优化物理课堂 培养创新能力

　　由于我国基础教育改革的迅速深化，对课堂教学的要求越来越高。精心组织课堂，讲究教学策略，激发学生兴趣，诱导学生探究，启迪学生思维，培养学生创新能力，是搞好物理教学的关键。由此，优化课堂极为重要。

　　一、巧用实验激趣，培养创新能力。

　　物理学是一门以实验为基础的自然科学，物理实验综合了实验原理、设计思想和方法、实验操作和观察、数据分析处理等多个方面的知识和能力。同时实验最能引起学生的注意力，激发他们的学习兴趣。教师最好设计一些探究性、开放性的实验，在教师的适度引导下，通过学生动手动脑，发现问题，解决问题。不但构建了知识，提高了实践能力，还培养了学生的创新能力。

　　1.为了学生有更多的动手机会，强化学生的感性认识，培养学生的实际操作能力和细致的观察能力，把部分教师演示实验和课外小实验改为学生课堂实验，增加学生自己动手的机会。把课本中一些原理和方法比较简单、仪器易取易读的演示实验改为堂上实验是比较有效的方法。例如，我在高中物理教学中，把“用弹簧秤研究作用力与反作用力的关系”（试验本第一册图5-9）、“平抛运动的竖直分运动是自由落体运动”（试验本第一册图6-13）、“观察摆动机械能守恒的实验”（试验本第一册图9-23）、“单摆简谐振动图象”（试验本第一册图11-4）等实验全部改为课堂学生小实验，让学生自己动手独立操作，通过认真观察和思考得出结论，实践证明，这样一方面使学生由被动手独立操作，通过认真观察和思考得出结论。实践证明，这样一方面使学生由被动学习变为主动探索，大大地调动学生学习的主动性和积极性；另一方面也直接培养了学生的实际操作能力，细致的观察分析能力，和自我解决问题的能力，比单纯由教师演示实验的效果好得多。

　　2.把部分验证性实验改为探索性实验，培养学生勇于探索、敢物实践和善于创新的精神，既探求科学的精神。验证性实验一般是在对研究对象有了一定认识之后，根据已知的理论，对一些现象过程的存在、原因或规律检验其是否正确而设计的实验，它在实验目的、方法、原理方面起到了示范性作用，但不利于创新精神和能力的培养。我在物理教学中尝试将验证性实验改为探索性实验，在实验思想上进行创新设计，让学生充分动脑、动手，发挥学生的学习主体作用，培养学生的创新性思维和意识。

　　如在高一物理“牛顿第二定律”一节教学中，我进行了如下创新设计：①把演示实验改为学生实验，定性研究小车的加速度与哪些因素有关，并引导学生用分析法总结出小车的加速度与小车质量和所受外力有关。②鼓励学生猜想加速度与质量、外力三者间的定量关系。③运用较精密的气垫导轨进行定量测定实验，利用倾斜导轨上的滑块重力的下滑分力代替砂桶的拉力，研究滑块质量不变时加速度与外力（改变导轨的倾斜度来改变外力）的关系，借助多媒体电脑软件自动计算出加速度和外力的数值，这些数据在大屏幕电视上显示出来；保持砂桶重力（近似认为是滑块受的外力）不变，改变在水平导轨上滑块的质量，研究加速度与质量的关系，同样利用电脑软件得出不同质量时应加速度的数值。并启发学生根据实验数据采用“比值法”或“作图法”直观得到“质量一定时，加速度与外力成正比；外力一定时，加速度与质量成反比”这一结论。④引导学生应用理论思维，推导出牛顿第二定律。⑤进一步引导学生应用“特殊”→“一般”的科学思维方法得出牛顿第二定律的更一般表达式F合=ma，并由“一般”→“特殊”导出F合=0时，物体处于平衡状态这一结论。这种以学生操作和思维活动为主的教学设计，增大了课堂容量，加强了实验的探索功能，从定性的研究到利用现代教学媒体进行比较精密的定量探索，突出了实验的设计思想，展现了知识和规律的发现形成过程，对学生大胆实验，主动探索物理规律起到了积极影响。

　　二、引导自行探究，培养创新能力

　　我们在实践中总结出了“设疑激趣、指导探究、启发思维、评价总结、应用迁移”的五环节课堂教学模式，在引导学生自行探究科学的活动过程中培养其创新能力方面作了一些初步尝试。

　　1.设疑激趣，提出假说

　　布鲁纳说过：“学习的最好刺激乃是兴趣。” 因此，在教学中教师首先要创设情境，制造“悬念”，放手让学生观察、实验、思考，让具体的自然事物、有趣的自然现象紧紧吸引学生，激活学生思维，多而使他们产生强烈的探究欲望。

　　比如在《物体的热胀冷缩（二）》教学中，课伊始，我便对学生说：“咱们用塑料瓶和硬币做一个游戏，”讲清游戏规则后，学生们怀着好奇心开始玩，不大功夫，只听学生惊喜地叫道：“呀，硬币跳起来了！”“还‘扑扑’地发出声音呢！”“硬币为什么会跳起来呢？”我不失时机地问：“你认为是怎么回事呢？”提出一个开放的发散思维的问题，学生的情绪一下子活跃起来，对这个问题作出了种种假设：可能是水槽中的热气将它顶起来了；可能是塑料瓶受热膨胀将硬币顶起来了；可能是瓶内的空气将它顶起来了；可能是硬币上的水变成水蒸气要往外跑，所以把硬币顶起来了……发散思维是创造活动的起点，这一学习活动，既促进了学生积极思维，又能形成下面探究学习的动机。

