时间:2023-03-16 17:45:35
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三、创新教育的探索与实践:1、教学中培养学生创新精神。2、挖掘学科特点,培养创新能力。3、培养学生创新人格和协作精神
【关键词】创新探索实践
一、创新教育在新世纪教育中的重要意义
现代社会是知识经济社会,而知识经济的核心是创新。当今世界的科技竞争、综合国力竞争越来越表现为创新型人才的水平和数量的竞争。创新教育是当今世界许多国家教育改革的焦点和核心,中华民族要实现伟大复兴,要矗立于世界优秀民族之林,必须要有全民族整体素质、科学水平的提高。学校教育是培养民族创新精神、创新能力的主渠道。教师要明确创新教育思想、创新教育培养目标和实施方案,在教学过程中才能唤醒学生的创新意识,培养学生的创新精神,提高学生的创新能力,使他们想创新、敢创新、会创新。
二、中学生创新教育的内涵和内容
创新是民族的灵魂,创新是科学发展的动力,是技术革命的生命。中学生创新教育的内涵应是:通过创新教育使学生对已有的经验和知识进行分解与组合后,产生某种新的、独特的思想观点、思路设计、途径方法……的活动过程。
1、创新精神主要表现为创新意识和“质疑”精神。要千方百计培养学生形成推崇创新、追求创新的观点和意识。只有在强烈的创新意识的引导下,学生才可能产生强烈的创新动机,树立创新目标,充分发挥创新潜力,释放创新激情。创新的产品是独出心裁、前所未有的。因此创新是超越,而不是跟随。只有大胆向传统挑战,才可能创新。
2、培养创新能力,主要表现为课堂教学的创新思维能力和实验教学中的创造能力的培养。
创新思维的主要形式有:①联想思维。②直觉思维。③灵感思维。
物理实验是人类研究自然现象和规律的重要途径,也是人类发明创造的重要手段。物理实验教学,可以验证书本知识,然而更重要的是重温前人创造的思维的过程,从中受到启发,同时也培养学生的动手实践能力。
3、培养学生创新人格和协同合作的精神。健全的人格是个体顺利发展的内在因素,是个人创新能力得以发挥的支柱,主要包括爱国主义情感、献身科学的精神、勇于面对失败,百折不挠的意志,求实勤奋的治学态度和较强的自信心。
协同合作精神是新世纪对人材的基本要求。新技术革命,使人类在已经到来的21世纪相互影响,相互依存。重大的发明创造,需要众多人才共同去探索、开发、创造。因此我们必须培养学生的协同合作精神,以满足未来社会对人材的需求。
三、创新教育的探索与实践
1、教学中培养学生创新精神
创新精神包括:创新的意识、热情、进取心、自信心、创新的胆略;敢于质疑坚韧不拔的毅力等等。在教学中,我们一方面要培养学生推崇创新、追求创新的观念和意识,鼓励学生解放思想、独立思考;另一方面要根据不同的教学内容启发、培养学生敢于质疑、善于质疑的创新精神。
首先,教师的教学过程要具有创新意识,为学生树立创新的表率。无论教材提供的知识多么完整,由于各种原因总会留下缝隙,只要我们积极思考,善于“钻空子”,就会有所发现,有所创新。例如,在动量守恒的验证实验中,落点为什么会有较大的离散,原因应在碰撞的过程中被碰小球所处的支座与等大的入射小球轨道的末端不能严格在一直线上,两球不是对心正碰。要减小误差怎么办?教学过程要引导学生观察这一现象,分析其原因,再由学生提出减小误差的方案,选出最佳的方案表扬。只要事事处处做有心人,善于思考,就会设计出灵活多变的教学方案,培养学生的创新意识。
其次,教学活动要使学生保持旺盛的好奇心和求知欲,脑海中经常出现“为什么”三个字。“月亮为什么不会飞走?”“苹果熟了为什么会从树上掉到地面上”,牛顿对这些自然现象的观察,引发思考研究,得出了十六世纪自然科学最伟大的发现——万有引力定律。教师要在教学过程中,使学生养成多问“为什么”的习惯。例如:物理概念为什么要这样定义?物理规律如何来的?实验为什么要这样设计?做错习题时更要问为什么会错?知识联系实际的“为什么”是创新意识的升华。例如:为什么我们乘车时会看到远处的太阳向前走而近处的树木会向后走?雨后的天空为什么会出现彩虹?为什么彩虹呈圆弧形等等,坚持不懈地寻根问底就会激发创新意识。
然后,在教学中要培养学生的“质疑”精神。人的思维活动起始于问题,有疑问才会去思考。有疑问是学习新知识、产生新思想、发现新观点的起点,教师要营造一个宽松的教学环境,也就要创造一个和谐、平等的教学环境,使学生勇于发现问题,敢于提出问题,渴求解决问题,他们的创新意识就会得到培养和发挥。
①提倡学生向教师的教学过程、教学内容质疑。教师的知识结构和教育教学模式都在迅速地老化,只有不断地“充氧”才能赶上时代的步伐。教师在教学中的言行举止对学生有潜移默化的影响,教师若能实事求是地但陈不足,和学生一起研究问题,就能成为学生培养质疑精神的好榜样、好朋友,好老师。学生敢于质疑的精神非常宝贵,要鼓励和提倡。
②鼓励学生对教材质疑。高中学生对知识、现象、实验等有旺盛的求知欲,对新异的事物,特别感兴趣,他们对学习的知识爱提出一些疑问,例如:在滑动摩擦力的教学中,有学生提出教材上给出的动摩擦因数都小于1,有没有大于1的呢?在演示分子间有空隙的实验中,得到酒精与水混和总体积缩小的现象。有学生提出所有两种液体混和的体积都缩小吗?有增大的吗?在光电效应的教学中,有学生提出入射光的频率增大,光电子数目增加否?在透镜的教学中,有学生提出反射光是在人射光区域相消的,透射光应不变,为什么还会增强呢?等等。说明了学生存着强烈的质疑意识,孕育着可贵的创新精神。
③大力提倡学生争辩。通过争辩活动可以提高学生质疑的敏捷性、灵活性。量子力学中的测不准原理就是海森堡与爱因斯坦等人长期激烈的争论后,在海森堡的脑海骤然出现的。长期引导学生进行争辩、互相质疑无疑会大大增强学生质疑的意识,使学生在质疑辩论中,搞清原来模糊的概念,更重要的是培养学生会持质疑的态度上课,锻炼思维的准确性、开放性,也提高了流畅表达自己的观点的能力。
