武汉市第十四中学   方端品

 

 

摘要：在物理课堂教学中开展创新能力培养是符合新课程理念的一种全新教学方式，在探索这种教学方式过程应激发学生学习物理的兴趣，有效地激励学生主动参与学习物理知识的过程，导学生发现和提出问题，建构师生之间合作互动的教学模式，充分发挥实验的功能，在物理实验教学中加强探究能力，合理利用多媒体技术等是创新能力培养有效实施的关键。

关键词：创新能力、新课新理念、合作互动、构建主义

 

建构主义主张以学生为中心，强调学生对知识的主动探索，主动发现和对所学知识意义的主动建构（而不是像传统教学那样，只是把知识从教师头脑中传送到学生的笔记本上）但是，当前课堂教学中存在的问题是：教师“独霸”讲台，教师讲、学生听；教师写、学生抄，教师考，学生背。学生只要把教师在课堂上所讲授的内容全盘接受，再反馈到考试的卷面上来就行了，考试它只是这些知识的重复再现；学生对这些知识存储量越多，分数也就越高，这些已经成为目前较常规的教学模式。

高中物理课程标准在课程基本理念中指出“高中物理应促进学生创新能力培养，让学生积极参与、乐于探索、勇于实践、勤于思考、通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其学科探究能力，使其逐步形成严谨的科学态度与科学精神。”新课程理念强调在高中物理的教学过程中要改变那种教师机械灌输，学生被动接受的教学方式，改变那种学生学习死记硬背，机械训练的现状，取而代之以多样化的教学方式。在高中物理教学的过程中，创新能力培养的方式是一种新课程理念下行之有效的重要方式之一，为学生终生学习奠定基础。

在物理课堂教学中如何有效的开展创新能力培养，使创新能力培养趋于理性富有成效呢？我认为首先要确立学生在物理学习中的主体地位。需要认识主体，尊重主体、发展主体，将主体视为备课和教学的中心。我从实践中总结出以下几条：

    古今中外凡有成绩者无不对自己所从事的事业有着浓厚的兴趣，兴趣推动着他们孜孜不倦地追求而取得成功。科学家丁肈中用6年时间读完了别人10年的课程，最后终于发现了“J粒子”，是第一位获得诺贝尔奖学金的华人。记者问他：“你如此刻苦读书，不觉得很苦很累吗？”他回答：“不，不，不，一点儿也不，没有任何人强迫我这样做，正相反，我觉得很快活。因为有兴趣，我急于要探索物质世界的奥秘，比如搞物理实验，因为有兴趣，我可以两天两夜，甚至三天三夜呆在实验室里，守在仪器旁。我急切地希望发现我要探索的东西。”学生只有对学习感兴趣，才能把心理活动指向和集中在学习的对象上，使感知觉活跃，注意力集中，观察敏锐，记忆持久而准确，思维敏锐而丰富，激发和强化物理学习的内在动力，从而调动学习的积极性。

    爱因斯坦说过“兴趣是最好的老师”。兴趣可以培养人的意志，改变人的态度，引导学生成为学习的主人。学生的学习兴趣是开展教学活动不可缺少的一个前提条件，是学生对各种学习活动的根本态度，因此培养学生兴趣就成为教师的基本任务之一。创设有趣的物理情景或通过魔术、猜谜、游戏等方式来呈现物理情景，都可以有效地激发学生学习物理的兴趣，能让学生带着愉悦的心情，积极主动的学习。

例如：“磁场对运动电荷的作用”教学情景——“气功”使电子流运动的方向发生偏转

阴极射线管两极加上直流高压后，就会从阴极发出高速电子。电子撞在荧光板上，荧光板就发光，出现一条光带。从光带的形状可以看出，阴极射线是沿直线传播的。教师事先将一条形磁体藏于袖中，像“气功师”一样；沿阴极射线管上下两侧移动，观察电子流方向随着手的摆动而发生偏转。此情景的物理原理是“磁场对运动电荷有洛仑兹力的作用”。

