1、物理教學中培養創新能力的方法與策略從一堂創新大賽課例談物理教學中培養創新能力的方法與策略徐州高級中學王磊創新，需要勇氣，更需要智慧。學生是課堂教學的主體， 然而在課堂教學中加強對學生創新能力的培養卻離不開教師主導地位的表達， 如何發揮教師在課堂教學中的主導作用，在引領學生掌握知識、培養技能的同時， 提高學生的創新意識和創新能力，筆者擬從一堂創新大賽的參賽課例著手，從實踐的角度探究在物理教學中培養學生創新能力的方法與策略。2017 年 11 月，我參加了全國第六屆中學物理教學改革創新大賽，本次大賽的主題為 “從生活走向物理、從物理走向社會”，要求參賽者通過對一堂課的設計與實踐，彰顯競賽的主題思想

2、。我選擇的課題為牛頓第三定律，通常關于本課的設計一般采納情境引入、現象演示、關系猜想、實驗驗證、知識鞏固、規律應用與遷移的教學流程，然而如何在每個環節通過創新性的設計， 使學生在完成對知識建構的同時進行創新思想的滲透，卻需要教師在遵循學生認知規律的基礎上，不斷的向前一步，更進一步， 通過創新的教學設計，引領學生培養科學創新精神，實現知識和能力的協調進展。為此，我進行了以下實踐。一、情境引入拍手、拔河是那個環節通常選取的素材，然而高中生通過初中的學習，對作用力與反作用力的上述現象早已耳熟能詳，如此的例子差不多特別難激發學生的認知熱情，缺乏思維難度使學生無法快速進入預設的情境。為此， 我展示了一幅

3、建筑工人高空作業的圖片，并拋出如此的問題： “隨著社會的進展，高層建筑越來載多，經常需要對它的外立面進行整修，當高空作業人員站在墻邊的高架窄板上時，通常基本上面壁站立， 而不是背對墻站立，你明白是出于什么考慮嗎？” 這一生活中常見卻又看似與本節課沒有多大關聯的問題趕忙提升了學生的興趣，引發了學生的思考。教師接著更進一步， “想不想體驗一下？”我在教室的墻邊用板凳和窄板搭建了一個“低”空平臺，請一位學生背靠墻壁站在窄板上，然后緩慢下蹲，學生不由自主地從板上掉了下來，究其緣故，原來是下蹲時人體與墻壁之間發生了相互作用，說明作用力與反作用力的這種現象普遍地存在于我們的生活之中。通過情理之中而又意料之

4、外的情境創設和學生的參與體驗，將學生的關注引向課題，更將學生的思維引向高地。二、現象演示為了進一步加深學生對現象的認識，說明一切物體之間都存在相互作用，現象的演示是有必要的，但例證的選擇如何做到廣而精呢？我選擇了以下三個實例：實例 1：遙控電動小車在木板上的運動理由 1：小車在運動時與木板間存在多對相互作用力，既有彈力、又有摩擦力，對后面說明作用力與反作用力的性質相同有關心；理由 2：學生關于小車前進的動力來源摩擦力以及小車對木板反作用力的方向易出現誤解，可通過現場對實驗的改進在木板下加上“輪子” ，觀看小車通電后木板的運動方向來加以解決。實例 2：吹氣后的氣球未扎口在放手后飛掉理由 1：學生

5、可能會找不準相互作用的對象，誤認為是氣球飛走是由于內、外氣體間發生的相互作用，為此還能夠預備一個扎口的氣球以備說明；理由 2：此現象與后面知識的應用中火箭升空的動力來源有異曲同工之處，為后續的學習做了鋪墊。實例 3：視頻宇宙飛船中處于完全失重狀態下的宇航員之間掰手腕、擊掌、拔河。理由：借助多媒體手段將學生日常不易觀看到的現象加以展示以說明相互作用普遍存在，同時提升了學生的學習興趣。總結：實例的選擇既能凸現知識本身的存在， 又為后續的教與學做好了鋪墊， 同時引發學生對過去所學知識的反思，一舉三得。三、關系猜想猜想是探究教學過程中的重要環節，更是一種科學的思維方式。學生依據以往經驗和事實，憑借直覺