2、挖掘学科特点,培养创新能力
每个人都具有天生的创造力。对于每个正常人来说,创新能力只有大小之差,没有有无之别。科学家与普通人的差别,不在其大脑聪明与否,而是在其创造潜能能否得到培养与开发。物理课堂教学的重点是培养创新思维,实验教学的重点培养动手创造能力。
⑴、培养学生创新思维能力。创新思维是一种具有主动性、灵活性、求异性、独创性和灵感性的思维方式,它往往能突破习惯思维的束缚,在解决问题的过程中,其观点富有创意。心理学研究表明:中学生热情奔放,充满对新世界、新事物的好奇,不畏艰难,勇于探索,对他们进行创新思维的培养,具备心理发展基础和可能牲。
①在物理教学过程中,从知识的传授、解题的思维等,都要加强联想思维的培养。联想思维主要是指在大量的经验知识的基础上,在创造激情的推动下,通过形象类比联想,把记忆中能反映事物特征的那些映象加以选择、提炼,重新组合成新的映象的过程。威尔逊发明的、被卢瑟福称为“科学史上最新最精彩的仪器”——“云雾室”,是与他在苏格兰群山的最高峰尼维斯峰度过几个星期,对山间云雾缭绕的瑰丽的光学现象的观察、思考分不开的。例如在讲解分子势能、电势能时,应启发学生联想弹簧的弹性势能、重力势能与分子势能、电势能之间的共性,比较它们的异性,从而使“机械”势能——“分子”势能——“电”势能形成一条链。又如:学习玻尔原子能级时,引导学生把核外电子在不同轨道上绕氢核运转的情况与人运地球卫星在不同轨道上绕地球运转的情况类比联想,从而掌握电子绕行的动能、势能、速度、周期等变化规律。应用类比联想将知识系统化是创新思维的基础。
联想思维将抽象的问题形象化,把复杂的问题简单化。卢瑟福在α粒子散射实验的启发下,在数字计算和逻辑推理的基础上,以丰富的想象力提出原子的核式结构模型。卢瑟福的脑海里浮现出这样的图景,反弹回来的粒子如此稀少,而速率又几乎和射击时相等,这不像子弹打在茫茫草原上的核桃上又反弹回来一样吗?这是何等生动的想象力。在教学中培养想象力是联想思维训练的重要方法。如子弹以一定的速度射击固定的相同厚度的木板,其阻力恒定,恰好能射穿五块木板,求子弹穿过各木块的时间比。从匀减速运动来思考这问题较难,可想象成让恒定牵引力作用下汽车从静止开始作匀加速直线运动,在相等位移内的时间比,再将比值关系反向排列为所求。
②直觉思维不遵循一般逻辑规则,不局限于传统的思维模式。因而具有创造性、灵活快捷的特点。直觉思维作为一种心理现象,必有其自身规律,从本质上讲是一种认识的突变,其机理是许多知识因素与思维活动能量积累到一定程度时迅速结合形成认识上的飞跃。这种飞跃产生基础有两个方面,合理而清晰的知识结构,是形成思维的内在因素;娴熟的专项技能是产生直觉思维的外部条件。
直觉思维产生机理告诉我们,结合物理知识与技能教学,追寻思维活动的路径,创设情境,能有效地诱发直觉思维。物理教学中,学生有扎实知识基础,理解各部分知识关系,优化知识结构,使学生对所学内容融会贯通,才能起到居高临下,高瞻远瞩的作用。面临物理问题就能迅速作出取舍,产生直觉。精选习题,系统地培训解决物理问题的专项技能,如整体与隔离法、观察联想、类比法、假设法、等效法、图象法、数列、极限法等,建立合理模式,熟练各项技能,提高思维的快捷性、灵活性,有助于直觉思维能力的发现。在中学物理教学中,要引导学生动手搞小制作、小实验、小发明、写小论文和科幻文章,培养他们的理论联系实际的直觉思维能力和创新意识。例如:学生遥控汽车在一平板小车上“进、停、追”平板车就会退、停、进,演示人在船上行走满足动量守恒定律的现象模似,使抽象的思维直觉化。再如用“超级特技飞行”玩具代替小球在脱离轨道运动,演示圆周运动向心力与速度的关系。用悬挂旋转飞机验证一维圆锥摆运动等,这样既培养了学生的创造思维,又使更多的学生用直觉灵感思维来分析和感知物理现象和规律。
③灵感思维的养成是个逐步积淀的过程,对中学生灵感思维的培养,主要是培养设想、猜想思维能力。布鲁纳说过:“在自然科学和普通生活中,我们常常被迫根据不完善的知识去行动,我们不得不去猜想。”中曾根说:“没有大胆的猜想,就做不出伟大的发现”。物理学史上的大量事例都是揭示科学创新这一本质的历史,让学生了解科学家打破常规思路的科学创新过程,往往会在学生的记忆中留下深刻的印象,久久不会淡忘。这对提高学生的创新能力是非常有益的。
科学创新来自于创造性的猜想。因此我们在教学中应重视发掘教材中有效因素。变换常规的教学方法,放开束缚学生思路的枷锁,有意识地引导学生进行合理的猜想。例如:在学习牛顿第二定律时,可引导学生从一些日常生活中的现象提出猜想:物体获得的加速度的大小可能与那些因素有关?是什么关系?然后再进行实验定量研究来得出结论。在讲等温变化的玻意定律时,由学生初中的热现象和生活经验,先猜想一定质量气体,在温度不变的情况下,压强和体积可能是什么关系?再通过实验来验证。又如在“原子核的人工转变”α粒子轰击氮核的教学中,α粒子轰击氮核产生了新的粒子是质子。这一现象发生是α粒子将氮核中的质子打出来的,还是氮核获得α粒子后形成新的原子核,再衰变产生的呢?允许同学们提出猜想,再引导同学们观察分析布拉凯特云雾室拍摄的照片。由照片中得到的三条径迹的事实,论证你的猜想是否正确。教材中有很多知识涉及科学猜想的思维,教师要充分挖掘教材的潜力,培养学生灵感思维,提高创新能力。
⑵、在物理实验教学中培养学生的创新能力。在物理实验教学中,重视实验的创新与探索,设计问题的情境,显示知识获取的过程,实施“实验、启迪、引导”的教学模式,充分发挥物理实验在培养学生创新精神、探究能力、创造能力的特殊功效。
