创设物理问题情境 培养学生创新意识

创设物理问题情境培养学生创新意识上海市复旦初级中学周小强为实施创新教育，培养具有创新精神和创新能力的人才，在中学物理课堂教学过程中，首先要培养学生的创新意识，使他们能够渴望创新。那么，如何在中学物理课堂教学过程中实施创新意识的培养呢？笔者根据中学物理课堂教学的几年实践，通过“悬念式”、“探究式”和“活动式”等方式创设问题情境，对学生创新能力的培养进行了探索。通过近几年的教学实践和研究发现：良好的问题情境的创设能激发学生的求知欲望，诱发学生的创新动机，引发学生的创新冲动，从而培养学生强烈的创新意识。本文在结合实践的基础上对这些问题进行简要的论述。一、创设“悬念式”问题情境，激发学生的求知欲望创设“悬念式”问题情境是指，教师用新颖的方式、生动的语言设置一些使学生欲答不能而迫切要求得到解答的问题，在学生的心理产生“悬念”，以引起学生学习物理的兴趣，从而激发学生的求知欲望。如在讲“力的分解”一节时，可通过这样的方式创设问题情境：取一个质量较大的砝码放在桌面上，要用细线把它提起来，问学生用一根线易断还是两根线易断（如图所示）?学生肯定地回答是一根线易断，但实验演示结果却完全相反。用一根细线可将砝码稳稳地提起，而用两根同样的细线（故意使两线间有一较大夹角）提砝码时，细线断开了。为什么两根线的效果反而不如一根线呢?这一“悬念”情境的创设在学生的大脑里立即产生了撞击，思维被迅速地激活起来，此时，学生会产生强烈的求知欲望。二、创设“探究式”问题情境，诱发学生的创新动机创设“探究式”问题情境是指，教师根据学生已有的认知结构和思维水平，在探索物理规律的过程中设置一个个、一组组彼此相关，循序渐进的探索性问题，通过连续提问，诱导学生去发现问题、分析问题和创造性地解决问题。在这种方式下，教师以问题为引子，让学生带着问题去学习，从而激发学生的创造欲望。例如在《液体内部压强》的教学过程中，我们可以这样地去创设问题的情境：教师：你们这一小组探究的是什么问题？学生：我们探究的是液体内部的不同深度其压强的大小是否相同。教师：你们怎么会想到此问题呢？学生：从生活中住在不同楼层的自来水管中流出的水的速度不同而想到的。教师：那你们如何着手探究呢？学生：我们选用实验器材中提供的大的直筒型容器内部灌满水，然后选用U型管液体压强测量仪中带有橡皮膜的一臂放入液体中的某一深度，观察U型管液体压强测量仪两臂中液面的高度差来判断在液体内部的同一深度压强是否相同，从而得出实验的结论。教师：在实验中你们是否还应该注意些什么呢？学生：要控制一些因素吧。教师：对！影响实验结果的因素可能有许多，在实验的操作过程中我们要注意排除一些其他的因素的干扰，要注意保持其他的物理量不变，这一方法在科学研究中称为控制变量法，这是研究物理问题的一种基本方法，也是我们实验探寻物理规律的有效途径。因此在此实验中应注意保持橡皮膜的朝向不变。大家猜想还有哪些因素会影响液体内部压强呢？学生：液体的不同种类。教师：用我们已学过的知识什么物理量可以表征液体的种类不同。学生：液体的密度。我们觉得这个也可以通过实验来研究它是否会影响液体内部压强。教师：那么你们怎样处理得到的实验数据呢？学生：从数据的大小之间做出判断。教师：用我们所学过的知识还可以进行怎样的处理？想一想是否还可以用图像函数的方法处理呢。（教师边说边在学生的纸上比划着，学生从教师的启发中学会了一种新的研究方法。）三、创设“活动式”问题情境，引发学生的创新冲动创设“活动式”问题情境是指，教师针对教学内容和学生的实际认知水平设置“环环相扣，步步深入”且带有挑战性的问题，引导学生积极地进入问题情境，主动参与实践，主动参与“问题解决”。让学生在实践过程中不断体验成功，在体验成功的过程中不断引发学生的探索欲望。例如在《单摆》的教学过程中，我们可以这样地去创设问题的情境：运用多媒体呈现问题的一个场景：人走路时的摆臂动作,并且将这个动作放大。教师：人走路时的摆臂动作是一种怎样的运动方式,在我们周围是否还存在类似的装置或结构。学生：人摆臂的动作是一种机械振动，因为走路时人的手臂在中心位置两侧来回振动。类似的装置还有很多，例如老式的摆钟、秋千、荡船、风吹动的吊灯等等。教师：这些例子有什么共同点？学生：有固定的悬点，悬线下有物体。（从实际问题引入，再通过联想、建模，使学生感到物理所研究的对象不是凭空想象出来的，是来源于客观世界。）教师：对，这些例子我们经常看到，但就高中物理研究而言，像吊灯、秋千、钟摆等太复杂，研究起来太困难，那么，如何使复杂问题简单化？我们现在来研究一个最简单的情况。（出示单摆装置）教师：这样的装置就叫做单摆。单摆是上述实际摆的理想化模型，它忽略了哪些次要因素？学生：忽略了摆线的伸缩，摆线的质量。摆球的半径比线的长度短得多，忽略了摆球的大小。（高一学生已经学习了质点，匀速直线运动等建模方法，这里再次进行了物理的研究方法教育。）通过上述的问题引入，可以突出科学方法的教育，增强了学生学习过程中的猜想探索意识，强化课堂讨论的氛围。通过问题情境的创设，学生在教师的引导下自主探索、思索、发现，每一位学生实时体验知识的发现和“创造”过程，在学生体验成功的过程中不断引发他们的探索欲望。爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题比解决一个问题更重要”。可见，提出一个有价值的新问题更是难能可贵的。在课堂教学过程中教师根据教学需要设置问题情境，加强问题意识和质疑能力的培养，是培养学生创新意识、提高学生创新能力的有效途径。