應(yīng)用五步教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

摘 要： 基于社會(huì)發(fā)展的要求，我國(guó)確立了創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教育目標(biāo)。在大學(xué)物理教學(xué)活動(dòng)中，應(yīng)充分發(fā)揮物理學(xué)研究方法及其科學(xué)思維的作用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力、創(chuàng)新意識(shí)及創(chuàng)新精神。五步教學(xué)法，把創(chuàng)新性與創(chuàng)造主體相結(jié)合，把理論與實(shí)踐相結(jié)合，努力構(gòu)建創(chuàng)新教學(xué)體系和創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，探索在大學(xué)物理教學(xué)過程中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞： 五步教學(xué)法 大學(xué)物理教學(xué) 創(chuàng)新能力

近年來在高校教學(xué)中，學(xué)生的理論學(xué)習(xí)，尤其是基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)嚴(yán)重脫離生產(chǎn)實(shí)際，學(xué)生走上工作崗位，感覺所學(xué)不能為己所用，認(rèn)為物理學(xué)枯燥、深?yuàn)W、難懂、難學(xué)。為了改革傳統(tǒng)的課堂教學(xué)與新時(shí)期教育目標(biāo)不相適應(yīng)的教學(xué)觀念、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)方法等，適應(yīng)新時(shí)期對(duì)人才培養(yǎng)的新要求，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，引發(fā)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象背后本質(zhì)的思考，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，使學(xué)生通過嘗試創(chuàng)新增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，養(yǎng)成創(chuàng)新思維習(xí)慣，從而提高創(chuàng)新能力，筆者提出了五步教學(xué)法。

1.教學(xué)方法創(chuàng)新

五步教學(xué)法主要包括啟發(fā)、探尋、反思、設(shè)計(jì)、實(shí)踐五個(gè)環(huán)節(jié)。

1.1啟發(fā)

即創(chuàng)設(shè)情境、啟發(fā)思考，激發(fā)探究欲望。一改傳統(tǒng)教學(xué)由理論到理論的枯燥的直接講授，避免學(xué)生產(chǎn)生厭煩情緒，通過展現(xiàn)鮮活的豐富多彩的生活現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)現(xiàn)象產(chǎn)生好奇，激發(fā)學(xué)生的研究興趣和創(chuàng)造熱情，使學(xué)生的各種生理和心理機(jī)制調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)，為創(chuàng)造性思維做好心理準(zhǔn)備。

1.2探究

即歸納現(xiàn)象，得出規(guī)律，實(shí)現(xiàn)由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)知的飛躍。在啟發(fā)已經(jīng)完成的情況下，教師應(yīng)趁熱打鐵，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生歸納這些現(xiàn)象的共同特征，引發(fā)學(xué)生對(duì)共同特征背后本質(zhì)規(guī)律的思考。在這一過程中，會(huì)涉及物理學(xué)解決問題的思想方法（如：簡(jiǎn)化模型、等效思想等），必然會(huì)引起學(xué)生的疑問，產(chǎn)生新設(shè)想和對(duì)已有認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)的沖撞。引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)記錄這些思想火花，這是創(chuàng)新思維的開始（或產(chǎn)生）。

1.3反思

即鞏固規(guī)律，反思物理意義，實(shí)現(xiàn)由理論到實(shí)踐的初步跨越。在第二步中得出用數(shù)學(xué)公式或文字所表達(dá)的物理規(guī)律之后，要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生反思其物理意義，透過理論公式和文字符號(hào)看蘊(yùn)含的實(shí)際意義，對(duì)公式進(jìn)行數(shù)學(xué)變換，再看其相應(yīng)的物理意義和實(shí)際意義，以解例題的形式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用理論指導(dǎo)實(shí)踐，解決實(shí)際問題，并挖掘規(guī)律的其他一切可能價(jià)值。在此過程中，注意啟發(fā)學(xué)生試圖用所學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問題，并提示學(xué)生及時(shí)記錄創(chuàng)新設(shè)想。在這一階段中，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生大量的新設(shè)想或新問題，這是創(chuàng)新活動(dòng)的開始。

1.4設(shè)計(jì)

即查閱資料，明確問題，并設(shè)計(jì)解決問題的初步方案，實(shí)現(xiàn)由理論到實(shí)踐的大膽嘗試。在“反思”過后，學(xué)生頭腦中將會(huì)產(chǎn)生許多問題，迫切需要解決，甚至希望親自做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。這時(shí)，教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)研究，學(xué)會(huì)查資料，學(xué)會(huì)正確表征自己所提出的問題，進(jìn)一步完善理論構(gòu)想，初步設(shè)計(jì)解決問題的方案。

1.5實(shí)踐

即進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或理論推演，創(chuàng)造成果，最終實(shí)現(xiàn)由理論到實(shí)踐的飛躍。