①、由学生自行设计小实验。例如:让学生自行设计不同物体与小木板之间的动摩擦因数的实验。同学们设计了不同的测定动摩擦擦因数的方案,有水平平面滑动,有斜面上滑动;有用橡皮筋伸长量比值法,也有弹簧秤读数法;有匀速平衡法,也有匀加速方法求解。又如:在自由落体运动的教学中,教师可让学生观察一些落体运动后,由学生分析这些运动的共同特征。提出“这些落体是否是重的落的快,轻的落的慢”,由学生设计简单的实验来说明。同学们议论纷纷地设计了很多的方案,最简单的是将质量差异较大的两石块从同一高度,同时释放。听落在桌上的声音是否有先后之差。再提出自由落体是什么性质的运动?你可以设计实验来验证吗?同学们积极思考,共同商量,设计出了用打点的方法来测;有用光电计时方法来测;有用闪光照相方法来测;最有创意而又简单的方法是“外报法”,物体从光滑斜面上加速下滑是匀变速运动,(这是已有的经验事实)增大角度物体的运动性质不变,只是加速度的值增大。当角度增大到90o时,就是自由落体运动,且只有重力作用,运动性质还应是匀变速直线运动。教学中使学生动脑,动手的实践中,感受“创新”成功的滋味,培养创新意识,提高创新能力。
②、学生的心灵深处都存在着使自己成为发现者、研究者、探索者的愿望,如果教师在教学过程中,重视把教学与学生的这种愿望相结合,注意为学生提供发现问题和运用知识的机会、创造解决问题的条件,学生的创新能力就会得到培养和发展,并能在研究过程中亲身体验到人类驾驭知识、改造现实的自豪感,这种内在的情感体验,会反过来激励学生再探索、再创新。例如:测电阻的实验中,给出学生足够的电学器材,让学生测小灯泡伏安特性曲线的实验,要求从零电压开始逐渐到额定电压为止。从器材的选择,电路的设计,测量记录到作出图象,分析图象的意义等都由学生自行设计。最后评比交流,使同学们相互学习,取长补短。再如单摆教学完成后,给出设计题目:提供一定容积的可乐瓶一只(瓶底有一小孔)、细线一根、米尺一把、小石子一块和盛水的桶一只。试估测水从此瓶底小孔连续流出的平均流量。较多的同学开始很茫然,因水的体积和水流时间都有连续性,通过同学们认真思考、观察,将已学的知识结合起来,多数同学能完成这个实验。从标签上读出水的体积。用细线与石子组成单摆测时间。这些实验与知识结合较好,又有较好的创意性,是培养学生创新能力的好方法。
③结合物理知识进行科技制作,如:电学知识学完后,布置学生作一个小型的风力发电机。可以用现成的发电机零件组装,也可用磁铁、线圈等制作发电机,自制风轮,让学生在制作过程中去探索怎样使轮转动得最快,怎样检测发电机的电流的大小等。最后在相同条件下对比发电量大小。再如:讲完全反射教学内容后,安排学生制作蜃景现象的模拟。同学们首先想解决的是有折射梯度的气层,经同学们的讨论研究,认为液体折射梯度容易实现,由不同液体接触面上的分子扩散来实现。学生在科技活动中,做了大量的小制作。如水位报答器,摇控航模,光控和声控继电电路等等。培养了学生的动手能力和解决问题的创新能力。
3、培养学生创新人格和协作精神
人们的价值观念正经历着从重视人的创造物的价值到重视人自身的价值的转变,面对人的品质评价已趋向于提倡人的创造型、开拓型的性格。因此,我们最终应把创新能力的培养落实到学生创新人格的塑造上,凡是有利于创新活动的个性品质,都是创新需要,称为创新个性,创新个性具有相当的完整性和持久性,对学生今后的发展将产生积极的和决定性的影响。
创新人格表现为:良好的思维品质、独立的个性特征。如质疑精神、创新意识;优良的意志品质;强烈的求知欲;不竭的进取精神。为塑造学生的创新人格,在教学中,应保护学生的好奇心,解除学生对错误的恐惧心理,鼓励独创性与多样性,鼓励幻想,鼓励向有创新精神的人学习和接触。
培养学生勇于面对失败的精神。在创造活动中,错误和失败远远多于成功。爱迪生发明电灯,瓦特发明蒸汽机,莱特兄弟把飞机送上天,都是建立在成千上万次失败的基础上的,事实证明,失败会使人聪明,“失败是成功之母”,在物理教学中要将科学家们可歌可泣的百折不挠的意志,献身科学的精神融合在知识传授中,增强学生的爱国主义精神、为人类的进步献身科学的责任心和勇于创新的顽强意志。
物理教师可利用灵活的形式,由学生组合成不同的物理兴趣小组,开展各种科技小制作、小发明、小论文等活动,举办物理知识竞赛,实验创新能手的评比等,办好科技板报、手抄报,使班内形成以创新为核心的班级舆论。教师要经常与学生交流创新体会,鼓励学生之间的适度竞争、相互合作交流相互了解和相互宽容,使全体学生的创造力和每个学生的创新能力相互激励同步增强。
创新教育的探索与实践使我们认识到,二十一世纪创新人材的培养是世界教育发展的主流。创新教育既关系到学生个人的可持续发展,更是国家和民族发展和进步的需要,所以我们必须树立正确的教育观念,真正地从应试教育转变为素质教育。努力提高自身创新能力。明确课堂教学是学生获取知识的主渠道,也是培养学生创新素质的主要途径。教学中贯彻创新意识是先导,创新精神是源头,创新思维是关键,观察、实践是途径,创新能力和创新人及协作为目标的教学原则。坚定方向,不断努力,一定能够培养出优秀的、具有创新能力的栋梁之材。
主要参考文献资料:
就苏科版教材中的综合实践活动分析,每一节的综合实践活动都是安排在该章的最后一节的,其知识和技能的提升是基于学生已学内容而进行的.学生在进行相应的综合实践活动的过程中,已经充分掌握了相应的预备知识与技能,能充分应用知识与技能解决一些实际的简单的应用.比如学生在学习好苏科版《电功和电热》以后,我们可以布置一项综合实践活动来提升学生对本章知识的掌握情况,比如让学生使用家里仅有的设备或器材去测量家里某一用电器的实际功率,也可以让学生去测量电视机的待机功率等等,测量过程学生能真正巩固对电功和电功率的掌握,也能对家庭电路的一般组成和相关知识进行巩固和提升.