这本来是一个传统的演示实验，现在只是将呈现方式作了一点修改，就有了一种魔术的效果，学生看到这一现象非常惊奇，马上吸引了学生的注意力，激发了学生的疑问，“真的有气功？”；“不可能有气功啊！？”学生之间的这些谈论，可以看出学生已经被深深地吸引住了。此课例非常成功地巧设悬念，被所看到的现象使学生感到很神秘，思维受到了强烈的冲击。课堂气氛活跃，学生兴趣盎然，强烈渴求自己去寻找到答案，达到了激发了学生学习兴趣的目的。

所谓激励，指的是通过刺激，激发个体心理能力，使心理能力水平在某一时间里始终维持在一定的兴奋状态。有效的激励使学生在内驱力的作用下，始终保持旺盛的学习动力，学习效率自然也就相当高。有效的激励体现在以下几点：

1.激励时的情感要投入。“感人心者，莫先乎情”，同样一个“好”，可以说得平淡如水，让人感到有勉强应付之嫌；也有说得激情满怀，让人感受到你发自内心的称赞。教师的评价对学生的情绪和情感影响甚大。情绪和情感是一种内在的动机力量，直接影响学生的学习。教师应用简短、恰当的措辞，热情地给予褒奖，让学生真切地感受到成功的愉悦。

2.激励的内容应有根有据。有详实内容的激励不仅给学生继续努力的动力，也给了他继续努力的方向。

3.激励要及时。交换意见时，细心倾听学生的发言，观察他们的一举一动，及时给予一定的激励，过时的激励会大大削弱学生的学习积极性，达不到应有的效果。

4.激励的语言要机智。充满智慧的语言不仅能促进学生思维的敏捷和灵活，更能使课堂妙趣横生，充分调动学生的积极性。激励性评价也提倡否定，但否定应是在鼓励的前提下，让学生在比较轻松、安全的氛围中知道不足，改正不足。

例如，在学习加速度的时候，有位原来不喜欢物理的学生，迅速顺利地完成了一道求物体加速度的练习时，我激动地对他说：你太棒了，如果你一直以这个加速度加油的话，成功很快就会出现在你的眼前。后来这位学生对物理的兴趣迅速提高，成绩自然上升很快。再比如，在学习受迫振动时有位学生总结出运动规律时，我对他说，当你的固有频率与我的驱动力频率相接近时，我们将会有最大的振幅和能量，也将创造最大的辉煌。那位学生从此也更爱和老师合作，积极进取。

《物理课程标准》对培养学生科学探究能力的要求中明确指出要培养学生发现和提出问题的能力：“能从日常生活，自然现象或物理实验现象的观察中发现与物理学相关的问题，能书面或口头表述这些问题。”发现和提出问题是开展科学探究的第一步，也是学生思考分析的过程，对促进学生高效构建知识具有重要的作用。爱因斯坦说过：“提出问题比解决问题更重要，后者仅仅是发现和实践的过程，而提出问题则要找到问题的关键要害。”物理课程中有很多与日常生活，自然现象有密切联系的内容。对于这些学生比较熟悉能引起学生兴趣且基于学生的认知水平能发现问题提出问题的内容，在教学中可以充分利用，通过教师的语言表达，教材资料以及多媒体等教学手段，创设相关的问题情景。

例如：平面镜

播放动画片片段（鸭子看到水中自己的样子伤心的哭了）引出平面镜的概念。

老师：生活中我们常照镜子，我也很喜欢照镜子。（播放自己在生活中照镜子的小录相）

老师：看了我照镜子的过程，大家想想你们平时生活中照镜子的情形。关于镜子和镜子中的像，你们一定有很多想知道的或感兴趣的问题，请大家说一说。

学生1：它们的大小关系是怎么样的？

学生2：镜子里的我和我做同样的动作。

老师：那你具体想知道它们之间的什么关系呢？

学生3：为什么镜子里的我和我做的动作是一样的呢？

学生4：平面镜里的像和自己的动作是左右相反的。

老师：嗯，相反的关系。

学生5：远离镜子的时候镜子中的大小是会缩小还是放大呢？

显然这个情境的创设是成功的，教师抓住了学生的心理特征播放了动画片片断，拉近了教师与学生间的距离，在一开始就吸引了学生们的兴趣。在宽松的课堂气氛中通过平面镜这一大家熟悉的事物促使学生们积极思考，勇于质疑。在教师的引导下，学生能提出两个有关平面镜成像的关键问题，对下一步认识平面镜成像特点奠定了良好的基础。