“五步教學(xué)法”堅(jiān)持以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的原則，能克服以教師或教學(xué)內(nèi)容為中心、學(xué)生習(xí)慣于以教師為權(quán)威、全盤接受教師傳授知識(shí)的缺點(diǎn)，為學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新行為提供可能。另外，筆者精心構(gòu)建的整個(gè)教學(xué)新體系，都是圍繞培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的總目標(biāo)進(jìn)行的。為了達(dá)到最后的教學(xué)目標(biāo)，筆者十分注意教學(xué)手段的運(yùn)用，對(duì)多媒體和板書取長(zhǎng)補(bǔ)短，進(jìn)行適當(dāng)整合。筆者認(rèn)為，多媒體在演示動(dòng)畫、展示情景、創(chuàng)設(shè)情境、畫圖及布置思考題等方面更有優(yōu)勢(shì)，而板書在理論推演、控制節(jié)奏、及時(shí)答疑等方面具有多媒體不可替代的作用。

2.教學(xué)組織實(shí)施

2011年暑假，根據(jù)創(chuàng)新教學(xué)策略和研究方案，以及剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)、流體力學(xué)、液體表面現(xiàn)象、穩(wěn)恒磁場(chǎng)和波動(dòng)、幾何光學(xué)等內(nèi)容，實(shí)施創(chuàng)新教學(xué)，在多媒體演示中插入更多形象生動(dòng)的圖片。整節(jié)課對(duì)多媒體播放順序做了調(diào)整，更適應(yīng)“五步教學(xué)法”的節(jié)奏。

2.1設(shè)計(jì)小課題

根據(jù)每章內(nèi)容，初步擬定研究小課題，供學(xué)生參考，在實(shí)際研究中，學(xué)生可自行選題。下面列舉部分小課題：（1）人體骨骼的結(jié)構(gòu)和力學(xué)特性；（2）肌肉牽引骨骼的力學(xué)原理；（3）人體的運(yùn)動(dòng)機(jī)制；（4）人體血液循環(huán)的力學(xué)原理；（5）體位對(duì)血壓的影響在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用；（6）血液中各種細(xì)胞遷移現(xiàn)象分析；（7）B型超聲波的原理；（8）超聲波的生物效應(yīng)；（9）孕婦做B超對(duì)胎兒有害嗎；（10）醫(yī)學(xué)上常見氣體栓塞現(xiàn)象及其防護(hù)。