2.巩固已会的方法与思维
物理在教学的过程中不仅传递着知识与技能,还渗透方法与思想,学生学习的过程中需要应用所学思想方法来应用到实际问题中.比如学生在《声音是什么》这一章节的学习过程中,已经初步接触的技能包括转换法和控制变量法,为此,教材在最后一节安排了《比较材料的隔声性能》这一活动,让学生通过简易的活动体验科学探究的过程,了解技术设计的有关元素,逐步学会运用控制变量法研究复杂的多变量问题.比如教材中将活动安排分为观察、预测、设计、比较、交流等几个环节.这些环节的训练和实践充分巩固了学生对科学探究的一般体验和控制变量法、转换法的尝试.实际教学过程中,学生可以开展的综合实践活动还有很多,这些综合实践活动的开展能充分巩固学生所学的知识与技能,也能通过实践的开展巩固学生已经掌握的方法和思想,逐渐服务于学生物理素养的提升.
二、综合实践活动在教学过程中的提升价值
初中物理教学一方面给学生传递必要的自然知识素养,一方面通过这些知识素养应用情况的考核,促使学生进一步的学习和研究.而除此之外,教学还有更根本的作用,那就是无论学生学了知识以后干什么或者能干什么?学生都能通过已学的知识与技能服务于学生自身的学习和生活、再学习和更好的生活,甚至去服务于社会.其根本的价值有以下两点:
1.提升学生的实际思维能力
知识与技能是有限的,而思维和能力是无限的,教学的过程中可以采用综合实践活动充分用好有限的知识与技能,提升学生无限的思维和能力,达成教育的最大价值.比如在苏科版《简单机械和功》的综合实践活动中,让学生设计、制作一个机械模型,在这个过程中,学生的思维层面提升至“设计”,学生依托于这一章中已经学到的“杠杆”(省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆),特殊杠杆:定滑轮和动滑轮,再结合学生生活中常见的杠杆及其中的优缺点进行思考分析,尝试设计一个简单机械,即先从理论上达成简单机械的构思和设想.比如学生需要考虑以下几个方面.①所制作的模型是否符合设计的要求.②模型的设计是否新颖③模型的省力情况和机械效率如何?④模型之中工艺难度如何?可制作性如何?⑤如何分工和展现等等,这一系列的思维问题一方面让学生对所学的知识与技能进行回顾和筛选,也让自己的设想和构思更加成熟和健全,也让学生在自主思考和小组合作交流的活动中完善自己的设计和制作.久而久之,学生的自主设计能力会得到进一步提升,而真正提升学生的思维能力,即学生的综合素养.
2.提升学生的实际操作能力
从设计到制作还是有一个比较漫长的过程的,学生在设计过后去制作的话,又会遇到很多的疑惑和困点,这些疑惑和困点又会促使学生设计的再完善和再分析,为此,学生会不断的思考,最终落实到学生的实践操作中,学生会为了设计的完美和理想化而不断的完善自己的操作过程和细节.比如学生在《浮力》和《力与运动》以后,让学生利用所学到的知识去制作一个密度计,虽然设计的原理已经了如指掌,但是学生却在实际的制作过程中发现,如果让制作的密度计悬浮在液体中,如何制作密度计中的刻度、如何更精确的标注刻度,如何确定密度计的测量范围,等等,这些都让学生在整个操作过程中绞尽脑汁,这实际的制作和改善的过程中,学生会达成前所未有的提升,再结合教师的点拨和提醒,学生会得到全面的提升,这些提升是常态地知识传授和习题训练无法达成的,也正是我们在常态的教学过程中需要真正实践和落实的.
(一)、时代背景
(1)、知识经济呼唤创新人才
21世纪将是知识经济占国际经济主导地位的世纪,也就是知识经济竞争的世纪。知识经济的竞争,实质上是技术创新的竞争、知识创新的竞争和创新人才的竞争。
技术创新是经济持续发展的中心环节。今天的经济增长,归根到底是知识应用于生产过程中,使潜在生产力转化为直接生产力,而技术创新是这一转化的中心环节,离开技术的创新,就没有经济的持续增长。但技术创新又是以知识创新为基础的,知识创新是新技术和新发明的源泉。所谓知识创新,是指通过科学研究,包括基础研究和应用的研究,获得新的基础科学和技术科学知识的过程。知识创新的目的是追求新发现,探索新规律,创立新学说,创造新方法,积累新知识,为人类认识世界、改造世界提供新理论和新方法,促进科技进步和经济增长。
无论是进行技术创新,还是进行知识创新,最关键、最根本的因素是人才,是创新者。下一个世纪的知识经济,必将形成对人才尤其是创新人才的巨大需求,人才的竞争会异常激烈。那时谁拥有大量高素质的创新人才资源,谁就拥有持续创新的能力,谁就具备发展知识经济的巨大潜力;相反,谁缺少科学技术储备和创新人才,谁就会失去知识经济带来的发展机遇。因此,近几年来,世界各国尤其是发达国家,不约而同地加强了创新人才的培养和竞争。
近几年来,我国也充分认识到了知识创新、技术创新和培养创新人才的重要性。中国科协主席周光召院士最近指出:“面对知识经济时代的到来,光靠引进与模仿没有出路,引进与模仿到了一定程度以后,就会跟不上去。”因此,“我们要发扬创新精神,增强创新能力,不仅在科技上要创新,在文化上、管理上也都要创新,不能墨守成规。惟有不断地创新,我们的国家和民族才能在下一世纪走上一条迎头赶上先进的独特的道路”。1总书记在考察北京大学时指出:“创新是不断进步的灵魂”,“如果不能创新,不去创新,一个民族就难以发展起来,难以屹立于世界之林”。2那么,如何创新呢?周光召指出:“要把更多的注意力放到培养人才群体的创新能力上,要更多地吸收外来优秀科技与文化成果,以我为主,充分发挥创新能力。”3总书记则强调:“创新,最根本的一条就是要靠教育,靠人才。”4“要加快知识创新,加快高新技术产业化,关键在人才,必须有一批又一批优秀年轻人脱颖而出。”5为此,中国科学院开展了“知识创新工程”试点,并提出了《迎接知识经济时代,建设国家创新体系》的研究报告,这些都得到了总书记和朱基总理的充分肯定。
