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高中物理教學(xué)中滲透創(chuàng)新素養(yǎng)教育論文
一、問題的提出
事實(shí)上，高中物理的許多知識的學(xué)習(xí)，都需要學(xué)生的質(zhì)疑與創(chuàng)新．比如物理知識構(gòu)建中常常用到的平行四邊形定則、機(jī)械能守恒定律、動量守恒定律等．這些規(guī)律發(fā)展到今天已經(jīng)形成一種完善的科學(xué)理論，沒有什么值得懷疑的地方．但對于學(xué)生來說卻不是如此，根據(jù)新課程理念中的探究思想，學(xué)生的探究學(xué)習(xí)類似于科學(xué)家的探究過程，因而質(zhì)疑與創(chuàng)新就是其中不可或缺的成份．從物理發(fā)展的角度看，這些定律的形成事實(shí)上也經(jīng)歷了懷疑、證實(shí)的過程，因而今天我們提出讓學(xué)生以質(zhì)疑和創(chuàng)新的態(tài)度來學(xué)習(xí)這些知識，并不是沒有科學(xué)道理．
二、研究的內(nèi)容
課題研究中筆者主要圍繞高中物理的重要定理與定律，以課例研究的方式進(jìn)行了研究．從大的思路上看，主要讓學(xué)生對重要定律和定律的探究中，對于實(shí)驗(yàn)思路的確定，對于實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)，對于實(shí)驗(yàn)器材的選擇，對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評價等環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生敢于質(zhì)疑、善于質(zhì)疑、敢于創(chuàng)新、善于創(chuàng)新．從而實(shí)現(xiàn)在質(zhì)疑中培養(yǎng)質(zhì)疑能力，在創(chuàng)新中培養(yǎng)創(chuàng)新能力的研究目標(biāo)．課例一:平行四邊形定則的研究．(由于本研究側(cè)重于質(zhì)疑和創(chuàng)新兩大關(guān)鍵詞，因而在本課例中的常規(guī)教學(xué)要求就不再贅述．)這一研究中，學(xué)生的質(zhì)疑主要集中在兩個方面:一是力的分解的描述;二是為什么力的分解與合成遵守平行四邊形定則?對于第一個問題而言，這實(shí)際上是物理教學(xué)中的一個難點(diǎn)，很多時候?qū)W生的觀念都是由于教師主導(dǎo)下的重復(fù)而生成的，并不是學(xué)生的直觀認(rèn)識．于是我們大膽讓學(xué)生去質(zhì)疑，而學(xué)生的質(zhì)疑結(jié)果其實(shí)不外乎兩類:一是力的分解可不可以不按照力的作用效果去分解?二是力的分解從數(shù)學(xué)的角度來看有多少種結(jié)果?對于學(xué)生這樣的質(zhì)疑，我們讓學(xué)生自己去嘗試解答:一個力從數(shù)學(xué)的角度去分解，理論上有無數(shù)種結(jié)果，但考慮到物理的現(xiàn)實(shí)意義，因此數(shù)學(xué)分析的結(jié)果必須接受物理實(shí)際意義的檢驗(yàn);一個力的作用中往往有兩種或兩種以上的作用效果(如斜面上的物體產(chǎn)生壓力和“下滑力”兩種效果)，因此根據(jù)力的作用效果分解往往符合實(shí)際需要．這樣的質(zhì)疑與分析過程雖然會花費(fèi)一定的時間，但卻可以高效地掃除學(xué)生在力的分解與合成中的認(rèn)識誤區(qū)，從而給后面知識的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．第二個質(zhì)疑:為什么是平行四邊形?傳
