)、影像(超级解霸等)、三维动画（3D max等）、网页制作工具（动画效果较好的Macromedia Flash等）软件等。现在的课件制作工具越来越多、也越来越人性化。我们只须要掌握下某一种工具就可以在教学中运用得得心应手。如《动能和势能的相互转化》一节中，利用Macromedia Flash制作电脑动画来展现单摆运动过程，实现其理想状态、并可观察摆球运动的速度变化，就相当容易分析清楚摆球在运动过程中动能和势能转化关系；讲述《分子运动论的初步知识》一节里，可借助电脑动画课件展现分子及其运动过程，实现把微观的、看不到的分子不停地做无规则运动过程的这么一个特点采用“放大”效果给展示出来，让学生感性思维更丰富。学生通过这种情景教学活动，加深了对分子运动论的认识。
物理教学中要善于利用学校已有电教室与电脑室进行多媒休教学。现在的备课活动已经越来越多是在电脑上完成的，教育的手段提升需要电脑课件的大力辅助。因此，教师要不断加强学习，学习运用电脑应用及学会制作教学课件，否则会跟不上科技时代的发展，掌握电脑的运用技术在教学中已显得越来越重要。比如：在上复习课时很多教师在诉说难上，究其原因在于学生的学习情况各不相同；讲基础知识，中上学生不想听；讲得题目难度高，中下生接受不了。一堂课只讲或只练，显得太枯燥了；于是有人提出要分层次教学，分成两个班，但这样不好集体管理，也浪费资源并且还不能做到因人施题，分清层次（学生的知识结构才两个层次吗？）应该有其它的方法吧？习题课就要排在电脑室上，习题的设置可根据难易程度分成3个级别：A（容易题）、B（中等题）、C（难题），甚至还可分得更细；学生可根据自己的实际学习情况来选择不同程度的题目来做；满足学生不同层次的要求。而每一道题链接上该题的解题思路，若学生对该题没有思路，可指导学生进行思考；最后链接上详细答案，供学生作书写格式的参考；同时学生可自行反馈，若A种题做对10题了，那他就可以做B种题了；若做错了，没关系，再做10题吧。这样就充分发挥学生的主导作用，练习题目因人而异，让学生自主支配练习的程度。
二、教学模式要创新
我们物理科教学也应搞清楚要培养出什么样的人才？传统的教学模式常常是满堂灌，纯粹传授给学生课本知识。如果要用来纯粹记知识，那买一台电脑不就行了？要适应社会发展，必须培养超前意识、敏锐的判断力，能分清主流与非主流的能力，即要培养学生的各种思维能力；同时要能理论联系实际，运用理论指导实践，培养学生的表达能力、组织能力、动手能力；要有创新精神，就要充分挖掘学生的想象力，大胆设想、大胆尝试的能力；这就对老师的课堂教学提出更高要求，必须改变传统教学观念，敢干打破传统的教学模式。例如在《焦耳定律》一节课中可以大胆抛弃传统的教学模式、大胆创新。把本节课的重心由介绍焦耳律的实验变成引导学生来设计实验方案、改进实验方案。这个过程可借助于电脑课件来完成。先通过练习题：
如图所示电路中电源电压不变，有四个电阻，其中R1=R2=18欧姆，R3=9欧姆；求：（1）R1、R2、R3的比例关系？
（2）通过R1、R2、R3的电流I1、I2、I3 的比例关系？
接着，鼓励学生猜测电流通过R1、R2、R3产生的热量Q1、Q2、Q3的大小关系？（哪个最大？哪个最小？还是一样大？）引导学生如何验证谁猜的是正确的？（实验和理论）如何通过实验来验证呢？从如何表现物体的冷热程度导入，有的学生会猜测使用温度计来测量电流通过各电阻产生的热量，用电脑动画演示实验并发问可行吗？这时，学生眼睛发亮，兴趣十足、个个跃跃欲试，有的说把电阻放到水里，有的说放在水里不行要放在煤油里，再用电脑动画演示这个实验，并发问可行吗？一步步让学生寻找实验的不足之处，改进实验方案，使实验更简易、更准确。在整个引导过程让学生大胆设想，“没有最好的，只有更好的！”肯定每一个学生的设想成果，个个踊跃发言，大大唤起学生积极思考，有利于培养学生的各种思维，也激发学生的探索精神和创新精神。；最后，定为用电阻加热空气，空气受热膨胀会推动小液珠前进；并再用电脑动画演示这个实验。这时，拿出与所设计的实验方案相同的实验装置，演示实验，从前进的距离来比较产生热量的大小；得出等式：当时间t、电阻R相同时，Q1 ：Q2=I12 ：I22 ；当时间t、电流I相同时，Q1 ：Q2=R2 ：R3 ；当电流I、电阻不变时，产生热量与通电时间成正比；并由此总结出焦耳定律。最后让学生自己通过理论来推导焦耳定律的公式，并通过练习掌握下这个公式。这是通过实验和理论来获取新的理论，发挥学生的主体作用及教师的主导作用。让学生亲身感受一次科学发明，并明白科学发明的途径；让学生对科学发明更感兴趣。
    总而言之，在物理科教学中开展创新教育，目的在于培养学生的各种思维能力、动手实践能力及培养学生的创新精神。就要大胆抛弃 “教师讲，学生听”的传统教学模式，充分地体现以“学生为主体、老师为主导、实验为主干和训练为主线”展开物理课堂教学模式，要不断更新教学观念、改进教学模式，课堂上创造一个良好的教学情景让学生轻轻松松地学习。注意培养学生学习物理的兴趣，培养学生对科学发明的兴趣。
2001年1月1日