(2)、创新人才需要创造教育
在知识经济时代,创新人才主要应具备以下四个方面的基本素质:一是应该具有创新精神,养成推崇、追求创新和以创新为荣的意识,应该善于发现并提出问题,具有强烈的“问题意识”。二是应该学会创造思维,能够打破常规,突破传统观念,具有敏锐的观察力和丰富的想像力,从而使思维具有一种“超前性”。三是应该具有创造力。具备扎实的基础知识,广博的视野以及善于综合、开拓新领域的能力,掌握创造新知识的方法论。四是应该具有健全的人格。必须具备献身科学和人类事业的内在动力和坚强意志,具有敢闯、敢冒风险、敢于怀疑和批判的科学精神,具备良好的精神状态和心理素质。这些素质,靠什么教育来培养呢?只能是创造教育。
纵观世界教育发展的历史,从总体来看,人类教育可以归纳为四种类型和发展层次,即:书本教育——工具教育——智能教育——创造教育。“书本教育”产生于奴隶社会,在封建社会得到了充分发展。这种教育的特点是“读死书”、“崇古迷贤”,扼杀个性,人完全成了书本的奴隶。“工具教育”是适应资本主义萌芽到发展早期的需要而产生的。它的功能,“对绝大多数人来说不过是把人训练成机器罢了”。7“智能教育”是近30年来欧美各国教育改革深入发展的产物。这种教育旨在发展人的智能,使人的心理发展与现实世界发展同步。为达此目的,它重专业基础,重方法,重应用,重学科间的联结。很显然,“智能教育”在适应现代生产力的发展变化方面大大前进了一步。“创造教育”与上述三种教育有着质的区别。它虽然也重智能发展,但它又将“智能教育”提高到一个新的层次水平。“创造教育”旨在造就富有创造力的优质人才。创造力是人的最高智力的总概括,是人的创造心理素质即创造个体所具有的个性心理特征最高水平的综合作用的反映,“创造教育”依据创造力的心理构成及其形成规律,致力于构建民主和谐的环境,实施人的优化教育,使人的心理得到最佳的发展。
面对当今世界新的技术革命的挑战形势,对创造教育的研究和创造型人才的培养便引起了世界范围的普遍重视。美国、日本和前苏联等科技领先的国家对创造教育的研究尤为重视,这些国家把培养创造型人才视为“走向21世纪的道路”、“教育改革的基本思想”,直至将其明文写入了宪法。随着社会历史的发展,创造教育将会越来越受到人们的重视,成为人类推进现代文明的必由之路。
我国有过灿烂的古代文明,曾以“四大发明”为世界做出了巨大贡献。到本世纪40年代,陶行知先生就发表了“创造宣言”,主要以激发人的创造性为办教育的目的;60年代台湾学者郭有儒编著了《创造心理学》,开拓了创造学研究的新领域;80年代初著名心理学家张德致力于“创造性思维的发展与教学”的研究,作为“七五”期间重点科研课题。1983年,我国召开了第一次全国创造学讨论会,创造学作为一门科学,开始走上了大学课堂。此后,中小学和大型企业逐步开展了创造教育,继而建立了中国发明协会,出版了《人才与创造》、《创造力教程》等一批专著和有关期刊。但是,我们也应当看到,创造教育还很不完善,与发达国家相比还有不小的差距。主要体现在两个方面:一是创造教育的开展面还比较小,二是传统的教学方法仍占主导地位。因此,我们应该正视现实,振奋精神,积极创造条件开展创造教育,努力培养一大批创新人才,迎接知识经济时代的到来。
⒉物理教学现状
物理学科,既有工具性,又有表达性,而且与现实生活密切相关,易于激发学生学习物理的兴趣和培养学生的创造性思维能力。然而初中物理教学的现状不尽如人意。不少教师教学观念陈旧,人为物理教学内容深度浅,范围广,定性的多,定量的少,静态为主,动态讨论为辅,无须培养学生的创造性思维能力;不少教师教学方法单纯,教学中照本宣科,方法含量少,教师讲、学生听,教学过程主要表现为“接受——理解——巩固——解题”,热衷于重复机械操练为主的题海战术,以致学生发现不了问题,更不会提出问题,很大程度上扼杀了学生的创新精神,培养学生的创造性思维能力更是无从谈起。物理教学的现状与时代所需求的创造型人才的差距是明显的。教育是为未来培养新型人才的,作为初中物理学科教学必须改革,特别要想方设法培养学生的创造性思维能力,这是时代的需要,更是新世纪中国教育发展的需要。
二、思考研究
⒈概念界定创造教育是一门培养创新精神,训练创造性解决问题的思维和技能,奠定综合性素质,为造就创造、创新、创业型人才的一门创造学分支学科。站在教育岗位上来说,就是创设问题情景与民主宽松的心理氛围,培养学生的创造精神,训练学生的创造性思维,培养学生善于发现问题、分析问题与解决问题的能力,从而挖掘学生的创造潜能,开发学生的创造力,培养学生创造性学力的教育活动。
⒉培养创造教育能力的几点原则
⑴学生主体性原则
物理教学的最终目的是培养学生的创造性思维能力,所以在培养过程中,学生始终处于主体的地位,即教师力求引导学生主动参与教学活动,自主创新、自主发展,教师则是角色定位在“合作者,指导者”的身份,鼓励学生创新。这样才能使学生真正具有创造性思维能力。
⑵首创性原则
创造性思维是一种打破常规,具有新颖的、与众不同的独创性思维。它除了具有一般思维的特征之外,还有最突出的两点:新颖性和独创性。因此,要培养学生的创造性思维能力,必须激励学生发表独特、首创的见解。
⑶求异性原则
创造性思维不仅要培养聚合性思维能力,更重要的是培养学生的发散思维能力,为了达到某一目标而寻找出尽可能新的具有独创性解决问题的思路和方法,从而达到解决问题的目的,这就表现为求异性的特点。