統(tǒng)教學(xué)中是通過實(shí)驗(yàn)來證實(shí)的．但一旦我們讓學(xué)生質(zhì)疑，學(xué)生仍然會有疑問:力的合成與分解怎么偏偏就與平行四邊形產(chǎn)生了關(guān)系呢?即使跟學(xué)生強(qiáng)調(diào)“這是實(shí)驗(yàn)的結(jié)果”，事實(shí)上也不能解答學(xué)生的疑問．于是筆者引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行思維上的創(chuàng)新，在研究中我們稱之為“頭腦風(fēng)暴”，這個過程的各個環(huán)節(jié)基本上是這樣的:力的合成與分解是物理問題(教師陳述)平行四邊形屬于什么學(xué)科的知識?(學(xué)生回答)因此我們說力的合成與分解符合平行四邊形定則，實(shí)際上是用什么知識描述什么知識?(學(xué)生回答)經(jīng)過這樣的問答之后，下面的任務(wù)就交給學(xué)生:尋求數(shù)學(xué)知識解答此物理問題的合理性．結(jié)果學(xué)生思維的創(chuàng)新性就表現(xiàn)出來:有的學(xué)生開始研究平行四邊形的特點(diǎn)，有的學(xué)生開始研究力的表示(有向線段)與數(shù)學(xué)的關(guān)系，有的學(xué)生將注意力放在矢量方面．這一研究從課內(nèi)延伸到課外，學(xué)生通過資料查詢、請教數(shù)學(xué)老師等方式，終于認(rèn)清了力的合成與分解遵循平行四邊形法則的背后，是數(shù)學(xué)上矢量運(yùn)算規(guī)則．而這樣的認(rèn)識有什么好處呢?給后來的力矩知識的學(xué)習(xí)、洛倫茲力的學(xué)習(xí)提供了有力的保證．課例二:機(jī)械能守恒定律．這節(jié)課上學(xué)生的質(zhì)疑主要是:自然界中，機(jī)械能真的守恒嗎?這一疑問看似不合理，其實(shí)卻非常符合高中學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律．眾所周知，物理發(fā)展史上關(guān)于永動機(jī)的研究至今也沒停止，側(cè)面說明了并不是所有人都認(rèn)同這一規(guī)律．因此在這一疑問的引導(dǎo)下，筆者讓學(xué)生自己去想辦法理解．學(xué)生的思路也體現(xiàn)出了創(chuàng)新的一般步驟:一開始是尋找正例，結(jié)果發(fā)現(xiàn)根本就無法窮盡，因而無法完全證明;隨后再去尋找反例，即看有沒有不遵循機(jī)械能守恒定律的．在這種情況下，筆者也將搜集的有關(guān)永動機(jī)的從古至今的研究并整理出來給學(xué)生閱讀．這樣的教學(xué)方式讓學(xué)生對機(jī)械能守恒定律有了更為深刻的認(rèn)識．而反思這一教學(xué)方式，何嘗不是一種創(chuàng)新呢?
三、研究的總結(jié)
通過本課題的研究，筆者發(fā)現(xiàn)其實(shí)高中學(xué)生只要給了質(zhì)疑和創(chuàng)新的機(jī)會，他們總能給教師一些驚喜:提出的質(zhì)疑并非全無道理，而且就算是在教師一眼就看出的質(zhì)疑，事實(shí)上也反應(yīng)了學(xué)生的一種思維過程，有助于教師準(zhǔn)確地判斷學(xué)生的學(xué)情;而學(xué)生在創(chuàng)新中的表現(xiàn)則呈現(xiàn)出一種發(fā)散的狀態(tài)，不同的學(xué)生針對同一問題總能想到不同的方法．這些方法大多還都是可行的，比如說在動量守恒中學(xué)生的一些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，有學(xué)生提出可以將兩輛質(zhì)量相等的小車之間壓一個彈簧，然后通過彈簧將兩車彈出的距離，來判斷兩車動量是否守恒．這樣的設(shè)計(jì)吻合了系統(tǒng)不受外力的情形，且效果明顯，不能不說是學(xué)生的一個創(chuàng)新(盡管教師可能是熟知的)．總而言之，這一課題研究給筆者帶來的收獲是很大的．當(dāng)然，從長遠(yuǎn)來看，這一課題還有不斷發(fā)掘與研究的價值，相信隨著筆者的認(rèn)識不斷深入，隨著學(xué)生的思維不斷深入，這一研究還會收獲更多的成果．
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