一、思维障碍影响高中物理学生创新能力难以发挥原因分析
从认识的发展理论角度来分析,学习的过程是在不断的认识,而这个过程中,个体的学习是需要以已知的内部认知结构为基础,从而对信息进行加工,将认知对象以一种简单的方式储存起来,直观来讲就是学生以已有的知识结构为基础,从中将对新知识学习有效的旧知识提炼出来,最终来保障新知识的顺利学习,也就是准确把握新知识与旧知识的平衡点。
从过程理论的角度来看,并非每一个学生都能一次性成功。原因:一是,教学过程中,教师没有准确掌握学生的实际情况,不能洞悉学生思维困惑之处,而教师任由自己的思路与知识逻辑进行填鸭式教学,最终到学生自己去探究问题时往往找不到东西;二是,若是新知识与旧知识在结构上无法衔接时,又或者说新旧知识缺乏了必要的平衡点,而这些新知识就可能在学生正常的思维过程中被排斥,或者需要调整过后才能被真正吸收。旧知识与新知识不能顺利的衔接,造成学生在解决问题过程中出现思维障碍。
从教学方式上看,传统的教学中,不管是物理课还是其他课程,基本上都是教师在上面讲,学生在下面听,被动的去接受。这种传统的教学方式只注重学生对理论知识的掌握,并不注重学生是否会灵活运用。而且在教学的过程中,老师不是引导者的身份,而只是一味的将整个思维灌输给学生,这样便很难突破学生思维,阻扰学生创新能力的提高。
二、突破思维障碍,培养学生物理创新能力的方法措施
(一)以兴趣入手,打破思维束缚,培养创新意识
兴趣是学习事物的动力,学生参与教学能更快速融入知识。培养学生床戏能力在于打破学生思维束缚,让学生能在参与过程中自主发现并解决问题。例如巧解模型法:车行速度与前后轮边缘的线速度相等,故后轮边缘的线速度为4m/s,后轮的角速度ω=v/R≈12rad/s,飞轮与后轮为同轴装置,故飞轮的角速度ω1=ω=12rad/s,飞轮与链轮是用链条连接的,故链轮与飞轮线速度相同,所以ω1r1=ω2r2,r1与r2分别为飞轮和链轮的半径,因轮周长L=NΔL=2πr,N为齿数,ΔL为两邻齿间的弧长,故r∝N,所以ω1N1=ω2N2。又踏板与链轮同轴,脚踩踏板的角速度ω3=ω2,则ω3=ω1N1/N2,要使ω3最小,则N1=15,N2=48,故ω3=12×15/48rad/s=3.75rad/s≈3.8rad/s。这样的事例让学生在与老师的互动过程中对物理知识产生兴趣,进而打破了思维束缚,让学生对问题有一个直观的理解。
(二)加强学生探究,在探究过程中让学生创新思维得到体现
探究活动在物理新教材中诸多体现。在整个教材的设计中,给予了学生自主学习的较大空间,各个章节的安排、章节之间的衔接各有体现,教材中相当多的课堂实验、趣味小实验及演示实验,其编写目的明确,即让学生亲自体会,经历各种实践探究的过程,让学生掌握自主探究的方法,自主学习。笔者认为,在教学中,教师讲解相关物理知识、物理规律及结论的探究过程,并让学生真正理解掌握,继而学生利用自主探究的方法,主动学习,应用相关知识提高解决问题的创新思维。例如,在《宇宙航行》的课堂教学设计中,先给出一个问题:谁能告诉老师怎样让抛出的东西不落会地面?学生兴趣颇大,个个兴趣昂扬,七嘴八舌,互相讨论:有说将物体高速上抛,速度越大物体上升的高度越高,直至一定的速度到达为太空,就能不落会地面了;有说,结合之前学习的匀速圆周运动知识,如果物体的重力正好提供自身进行圆周运动的向心力,就能使物体不落回地面;还有结合平抛运动规律解释的,当初速度达到一定数值,物体水平距离拉长,也不落回地面。通过一段时间学生积极的思考与讨论,加深了本节课堂知识的理解,也促进了学生创新能力的拓展,并能对既往的知识进行回顾。
(三)积极扩展实验教学的方向,培养学生探求真理的创新能力
教师应该教会学生对试验中所涉及到的物理知识科学的取舍,培养学生的全局意识,打破固定的思维模式,让学生可以在掌握实验目的的基础之上灵活的面对实验过程中出现的各种情况,增强学生的动手操作能力。比如,在进行最基本的惯性的实验中,教师一般选择的实验方式是在烧杯中放入半杯水,然后在烧杯上覆盖一小张刚好遮住烧杯口的纸板,在纸板上方放置一个鸡蛋,然后快速的抽出纸板,鸡蛋就平稳的落入烧杯中。但是这一实验对于高中学生来说已经司空见惯了,这时教师就必须进行合理的改变。如让学生进行生鸡蛋和熟鸡蛋的鉴别,让学生自己把两个鸡蛋方别放在课桌上旋转,然后观察鸡蛋在旋转过程中的不同之处,并试着引导学生用已经学习到的物理知识去解释为什么两个鸡蛋会出现不同的旋转状态,当学生激烈讨论后教师再公布答案。这样不仅可以激发起学生的学习欲望,还能够在很大程度上培养学生探求真理的能力。
(四)引导学生进行一些相关物理的研究,在研究中培养学生的创新能力
在我们的实际生活中,出现的很多现象都包含了很多物理知识。因此,老师在给学生留课余作业的时候,就不能还仅仅局限于书本上的知识,应该让学生多走出去发现生活中实际的现象,留意生活中的一点一滴,比如:天然气炉的喷气的侧面有几个与外界相通的小孔,但是天然气并不会从这些小孔中喷出,只会从喷口喷出,这就和物理的力学原理相关。因为在这种情况下,天然气的气流速度较快,流速大,压强小,气流表面压强小于侧面孔外的大气压强,因此天然气不会从喷管侧面小孔中喷出。针对这种常见的现象,首先,教师可以用研究的课题中会遇到的必备知识让学生自己去了解;其次,教师应该探索新的课题方法;最后,教师在研究的过程中还应该对学生进行指导。只有通过这样的锻炼,才能让学生逐渐培养出创新能力。
(五)开展物理创新竞赛活动,让学生们在动手设计中培养学生的创新能力
让学生们在设计的时候对实验中的一切事物进行细致的观察,其中主要包括:工具、器材、现象。然后对于不足之处通过不断摸索,进行大胆的创新。例如:“玻璃杯罩下的硬币”,在水槽底部的中央放置一枚硬币,再用玻璃杯把硬币罩上。从空间的各个方向对硬币和玻璃杯进行观察。首先让同学们看到哪些有意义的物理现象?并且把它们一一记录下来。然后暂停观察,想象一下,还有哪些现象可能被观察到?再观察一下,看看是否又有新的发现?通过改变实验条件,如将杯中的压缩空气放掉一些,使杯内水的深度加大,再观察,如有新的发现,请记录下来。简述和用图示分析上述现象的原理。总之,让学生在活动的同时能够培养学生的创新能力,让学生的各个方面的素质都得到很大的提高。
三、总结
总之,社会在进步,科技在发展,这也就给教育提出了新的要求,学校教育应该更加重视学生创新能力的培养。因为在物理的教学过程中,对于培养学生创新能力的任务是非常重要的,因此对于如何培养学生的创新能力再一次引起了教育界的高度重视。创新能力的培养也不是一朝一夕能够培养成的,所以,在物理的教学过程中需要付出更多的精力。