⑷多样性原则
给学生提供一定的信息,让学生依据信息,广开思路,充分想象,为达到某一目标寻找出尽可能多的解决问题的思路或方法,这就必然表现出“多样性”的特点。要培养学生的创造性思维能力,必须要坚持以上四条原则,否则研究的目标会出现偏差,学生的创造性思维能力难以培养。
⒊培养创造能力的策略—创设情景
学生创造性思维能力的培养、必须依据创造性思维的特点并结合物理学科特定的教学内容,制订有关的策略,从而真正达到教育教学的目标,推进物理学科的素质教育步伐。
学生是学习的主体,在学习过程中,尤其是刚开始学习的时候,如果能成功地创设问题的情景,引起学生有效的认知冲突与碰撞,让学生对将要学习的内容产生兴趣,主动地提出疑问,进而想解决疑问,就能使学生主动参与到学习中来。所以,教师必须首先要把握教材的要求和特点,然后从学生的认知结构入手,善于利用能引起学生好奇或怀疑,但用学生现有的知识又不能解决的问题,激发学生的求知欲望,培养学生的创造性思维和善于发现问题的能力。问题的情景可以有从几方面进行创设:
⑴能引发学生好奇心的问题的情景
初中学生正处于青少年成长时期,学习情绪容易波动,学习的持久性差,注意力很难长时间地集中,如果课堂上问题的情景能引发他们的好奇心,引起他们的注意力,就能为创造教育的实施奠定基础。物理是一门以实验为基础的学科,在初中物理的教学中,可以用实验来引起学生的兴趣,实验的设计要依据教学内容,直观、醒目、新颖。
如在平面镜成像的教学中,教师可以把几块大的平面镜互成直角放置,再放置一个红色的苹果放在其中的一块平面镜上,结果有多个像出现,马上就引起了学生新奇的感觉。再如,上初二电路时,我就让学生画出班级中两个电键、六盏日光灯之间的连接,让学生自由的画到黑板上,只要你有与黑板上不同的连接方法,就可以画到黑板上,结果学生无拘无束,共画出了十二种连接,最后我再作评讲,并一一演示给学生看。甚至请学生上去把其中一盏日光灯去掉,看另一盏或另二盏灯同受一只电键控制的情况。这样,学生学习情绪很高。
⑵能引起学生思维活动的问题的情景。
学生学习活动的过程中,思维是活动的核心,而思维一般都是从问题开始。在学习活动中,创设问题的情景,有效地激发学生认知冲突和碰撞,就能使学生的创造思维得到发挥。如在浮力的教学中,教师可提出问题:“为什么有时候浮力大到可以托起一艘万吨巨轮,而有时候又小到托不起一片薄薄的铁片?”,简单的一句话,却可以引起学生的疑问并进而提出问题:“浮力的大小究竟跟哪些因素有关?”,并进而提出可能会影响浮力大小的一些因素,引起激烈讨论。可见,学生有了思维活动,学生就能更主动地参与到学习中来。再如学到重力时,向学生提问:物体不受重力作用时,下例现象不存在的是:A、人跳起后,不会落到地上。B、水从碗中倒不出来。C、人可以倒着行走。D、中学生将200千克的石头举不起来。这样一提问,好比一块石头激起千层浪,激活了学生的思维,引起了学生学习物理的兴趣。正如伟大的物理学家牛顿说过:“没有大胆的猜测,就不能做出伟大的发现”。但在创造性活动中,仅依靠直觉猜测是不够的,还必须经过逻辑思维的论证和检验,而直觉猜测是创造性活动的起点。在学习初二物理摩擦时,我让学生思考这样一个问题:假若没有摩擦存在,下例哪些现象是不可能发生的:A、我们不能坐在教室里学习,也无法写字。B、房屋会倒塌,砖瓦会四处飞溅。C、微风可以沿铁轨将火车吹动。D、人可以在地面上自由行走。通过分析,让学生知道,我们的生存离不开摩擦。通过猜测失去摩擦,物体究竟将处于什么状态,从而来训练学生的直觉思维和逻辑思维。⑶能诱使学生对已有经验进行否定的问题的情景。
在日常生活中,学生往往对一些现象习以为常,如“近大远小”的现象,“冬天室外的金属比树木摸上去冷”等,如果在教学中能巧妙地创设问题的情景,使学生否定自己原先对这一现象的理解,那么学生的创造性思维活动就能进一步得到发展。如在平面上成像的教学中教师可追问一句:“我离你越近,我真的就会变大吗?”;或者在温度和热现象的教学中提问:“冬天室外的金属真的比树木的温度低吗?”,类似的问题的确能诱使学生对已有的一些观念积极地进行思维,并自己发现问题,甚至还能自己解决问题。
⑷能较大地发展学生联想力和想象力。
因为创造性想象不是想入非非,它必须要沿着一定方向、目的而展开,必须接受抽象思维的指导和调节,创造性思维的新颖性就有创造性想象的成分。在学习牛顿第一定律后,我让学生做这样一道题:在光滑的水平面上运动的物体,当突然消失一切外力作用的时候,物体将:A、马上停下来。B、将永远做匀速直线运动。C、运动一段路程后慢慢停下来。D、运动状态不能确定。我们常见的物体是外力作用时的状态,在物体不受外力时,可依靠创造性想象,思维着物体存在的状态。
三、实践操作
初中物理教学过程突出强调:观察、实验、思维、运用,这也是初中物理教学的特点,所以初中物理教学中应突出培养三种能力——观察、实验能力;分析、概括能力;解决简单问题的能力。但是,在初中物理教学实践操作中,要培养学生的创造能力仅仅依靠以上三种能力是远远不够的。我在教学实践中,依赖第二部分的研究分析中的原则和策略,将培养学生创造性思维能力细化分解为以下八种能力:①观察能力;②注意能力;③记忆能力;④实验操作能力;⑤检索能力;⑥积累资料能力;⑦发问能力;⑧讨论能力。这样,使物理教学中培养学生创造性思维能力更表现为具体性、分层性和可操作性。
⒈培养观察能力