合作学习（Cooperative Learning）作为一种古老的教育观念和实践，其源头可以追溯到人类纪元初期。早在二千多年前，我国古典教育名著《学记》过程中就有“独学而无友，则孤陋而寡闻”的记载，其强调学习者在学习过程中的合作。

师生互动是在20世纪80年代末特别是90年代以来，在对亲子互动和同伴交往进行大量研究的基础上, 开始成为研究的热点。一方面是因为研究者日益认识到师生互动在儿童发展和教育中的重要意义；另一方面,从世界各国教育改革发展趋势来看,也日益强调对教育教学过程的探讨和研究。其中,建立积极、适宜、和谐的师生互动是其核心所在,而这也是我国教育改革在21世纪的重要任务。

目前，在学校的课堂教学中，单向的由教师向学生传播知识的这种“注入式”教学模式仍明显存在。这种模式认为教师讲是教学过程的核心，它将学生的学习过程看成被动的“他组织”，而不是主动的“自组织”；它把学习过程看成是信息量的积累过程，而不是质的“建构”过程，明显违反了“教是为了发展”、“教是为了达到不需要教”这些教学的规律。针对“单向——注入式”教学的种种问题有必要建构“合作——互动”教学模式。“合作——互动”教学模式的主要特征是：通过师生互动、教学互助，形成自组织。教师、学生、课程、环境，双双相互作用，在活动中建构。

教学过程是师生交往、积极互动、共同发展的过程。那些只有教学的形式表现而无实质性交往发生的“教学”是无效的。师生交往和互动是学生通过自身原有的知识、经验与教师进行交流、互动，引起原有知识结构的重新构建，从而获得新的知识的过程。通过信息交流实现师生互动，生师互动，相互沟通，相互影响，形成“学习共同体”。在物理教学实施新课程的过程中，必须努力建构师生互动的课堂教学新环境。

那么在物理课堂教学中如何进行合作互动呢？
1.在新旧知识衔接，沟通知识之间联系时进行合作互动。

在教学中教师应该善于发现并设法沟通各知识之间的内在联系，由于学生的知识水平和认识能力的差异，有的同学能很好地进行知识的正迁移，而有的同学却感到困难，有许多疑问等待解决。这时，让学生合作互动一番，说出各自的解题思路和疑惑，相互启发，发挥互补作用，达到共同认识的效果。例如，当学生学习了直线运动，教师可让学生合作互动运动的其他形式、从而学习曲线运动。这样合作互动可以使学生明白，原有知识是新知识的基础，新知识是原有知识的引申和发展，又是原有知识的概括和总结，进而沟通了知识之间的联系，形成知识网络。
    2.在教材的重点、难点处进行合作互动。

教材的重点、难点，一般也是学生理解掌握的难点，这时要通过合作互动让学生主动学习。只有发挥学生的主体作用，才能调动学生的积极性，从而攻克教学重点、难点，才能真正理解。例如教学“机车启动”让大家讨论可能有哪些情况，然后再组织大家分析所列出的几种情况，最终得出结论。学生通过合作互动，甚至争论，加深了印象，同时使学生的自学能力得到提高。
    3.归纳公式，规律和概念时，进行合作互动。

当要揭示公式、规律、概括概念时，组织学生合作互动，提取学生思维精华，使学生参与总结过程，锻炼学生思维。这时人人都是学习的主人，个个都体验到了成功的喜悦。
    4.解答开放性题目时进行合作互动。
    开放性习题是指一个数学问题，它的答案不是唯一或有多种解法，因而它的解答策略也多种多样，在解答开放性题目时，采用合作互动形式，可让学生拓展解题思路，取长补短，培养了学生的发散性思维和创造意识。这样不仅给学生提供一个运用知识、展示才能的舞台，而且对培养学生的发散思维，完善学生的认知结构也有很大帮助。