2.2教學(xué)案例

2.2.1教學(xué)內(nèi)容的組織實(shí)施

2.2.1.1“五步教學(xué)法”和創(chuàng)新思維訓(xùn)練相結(jié)合。過去應(yīng)試的物理教學(xué)方式比較強(qiáng)調(diào)歸納總結(jié)、數(shù)學(xué)推導(dǎo)，大量時(shí)間用于訓(xùn)練學(xué)生的解題技巧，教學(xué)過程基本是單向的，學(xué)生學(xué)習(xí)起來枯燥乏味，由此萌發(fā)出怕學(xué)物理的心理。在創(chuàng)新教學(xué)新體系中，筆者以教學(xué)模式的改革為切入口，以引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新思維為重點(diǎn)，重視學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。在課堂教學(xué)中注重物理圖像，注重物理學(xué)知識(shí)與自然現(xiàn)象、生活實(shí)踐、科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，采用教師與學(xué)生雙向交流和溝通的方式實(shí)施教學(xué)。為了增強(qiáng)課堂教學(xué)效果，筆者依據(jù)學(xué)生的思維發(fā)展特點(diǎn)，遵循創(chuàng)新思維活動(dòng)心理過程，以創(chuàng)新教學(xué)新體系為支架，遵循“五步教學(xué)法”原則，大膽開展創(chuàng)造性課堂教學(xué)，大大活躍課堂教學(xué)氣氛。如對(duì)流體力學(xué)的教學(xué)，筆者采用“五步教學(xué)”，首先呈現(xiàn)本章的知識(shí)構(gòu)架，讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容有一個(gè)粗略的框架，然后播放與流體有關(guān)的圖像和動(dòng)畫，主要有臺(tái)風(fēng)、山澗小溪、水上沖浪、自來水管、輸液管、人體血液系統(tǒng)等，接著引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，通過對(duì)現(xiàn)象產(chǎn)生原因的追問，引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。在學(xué)生的思維狀態(tài)處于“最佳發(fā)展?fàn)顟B(tài)”，對(duì)現(xiàn)象本質(zhì)無限好奇之時(shí)，提示學(xué)生運(yùn)用物理學(xué)解決問題的一般方法，根據(jù)實(shí)際流體的特征、性質(zhì)和要解決的問題，抓住主要矛盾，進(jìn)行合理簡(jiǎn)化，建立理想流體和穩(wěn)定流動(dòng)物理模型，并用物理語(yǔ)言和基本數(shù)學(xué)方法進(jìn)行描述，讓學(xué)生興奮地體驗(yàn)物理方法和物理思想的妙用，同時(shí)也完成了“五步教學(xué)法”中的“啟發(fā)”環(huán)節(jié)。這時(shí)，在學(xué)生會(huì)產(chǎn)生掌握方法的滿足感，迫切了解現(xiàn)象本質(zhì)的熱情有所下降，激烈的腦細(xì)胞活動(dòng)也得到片刻休息時(shí)，筆者不失時(shí)機(jī)地提示學(xué)生：“一切物理現(xiàn)象都遵循物理學(xué)的三大基本守恒定律。”引導(dǎo)學(xué)生思考：“理想流體做穩(wěn)定流動(dòng)會(huì)遵循怎樣的規(guī)律呢？”由此順利轉(zhuǎn)入“探尋”環(huán)節(jié)。此時(shí)學(xué)生思維活動(dòng)狀態(tài)再次被激活，師生共同探尋規(guī)律，由質(zhì)量守恒定律，進(jìn)行邏輯和數(shù)學(xué)推演，得到連續(xù)性方程，認(rèn)識(shí)到：流體的連續(xù)性方程其實(shí)就是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的應(yīng)用特例。再由機(jī)械能守恒定律，結(jié)合連續(xù)性方程，進(jìn)行邏輯和數(shù)學(xué)推演，得到伯努利方程，學(xué)生會(huì)深刻地體會(huì)到：將物理普遍規(guī)律，運(yùn)用于具體現(xiàn)象中，就會(huì)產(chǎn)生新的定律和定理，從而產(chǎn)生理智感，在接受知識(shí)的同時(shí)激發(fā)創(chuàng)造熱情，至此也完成“探究”環(huán)節(jié)。在得出連續(xù)性方程和伯努利方程之后，學(xué)生會(huì)以為掌握了規(guī)律，就已經(jīng)完成了學(xué)習(xí)任務(wù)，可能不會(huì)再思考定律的深刻意義和價(jià)值，學(xué)生的心理活動(dòng)暫時(shí)處于冷卻狀態(tài)。筆者抓緊時(shí)機(jī)，要求學(xué)生運(yùn)用規(guī)律，解釋剛才所呈現(xiàn)的物理現(xiàn)象。學(xué)生的思維活動(dòng)再次激活，轉(zhuǎn)入對(duì)定律的“反思”環(huán)節(jié)。本單元的“反思”環(huán)節(jié)，主要解決定律中每一項(xiàng)的物理意義，定律本身的物理意義，定律在特殊情況下的表現(xiàn)形式，討論定律的各種用途等。在這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生不僅會(huì)對(duì)定律有更深刻的領(lǐng)會(huì)，能較好地接受發(fā)散思維訓(xùn)練，體會(huì)運(yùn)用規(guī)律解決實(shí)際問題的過程，而且在理論與實(shí)踐的聯(lián)系中，學(xué)生會(huì)萌生許多問題或設(shè)想。筆者會(huì)提醒他們及時(shí)記錄問題，并鼓勵(lì)大家課后進(jìn)行更深入的研究。至此，完成了“反思”環(huán)節(jié)，并啟動(dòng)了“設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié)。整個(gè)課堂教學(xué)由張有弛，環(huán)環(huán)相扣，既重視基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)，又重視創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的培養(yǎng)目標(biāo)。

2.2.1.2課內(nèi)與課外相結(jié)合。課堂教學(xué)只能完成“五步教學(xué)法”中的前三步，對(duì)在“反思”中產(chǎn)生的問題，需要在課后進(jìn)行“設(shè)計(jì)”和“實(shí)踐”。而“設(shè)計(jì)”和“實(shí)踐”是進(jìn)行創(chuàng)造活動(dòng)、形成創(chuàng)造成果的重要途徑，也是培養(yǎng)創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的重要途徑。

在教學(xué)中，改變問題盡量解決于課堂的傳授式教學(xué)方法，課堂教學(xué)重點(diǎn)是啟發(fā)思考現(xiàn)象、引導(dǎo)探尋規(guī)律、激發(fā)反思問題，側(cè)重講思路、講方法、引問題、重討論，而將許多通過思考可以自己掌握的內(nèi)容留給學(xué)生自己去做。課外作業(yè)形式多樣，除了常規(guī)作業(yè)以外，筆者布置一些思考題、討論題、設(shè)計(jì)題及小課題等。對(duì)學(xué)生，要求每一章學(xué)過以后，完成一定的常規(guī)作業(yè)的基礎(chǔ)上，組織小組討論，學(xué)期結(jié)束，每人寫一份小論文，并實(shí)施新的學(xué)生考核方式。小組討論的目的，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維訓(xùn)練，同時(shí)也為學(xué)生提供機(jī)會(huì)，讓他們提出在“反思”環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的問題，完成對(duì)問題的表征，并“設(shè)計(jì)”解決方案。布置小論文，目的是讓學(xué)生對(duì)問題有一個(gè)醞釀期，體驗(yàn)“頓悟”和“靈感”的作用，同時(shí)完成論文的過程，也貫穿著思維的“實(shí)踐”過程。小論文自由選題，自由發(fā)揮，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和自覺性，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。

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