物理知识往往通过对事物的观察才能获得,所以要想使学生学会、学活物理知识,必须培养观察能力。无论在教学中的演示实验,还是学生的操作实验,都引导学生学会仔细观察实验过程中所出现的变化,同时还要求学生观察日常生活中的一些物理现象。这样,使学生养成“见物思理”和“以物讲理”的习惯,
从而培养了学生的观察能力。
⒉培养注意能力
认知理论告诉我们,学习效率的高低取决于注意力的强弱,因此,在教学中经常利用“环境的创设”、“提问的设计”以及“课外知识的穿插”等手段,指导学生培养并提高注意力,使学生保持较长的兴奋状态,同时物理课堂教学的效率也得到了提高。
⒊培养记忆能力
记忆力的强弱取决于注意力的强弱,在培养学生注意力的基础上,还在记忆方法的指导方面下了功夫。比如,某一章节学完以后,指导学生采用“列表法”、“树状分支法”等,对所涉及的知识予以梳理归类,既一目了然,便于对照,又培养了记忆力。
⒋培养实验操作能力
物理是一门实验性很强的学科,必须重视“实验操作”,因此凡是教学内容能用实验操作的都安排学生去做,不仅如此,而且还将与教学内容相关的日常生活中的物理现象也让学生实验操作,如说明大气压存在
的实验。这样,既培养了学生实验操作的能力,又拓展了学生的知识视野。
⒌培养快速获取所需信息能力
科学技术日新月异,物理资料层出不穷。要培养学生的创造性思维能力,学会学习尤为重要。我在教学中指导学生运用“读书目”、“读目录”等方法,以最快的速度获取你所需要的有关信息,从而培养了学生的快速获取信息的能力,提高了学习效率。
⒍培养积累资料能力
在物理教学中,我比较注重培养学生积累资料的能力。首先教育引导学生做学习上的有心人,只要与物理知识有关的材料、信息都注意积累,最终“厚积而薄发”;其次,指导学生利用剪报、摘录等方法,把资料分门别类。第三,我自己也带头积累资料。这样,各种知识的积累既培养了积累资料的能力,更为培养学生的创造性思维能力提供了有力的保证。
⒎培养发问能力
创造教育的倡导者陶行知先生说过:“学问千千万,关键在一问”。而培养学生的发问能力,让学生学会提问则是培养学生创造性思维的关键一环。所以,在物理教学中我经常让学生“带着问题走向教师”,并且指导学生如何提问,有时学生提出一个“好问题”,能够造成师生和生生之间的认知冲突,从而形成课堂教学的。这样学生的思维被激活,创造性思维能力得到了确确实实地培养。
⒏培养讨论能力
寸有所长,尺有所短。学生与学生之间在知识结构和认知水平差异很大。对于物理学科中的问题,我通过讨论课让学生各抒己见,收到了很好的效果。通过讨论甚至争论,学生的认识更加完善,表现出很强的互补性。更为重要的是,在讨论时大家积极开动脑筋,思维与思维的碰撞产生了智慧的火花,创造性思维被激活,能力也得到了培养。四、中小学开展创造教育应当注意五个方面的问题:
1.树立创造教育的教育观
开展创造教育,应当有正确的教育观作为指导。中小学开展创造教育,首先应当了解创造教育的四个方面的基本内涵:一是创造教育的本质就在于充分展示人类的创造力,并使之转化为学生个人的创造力;二是创造教育的根本目的在于实现人类认识的发展(而不是单纯的稳定和延续);三是创造教育的根本任务在于使学生的个人认识成为一个活的有机体;四是创造教育的基本途径在于实现个人认识的自然发展,这种个人认识自然发展过程的实质在于重演人类认识自然的基本过程。因此,自然发展的思想是整个创造教育观的实质和灵魂所在。我们只有认识和掌握了这些基本思想,才能真正树立起创造教育的教育观,也才能以此指导创造教育的实践。
2.构建创造教育的教学模式
教育教学及其改革实验,总是按一定的模式进行的,实施素质教育也应当有一定的教学模式。创造教育应当通过什么样的模式在课堂教学中进行呢?近年来,国内的一些中小学曾做了有益的探索。例如南京市琅琊路小学就构建了“自主创新学习”的教育模式。该教学模式从生命的高度,用动态生成的观点看待课堂教学,以师生关系和谐为基础,以培养质疑品质为关键,以教师创新示范为前提,以小组交流为主要方法,以更新教学手段为有力保证,以及时反馈鼓励为有力措施,进行教学。因而其具有六个特点:第一,其学习目标是发展学生的整体素质;第二,从教育对象看,要求全体学生自主参与;第三,其教学关系为民主、互助、合作、愉悦;第四,其教学方法是启发、导学、激励、内化;第五,其教学要素包括语言、工具、形象、价值、人际关系;第六,从评价方式看,不仅关注学习结果,更关注学习过程。广大中小学也应当如此,要在实践中探索出更多的创造教育的教学模式,使创造教育的路子越走越宽。
3.探索创造教育的方法
进行创造教育,既要有一定的模式,也要有一定的方法。因为只有具体的方法才能实现模式所规定的目标。目前,国内外正在探索或运用的创造教育的方法主要有四种:第一种是国际上包括我们国家普遍推行的教育,即“科学——技术——社会”。这在美国、加拿大、英国、日本、荷兰开展得十分广泛。我国华东师大附中、东北师大附中、北师大附中,江苏苏州、常州,辽宁鞍山,山东莱州,以及上海向明、格致、控江、和田路等中学,结合创造性教育训练,都取得了较好的成果。第二种是美国使用最广泛、我国正在推行的CPS教育,即创造性解决问题的教育和训练,它运用创造学原理培训学生,开发创造性思维和能力。第三种是超前教育,超前学习(Over-stepLearning)。根据人的学龄,使学习的儿童能超越知识积累和学习时间上的某种限定,有所突破,这种教学方法使学生的探索性提前进入新知识学习阶段。第四种是右脑开发训练。人的左右脑由胼胝体联结,并由胼胝体里的二亿条神经纤维沟通左右脑。只有在左右脑共同发挥作用时,才能对客观事物有创造性的成功。但人们一般习惯用左脑,而很少用右脑。因此,在创造教育中,应当注意右脑的开发训练。对这些方法,要认真理解,消化掌握,灵活运用,并在实践中逐步探索出一些更切合实际、操作性更强的方法,以更有利于创新人才的培养。