因而物理课堂教学设计要注意互动性，要给学生留有进行充分思考的空间和时间，给学生多开几个“窗口”，多留几处“缺口”，引导学生去寻求“切口”；让学生的主体作用得到加强，也就是课堂中学生忙一些，教师空一些，使学生在学习知识的同时，激发并强化兴趣，从而使课堂教学设计真正为学生的学服务，以学生为主体。平常教学中教师常有的一句话：“下节课是我的物理课”，是否应改说：“下节课的四十五分钟由我去引导学生学习物理知识。”因为课堂的主人是学生。

中学物理教学中，由于受应试教育的影响以及教师自身的观念问题，对物理实验教学的认识仍停留在呈现物理现象，培养学生的观察、操作能力这一层次上，把实验教学仅仅看作是一种传授知识的手段，使得实验的功效：启发、验证、激发兴趣方面没有得到充分的发挥。物理实验要求设计新颖，即理念新、设计新、实验新，并体现三个目标：知识、能力、情感。在演示实验教学中，教师应启发学生提出问题，做出猜想，预示现象的发生和发展过程，再进行实验观察；或者，发现问题，提出解决问题的方案，再观察实验现象。在这里，激发思维冲突最为重要；例如，容器装水，水存在容器的内部；给导体带电，静电平衡的时候，电荷分布在哪里呢？问题一经提出，实验的目的也就很清楚了，如果再与学生共同讨论演示方案，观察和思考的主动权就交给了学生。在利用实验真实性的同时，切不可忽视失败的实验这一难得的教学资源。

为了提高实验教学的效果，除了从实验本身进行改进之外，同等重要的是要从发挥实验教学系统的整体功能方面去考虑，特别是通过教师创设的问题、架设的桥梁等探究情景，让学生的求知欲和思维能力在主动探究中得以提高。如“楞次定律”一节教学，采用随堂实验的教学方式，课前公布准备的课题：感应电流的产生及其磁场方向与原磁场间有何联系呢？由学生按照对已有知识（电磁感应定律等）的认识，自行拟定实验方案，通过亲自实验、观察、分析、归纳等一系列活动，体验获得新知的探究过程。作为物理教师应积极转变教育观念，在实验教学中，根据学生的认知能力和心理特点，努力创设条件，变换教学手段和方法，激活实验教学，更好发挥物理实验的教学功效。

在物理实验教学过程中确定以实验为基础，用实验来展开激发学生的实验兴趣，发挥学生参与教学的主动性和积极性，培养学生操作实验、设计实验的实践能力和创造能力。加强实验教学的研究，尽量把验证性实验改为探索性实验，把演示实验改为边讲边实验，通过挖掘教学内容的学术性，有机地把课内探索延伸到课外。培养“引导-探究-实验-掌握”教学模式，这种教学模式应充分发挥教师的主导作用，突出学生的主体地位。教师充分相信学生，使学生主动参与实验。课本让学生看，实验让学生做，思路让学生想，疑难让学生议，错误让学生析。让学生独立设计实验，利用物理实验，发挥学生的主观能动作用，最大限度地调动学生创新能力培养的积极性和主动性。变单向信息传递为双向式、多向式信息传递与交流，教师在课内讲重点、关键点和注意点，发挥好主导调控作用．主要方式是采取提问、答疑、讨论、观察实验现象、动手操作等。在实验中，加强对学生实验方法和探究能力的培养。

建构主义认为，学习者的知识是在一定的情境下，借助他人的帮助，如人与人之间协作交流有用的信息等，通过意义的建构而获得的。理想的学习环境应包括情景、协作、交流、意义的建构四个部分。意义的建构是教学的最终目标，一切教学过程都要围绕这一最终目标。学习者是学习的主体，教师是学习者的促进者、辅助者、引导者，他的任务就是激发学生的兴趣，引导和帮助学生完成意义的建构，要为学习活动的开展尽可能多地创造有意义的学习情境。例如，学生学习抽象的物理概念往往感到枯燥无味，如果创设有意义的情境，使学生对物理问题的学习感到具体、形象、生动而乐意主动去学，就会事半功倍。多媒体课件，恰恰能很好地创设这种环境。