　　2.指导探究，丰富感知。

　　实践、探索的过程是创新的过程。要让学生去创新，就必须放手让他们自己实践，勇于探索。如何保证学生能够围绕中心问题进行实践、探索呢？在于教师提供有结构的材料。所谓有结构的材料，是指这些材料在使用时能揭示自然现象间的某种关系。

　　如《物体的热胀冷缩（二）》教学中，我给学生提供这些实验材料：烧瓶、带直（弯）玻璃管的胶塞，红墨水、肥皂水、滴管、毛巾、软塑料瓶、瓶盖、汽球、饮料盒、胶带、水槽、热水、冷水。让学生熟悉这些材料后，根据思考提纲自行设计实验方案。由于准备的这些材料紧紧围绕揭示“气体的热胀冷缩”这一主题，从课堂教学效果看，各个组都设计出了比较理想的方案：有的用汽球套在塑料瓶上，放入热水和冷水中实验；有的先把塑料瓶捏瘪，盖好盖，再放入热水和冷水中实验；有的用胶带把饮料盒的口封住，放入热水和冷水中实验；有的用烧瓶和带玻璃管的胶塞，用手捂和包冷毛巾实验；有的将红墨水用滴管滴入玻璃管放入热水中，但红墨水流了出来……学生在足够的时间内充分地实践和探索，获得丰富的、初级的、创新的感性体验，为进一步研究和深入认识打下基础。当然，学生的这些行为，对平常人来说是极其普通而简单的，可对小学生，自己找出来，不能不说是他们创造活动的结晶，“行虽微而旨趣远”，是学生创造精神的表现。

　　3.启发思维，讨论探究

　　学生获得足够的感性材料后，教师要引导学生整理、加工事实，进行思维加工。

　　（1）整理事实，以说促思

　　学生获得的感性事实是比较混乱的，缺乏条理性。教师引导学生通过语言把各自收集到的事实以及对事实的看法进行相互交流，活跃学生的思维，充分发挥他们的想象力、创造力。如在《物体的热胀冷缩（二）》教学中，有这样一个讨论片断：一个学生答：“饮料盒放入热水中，盒鼓起来了，放入冷水中，又瘪了。”另一个学生马上反驳到：“我们组的饮料盒放入热水中鼓不起来。”这时，我插话到：“你们两个组的实验条件中；热水中；相同，但出现了不同的现象，是不是盒子的原因呢？”接着引导两组同学对饮料盒进行比较，结果发现鼓起的饮料盒口被密封了，没有鼓起的口开着，宣布完这一发现后，又有同学立刻说：“没有封口的饮料盒里的空气从口上跑走了。”这样，通过对事实材料的引导、梳理，强化了学生的认知过程，并使创造实践活动取得创造性成果。

　　（2）研究事实，发展思维

　　在学生整理事实时，教师见机提出问题，挑起矛盾，巧妙地促使学生发表不同意见，将讨论的中心置于学生之中，使学生结合自己和别人收集的信息，进行分析、判断、归纳、甚至争论，从而找出其中的规律。如在《弹性》一课教学中，学生对收集到的事实进行整理后，一个学生答：“我发现皮筋、弹簧……橡皮泥有弹性，木块……没有弹性。”三个同学同时反驳：“不对，橡皮泥没有弹性”我适时引导：“说说你们的理由。”学生立刻说：“橡皮泥虽然能捏扁、搓长，但松手后它还是扁的、长的，不能再变成原样。”……这样，学生在不同意见的发表与争论中，用自己的语言概括出科学结论，这符合从感性到理性，从具体到抽象的认识过程。同时，学生的创造性思维得到了充分的锻炼。

　　4.评价总结，归纳达标

　　通过前三个环节的活动，学生得到了信息与思维的结果，教师对小组和个体的整个学习活动进行鼓励性评价，使学生体验成功的喜悦，将假说上升到结论、规律。如《物体的热胀冷缩（二）》中这样设计：“刚才同学们和老师的实验都成功了，说明我们只要掌握了设计实验的要领，都能设计出成功的实验。通过这些成功的实验，我们发现了什么？”

　　5.应用迁移，释疑解难

　　用科学的过程也是进行创新教育的重要环节。因此，教学的最后一个环节，我有目的地引导学生将所学知识运用于实践中，以达到扩展所学知识，发展创造能力的目的。如《物体的热胀冷缩（二）》中这样设计：（1）解释：（A）游戏中硬币跳舞现象。（B）为什么夏季自行车胎不能打太足的气？（C）铁轨这间为什么要留有空隙？（D）两根电线杆之间的电线，为什么冬季绷得比较紧，夏季比较松？（2）处理：（A）踩瘪的乒乓球怎么能鼓起来？（B）怎样将塑料管迅速套在铁棒上？

　　总的来看，在探究式五环节教学中，通过教师的精心指导，学生自己发现问题，自己提出问题，自己解决问题，创新意识和创造能力得到了充分发展。