4.开辟创造教育的主辅渠道
创造教育的主渠道是课堂教学。课堂教学又应当通过渗透和灌输两种方式实施创造教育。所谓渗透,就是各学科教师在课堂教学中应当注意结合教材内容对学生进行创造教育的知识传授和能力训练,其中应当力求做到“六结合”,即教材的知识结构与学生的学习结构有机结合,学习知识与思维训练有机结合,培养各种能力与开发创造力有机结合,习题教学与多角度思维有机结合,实验教学与创造技能训练有机结合,提高智力品质与提高非智力品质有机结合。所谓灌输,即通过开设“创造学”课程对学生进行较为系统的“创造学”知识能力的教育训练。在此方面,安徽屯溪一中取得了较好的经验。该校从创造理论、创造主体、创造环境等几个方面自编教材,在高一、初一试开“创造学”课。如在“发散思维”一课的教学中,教师提出:“吸过墨水的笔杆上沾满墨水,往往弄脏了手指,如何避免?”在教师的启发下,学生的思维便产生“连锁反应”,纷纷提出各种方案,智慧的火花不断闪现。之后,师生共同评价各种方案,互相启发。最后,教师讲解了全国获奖发明作品“气压墨水瓶”的发明原理,把教学推向。这样,整个教学活动以学生为主体,以启发和提高学生创造力为目标,取得了很好的效果。
创造教育的辅渠道,也就是“第二课堂”。中小学的各学科可配合课堂教学成立兴趣小组,并举办或开展讲座、竞赛、参观、考察、实验、小制做、小发明等活动,教师有意识地在这些活动中开发学生的创造潜能,使学生在根据自己兴趣自选项目、发展志向的基础上,创造知识得以增长,创造能力得以提高。
5.加速创造型教师队伍的建设
要开展创造教育,培养学生的创造能力,必须要有创造型的教师。这可以从两个方面加以考虑:一是师范院校可以设置创造教育专业或开设“创造学”课,为未来的教师和在职进修教师系统讲授创造教育课程,提高他们的创造教育理论水平和创造能力,把他们培养成为中小学的学科创造型教师和创造教育的学科带头人。二是广大在职教师要通过进修、短训等多种方式提高自身的创造素质。
要通过正规的和非正规的教育,系统地或较为系统地对广大教师进行创造教育知识的教育和能力的训练,从而提高广大教师的创造教育素质,建立一支创造型的骨干教师队伍。
五、几点体会
课堂教学中的创造教育要充分把握学生的创造潜能,开发学生的创造力,而创造力的本“创新”,而这种“新”仅仅是对学生个人来说是新的,前所未有的。在初中物理的教学中,这种创造力就应是学生在学习概念规律形成的过程中,自己发现问题、积极思维,并自己总结出物理概念、规律的能力。在教学实践过程中,我将以上一些策略运用于教学过程,取得了较好的效体现。学生的学习能力得到培养,知识面宽,思考问题周密,学习主动性强,后劲足。学生不仅在学科的学习中取得了良好的成绩,而且在一些科技活动竞赛中获得优异成绩可见“创新”应从基础教育抓起,并落实到各个学科教学上,要不断地在教学过程中培养学生的创造性能力和创新精神,那么,迈向二十一世纪的中国将人才辈出,巍然屹立于世界先进民族之林。参考文献:
⒈王承绪等主编《比较教育》(新版)人民教育出版社
⒉王谓中编著的《实用创造力开发教程》同济大学出版社
⒊胡百良编著的《中学物理教学实践与研究》江苏教育出版社
物理化学作为基础理论课,其内容相对比较稳定,但科技日新月异的发展,给物理化学注入了新的生命力,初步从宏观到微观,从平衡态到非平衡态的越来越成为热点。因此,我们在教学中除把物理化学中的经典理论、经典技术讲授给学生之外,还需让他们了解学科动向,吸收现代科学发展的新成果。如在介绍熵函数时,除把物理化学中的经典熵概念介绍给学生外,还可以把信息熵,管理熵等现代熵理论及其应用介绍给学生,既提高学生兴趣,又提升学生学以致用、理论联系实际的应用能力,避免概念的抽象乏味。
二、理清思路,抓住重点
物理化学虽概念多,公式多,但内部间却存在着密切联系,如果教师能帮学生理清学习思路,使学生能够抓住其中的主线,学生学习起来就有层次多了。物理化学的理论逻辑性强,教师教学时可在讲解每一章前,先告知学生研究的思路和内容间的联系。在讲到一定阶段时,注重各章直接的联系。比如说物理化学在介绍完热力学第一定律和第二定律之后,分别侧重热的计算和熵变的计算,而所研究的过程和思路却是一致的,都首先介绍单纯变化过程,之后是相变化,最后是化学变化。再理清热和熵变之间的关系,那么掌握和理解这两个章节的公式和计算就不再困难。
三、注重实验环节的改革
物理化学实验在我院是附属于物理化学课程教学的。物理化学实验与前面所学的无机化学实验和有机化学实验存在重要的不同。它实验设备比较大,操作时间长,数据后处理与作图繁锁,所以物理化学实验对培养学生的动手能力与分析处理数据能力起着非常重要的作用。因此我们要注重物理化学实验的改革。
1.加强学生课前预习。因物理化学实验时间久,测试数据多,内容复杂,所以加强实验前的预习,是顺利做好实验的关键之一。针对此种情况,我们给学生分组,开出任务清单,要学生知道所用仪器,了解实验原理,弄清操作步骤,实验前对学生进行提问,回答合格者方可进行实验。避免了学生课前不预习而导致实验失败的情况。从效果上看,既减少了教师讲学生不认真听的坏习惯,又提高了实验的成功率,让学生改正了做试验报告不明层次、不进行数据处理的毛病。
2.改善考核机制。物理化学每个实验都作为期末考试成绩的一部分,从课前预习,到操作,数据,态度,实验报告和实验后答辩,这也就是说,期末考试成绩并非单纯的一纸考卷的终结性成绩,而是学生在学习过程中自己不断形成的。