但一个多媒体课件，呈现给学生的画面并不是越多、越复杂越好，重要的是如何在把握教学重点和难点的基础上，设计出符合学生认知规律、思维特点、情感特征的精华课件。在2010年市教育局组织的全市高中教师代表在武汉中学举行的研讨活动中，华中师范大学杨再随教授说“现在，我们有些学校确实存在着（利用多媒体）‘热热闹闹走过场，扎扎实实搞形式’的课堂表演，这些华而不实的东西应该引起重视。”“在教学中，适时合理应用现代教育技术，坚持教师主导和学生主体的和谐统一，追求成效，但不急于求成。”武汉中学校长李强的观点得到与会教师和专家的一致认同。

选择适合用多媒体表现的内容，这是课件设计和使用的首要工作，对那些学生难以理解、抽象复杂、教师用语言和常规方法不易讲清，需要借助多媒体课件才能表达清楚的内容，例如惯性定律、带电粒子的运动、分子运动、磁感线等，可以利用多媒体动画模拟实验。有时一幅简单的画面就能触发学生的联想；有时一组简洁、明了的动画更能排除学生的思维障碍。从时间和空间两个维度精心安排多媒体课件的使用，要在课程导入、知识的重难点和思维的过渡与转换处适时使用多媒体课件，以引导学生的思维，强化教师的讲授，保证学生有意义的学习。如在讲授“牛顿第一定律”一节内容时，尽管演示了小车以相同的初速度分别在毛巾、纸板、木板和玻璃上运动的实验，推理出小车在光滑的平面上会不断地运动下去的结论，但由于现实世界中并没有真正光滑的桌面，无法成功演示小车在光滑平面上运动的情况，因此一些推理能力不强的学生难以理解或未能深刻理解实验的推理结论，此时学生正处于感性认识上升到理性认识的思维转折处。通过课件模拟这一实验，让小车在没有摩擦的桌面上一直运动下去，有利于学生在认识上的升华。这里的实验尽管是虚拟的，但和前面的演示实验配合使用，却能解决教学难点，这比单用语言去说明实验的结论更具说服力，更能令学生印象深刻。一个好的课件是要在建构主义学习理论的指导下设计的，在课件中，利用多媒体课件提供某种符合学习要求的外部刺激，提供使学生积极主动同外部环境发生相互作用，完成知识结构重组的方法和策略，创设符合教学内容要求的情景和揭示新旧知识间联系的线索,用生动活泼的方式呈现信息，与学生进行相互交流。

物理教学应从教学实际出发，使物理课堂教学成为一个学生主体地位突出、物理情感充分体现、各种能力得以培养的过程，并且最终达到从合作学习到创新能力培养、自愿学习的目的。为学生的终生学习奠定坚实的基础。

【1】Ron Toomey and Kim Ketterer, Using MultiMedia as a Cognitive Tool,Journal of Research on Computing in Education, Vol.27,No.4, 1995

【2】汤清修，杨礼亚，《浅谈物理教学情景开发的原则》，物理教学，2007年第5期

【3】肖宏才，何润伟，《建构师生互动的物理课堂教学新环境》，物理教师，2007年第2期

【4】廖伯琴，张大昌主编，物理课程标准解读，武汉：湖北教育出版社

【5】赵莹，《高中生物理创新能力培养能力培养初探》，物理教师，2007年第8期

【6】罗克章，《在情景教学中引导学生发现和提出问题》，物理教师，2007年第1期

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【8】王升，论学生主体参与教学，教育研究，2001年第2期

【9】查有梁，“交流——互动”教学模式建构，课程·教材·教法，2001年第4期

【10】朱铁成，物理教学发现问题情境的创设，课程·教材·教法，2006年第9期

【11】张大均主编，《教育心理学》，人民教育出版社，2004年4月第2版

【12】琳达·达林—哈蒙德等著  冯锐等译，《创新能力培养：我们所知道的理解性教学》，华东师范大学出版社，2010年1月第1版

 

作者单位：武汉市第十四中学

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