6、對規律作出合理推測，是一種創造性的思維過程。本節課中，學生特別容易對作用力與反作用力的關系做出如下猜測：大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。驗證大概能夠順理成章的接著了， 然而學生猜測的依據那么特別少有人追問，殊不知看似想所以的背后， 特別可能暴露出學生認知的模糊。比如：學生可能會依照拍手時的感受得出作用力大小相等的猜想， 然而這種主觀感受能說明定量的結果嗎？又比如：兩個力一上一下或一左一右能夠說明方向相反，但能夠說明一定在同一直線上嗎？伴隨著教師的不斷追問，學生思維的漏洞被不斷地發明，促使學生即時反思， 不僅為后續的實驗驗證開放了思路，更培養了學生正確的科研究態度，提升了學生的思維水平。

7、四、實驗驗證通常采納的工具是一對彈簧測力計，簡單且方便， 但關于相互作用關系的研究來說，卻仍存在諸多不足。其一，彈簧測力計較粗，難以說明作用力和反作用力在同一條直線上，其二，學生總是在彈簧測力計的示數穩定時觀看示數的關系，難以保證示數變化的過程中大小總是相等。教師適時將上述問題提出，引發學生的思考，探究改進方案。關于第一個問題，我采納將彈簧測力計換成兩根橡皮條，因為橡皮條的彈力方向總是沿著橡皮條，而實驗說明橡皮條向兩個方向拉伸，而不管如何移動， 兩根橡皮條總呈一條直線，這就有力的證明了相互作用力在同一條直線上。針對第二個問題，學生通過思考與討論，提出了諸如錄像、頻閃照相等方案， 教師在給予確信

8、的同時，提出用傳感器替代彈簧測力計以記錄動態變化的數據從而研究規律的方法。 借助力傳感器與計算機輔助， 得到作用力和反作用力的動態變化圖象，學生從圖象的對稱性 可借助工具使圖象反轉使其重合特別容易得出作用力和反作用力大小相等且同時產生、 變化和消逝的結論， 教師還能夠通過在實驗過程中改變傳感器的運動狀態引導學生思考相互作用力的這種關系與物體的運動狀態無關。通過實驗探究、 實驗的改進以及現代信息技術與物理課程的有機整合，培養了學生觀看能力、實驗能力、合作能力、分析概括能力、 語言表達能力， 同時滲透了科學研究方法的教學，有效地提高學生的創新能力。五、知識鞏固只是做幾個題嗎？所以不！ 知識鞏固不僅

9、是對規律的理解、重點的強化， 更是對難點的突破。本節課的難點在于正確區分一對作用力和反作用力與一對平衡力的關系，為此我采取的策略是從問題動身， 以放置在水平地面上的物體中包含的相互作用力和平衡力的分析，引導學生通過列表對比的方式比較兩對力的異同；接著以馬拉車為例， 通過分析馬和車個體的受力與馬和車之間的相互作用力在馬車處于不同運動狀態下的關系，加深對兩對力關系的理解；然后將馬和車替換成甲隊和乙隊，巧妙地將之轉化為實際的拔河問題，至此， 通過巧設思維梯度， 建立最近進展區的教學環節的設計，不斷激活學生的課堂思維，使學生感受深刻，理解透徹，難點被突破的同時，學生的思維能力也得到了提高。六、規律的應

10、用與遷移對知識的應用與遷移最能表達出學生的創新意識和創新精神，這就要求教師在課堂教學中通過不斷深化與創新課堂設計來激發學生的創造潛能以達到培養創新能力的目標。為此，我首先選取了“神七”飛天的視頻，借助前面的氣球實驗，學生關于火箭升空的動力來源差不多能夠從本課所學的作用力與反作用力的關系中查找到答案，而其后所做的 “水火箭” 實驗讓學生對這種強大的作用力有了更加直觀的感受。為了讓學生創新能力得到進一步的提升，我展示出給草坪繞水的旋轉噴水器圖片，先讓學生思考噴頭的形狀，然后自行設計噴頭并與實際噴頭 教師展示 進行對比， 最后讓學生利用相關器材 飲料瓶、 彎頭吸管、 鐵釘、剪刀、細線等現場制作一個懸掛式的自動噴水器，至此，課堂氣氛被推向高潮，學生的創造潛能被最大程度的激發出來。 通過自行設計、動手實踐、成果展示， 使學生通過對現實問題的研究， 培養了學以致用的精神和動手實踐的能力， 體驗了成功的歡樂， 其創新能力也在不知不覺中得到了進展。 教師還能夠通過對學生成果的點評， 引導學生對作品提出改進方案，為學生后續的學習指明了方向，也使本節課的教學效果達到最大化。通過對本堂課的教學設計及教學效果的反饋，使我深刻地體會到，創新的課堂教學設計