兰祥(建湖县第二中学江苏盐城224700)
中图分类号:G63文献标识码:A文章编号:ISSN1004-1621(2010)11-076-02
中学创新教育目标的核心是发展学生的发散思维能力。中学创新能力是学科特殊能力和发散思维能力的整合,2002年投入使用的全日制高级中学《物理教学大纲》在"教育目的"的第三条都增加了"树立创新意识",树立创新意识,就是要有发散思维,因为发散思维是创新能力的基础,发散思维是创新思维的重要组成部分,因而培养学生的发散思维能力是十分必要的,本文笔者结合自己的教学实践,谈谈物理课堂上培养学生发散思维能力的一些思考与实践。
一、在课堂教学中,教师把握住"遵循大纲、教材,但又不拘泥于大纲、教材"的原则,结合实际适当地加深、加宽
教学大纲、教材是规范实施教学计划的依具,教师在教学中应遵循教学大纲,按照教材实施教学,但在具体实施中,教师不应拘泥于教学大纲,可结合实际适当地进行加深、加宽。
示例1在讲授"牛顿运动定律"的应用,即"超重和失重现象"时,除讨论在竖直方向上存在加速度时出现的超、失重现象外,还可以结合汽车经过拱形桥和凹形路面行驶时出现的现象、行人站在倾斜的做加速运动的自动扶梯上时出现的现象、宇航员在宇宙飞船中的失重现象等进行讨论,寻找其共同点和不同点,最后总结得出结论。
在课堂教学中结合一些重要的知识点,特别是与生产、生活联系的内容,教师要有意识地对学生进行引导和介绍,以拓宽学生的知识面,激发学生的发散思维。
二、在介绍一些著名物理学家的实验时,注重对他们实验的设计思想作介绍
在高中教格中介绍了较多的著名物理学家的实验,他们当时的设计思想对后人仍有很大的启迪作用。
示例2在介绍著名科学家卢瑟福的α粒子散射实验时,除介绍他设计的实验装置及观测方法外,重点给学生引出研究发现微观粒子的基本方式,即应用高能粒子轰击和选用适当的检测方法。
课堂教学中采用这样的方式来介绍历史上著名科学家设计完成的实验,可极大地激发学生学习的兴趣,启迪学生积极思维,为他们今后的发明、创造打下了一个良好的基础。
三、安排一定的学生实验课题讨论课
常规的学生实验,一般是由教师布置,学生去完成,虽能对学生的动手能力有一定的提高,但不利于培养学生自己独立设计、完成实验课题的能力,笔者在教学计划中安排了一定的学生实验讨论课,对一般性实验,我利用实验课的前15分钟进行讨论,对重要的实验增加为1节课。教师在课前并不要求学生对实验内容进行预习,以消除学生预定的实验模式,有意识地让学生进行多角度设计实验,克服思维定势对学生的影响,训练思维的流畅性、变通性、独特性,从而提高学生发散思维的能力。
教师在提出实验课题后,引导学生思考,并提出几种完成该实验课题的方案,并比较其优劣,讨论其合理性及可操作性。
示例3"研究平抛物体的运动"实验,教师可提出频闪照相法、高压放电法(介绍实际操作的可行方法)等实验方法,并引导学生提出能对平抛小球实际运动影响最小的方法。教师针对教材上介绍的实验方案引导学生提出改进意见。譬如该实验中小球平抛运动轨迹上各点的确定,除教材介绍的方法外,也可以在铁架台上固定一水平的铅笔,用眼睛观测,逐点借用铅笔来确定各点的位置(这样的实验方法比教材上介绍的用卡片纸确定平抛轨迹上各点的方法,实验精度相差也不大)。
过去学生做实验完全处于"被动"状态,教师怎么讲,怎么安排,学生只能如此照办,给学生一点创造、发挥的余地都没有,安排学生在实验前进行这样的讨论,实际上也是学生自己研究实验课题的一种预演,这样的课题讨论方式,大大激发了学生研究的兴趣,也开拓了学生自行开发实验课题的思维,经几年课堂教学的尝试,这样的教学深受学生欢迎。
四、在习题课上结合一些例题和开放型问题,引入多种解题思路方法的讨论,让学生充分发表意见
在习题课上,教师可精心挑选一些较为典型的例题,在课堂中与学生一起讨论解题思路及解题方法,充分让学生发表意见,最后由教师进行总结讲评。
示例4质量为M的一列火车在水平轨道上匀速行驶,质量为m的最后一节车厢突然脱钩,但行驶了一段距离L后司机才发现,并立即关闭动力,若火车运动所受阻力均正比于车重,机车牵引力恒定,则两者都静止时相距多远?"
对于上题的分析、讨论,教师可组织学生从审题开始分析,从画好示意图分析、找到解题思路,重点在讨论解题的多种方法上,学生提出了应用牛顿运动定律结合运动学知识的解题方法(需要8个方程才能求解),应用动能定理解题的方法(需要8个方程才能求解),应用动能定理解题的方法(需要5个方程才能求解)。在此基础上,教师提出是否有更简捷的求解方法,经讨论得到了从能量守恒角度分析的最佳解题方法(只需要列出3个方程就可以求解)。
对于该习题,教师还可进行改编(将"但行驶了距离L后司机才发现"改为:"但行驶了一段时间t后司机才发现"),让学生进行讨论。
五、一些在生产、科技及生活中已得到应用的装置仪器,在结合习题讨论时,重点介绍其设计原理
示例5在研究讨论"带电粒子在正交电磁场中运动"后,教师可以介绍质谱仪、磁流体发电机、流量计、霍尔元件及测定带电粒子荷质比的实验装置等一系列的应用;在研究气体性质时,可结合研究测定极稀薄气体压强的仪器,用于测定易溶于水且不规则或粉末状物质密度的装置,在讲到带电粒子在电场中的加速和磁场中的偏转时,可介绍现代物理研究中的直线加速器和回旋加速器。
类似的这些具体应用的实例,在平时训练中应及时向学生补充和介绍。在讨论时,教师不应只是就题论题,而重点应是让学生了解仪器、装置的设计原理和理论联系实验的"切入点"等。
六、在介绍一些近代物理发展史时,鼓励学生大胆"猜想"
示例6教师在介绍近代物理知识时,对诸如哥白尼"日心说",麦克斯韦电磁场理论的提出,光的红移理论及单磁极、反粒子的提出等进行"渲梁";先有大胆的"猜想"的理论,然后再设法通过实验验证了的历史事实,充分说明了"异想天开"、创新思维的重大意义,教师应及时鼓励学生在平时要对一些问题、现象的分析、解决进行大胆的"猜想",并能进行较为缜密的论证,写出有关论文。
七、在课堂教学中,要渗透新发明、新技术及科技前沿知识,介绍近年来一些重大的新科技成果
示例7教师在课堂教学中,应结合有关知识将近年来一些重魇新科技成果及进展介绍给学生,例如超导、磁悬浮列车、宇宙飞船、激光、计算机、光缆通信、纳米技术、卫星悬绳发电、黑洞理论等。
介绍重大的新科技成果及进展,可以激发学生对科学的兴趣和对创造的崇尚,启迪他们广袤的思维和想象。
八、课堂教学包括习题课,把握适度讲授,给学生留有思维想象的空间
课堂教学的成功与否,在很大程度上取决于教师在课堂教学讲授的容量是否饱和,取决于师生之间的双边交流,但在课堂上那种唯恐知识讲少讲浅而进行大容量的讲授方法是一堂不全成功的教学课。
课堂教学的组织形式是多样的,如边讲边议方式,学生自学、安排提问的方式,观察、研讨方式等,给学生留有充分思维想象的空间。
九、教师可引导学生对一些"权威"及他们的理论进行怀疑,让学生提出自己的想法
教师在讲授诸如牛顿运动定律、玻尔理论的局限必性时,应能给学生传递这样一种信息:某些"真理"是在一定的历史阶段、一定范畴领域内是正确的,但随着历史的进展,"真理"也需要发展,需要更新。我们完全可以怀疑目前所公认的一些"权威"理论,但怀疑并不能盲目,而要依据一定的实验事实。
以上是笔者在教学过程中培养学生发散思维能力时所采用的一些方法和实践总结,教学实践印证,课堂上学生的思维始终处于积极、主动状态,大部分学生对物理学产生了兴趣,物理学习的积极性高了,学习成绩也有了显著提高。
现代心理学认为:创造能力=知识量×发散思维,个人创造能力的大小和他们的发散思维成正比。可见,对学生进行发散思维的培养,正是造就一批具有创新思维和掌握创新方法的现代新人的重要手段,是当今学校素质教育的必然要求,也是时代赋予我们的光荣义务。