探究新教材,培养自主创新能力

摘 要： 作者在高中物理教学中就如何培养学生的自主创新能力做了一些具体的尝试：创设情境，诱发逻辑性思维；优化策略，培养发散性思维；变式引申，激发创造性思维；质疑教材，养成批判性思维。

关键词： 高中物理教学 新教材 自主创新能力

新课程改革提倡以人为本，教学目标由“关注知识”转向“关注学生”，课堂设计由“给出知识”转向“引起活动”得到“经历、体验”。新课程注重“用教材”帮助学生建构知识体系，让学生在学习中获得自信、养成科学态度和理性精神，实现教学的发展功效和育人的本质功能。如何使用新教材呢？仁者见仁，智者见智，通过几年的教学实践，我针对现行高中物理教材中的合情推理与演绎推理，谈谈自己的教学体会和尝试，以起到交流和推动教改的作用。

一、创设情境，诱发逻辑性思维

爱因斯坦曾说：“科学的结论几乎是以完成的形式出现在读者的面前，读者体现不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程，也很难达到清楚地解释全部情况。”通常一个物理问题以数学的表达形式得到解决后，相应地发展为一种形式化技巧，结果把逻辑推理过程丢在一边，使火热的发明变成冰冷的美丽。如何让冰冷美丽的物理结论，重新转化为学生火热的思考呢？新教材为我们提供了许多素材，公理、定理、推论、阅读、思考、链接等都是宝贵的资源，教师只要选取适当的内容，创设恰当的教学情境，努力把学生带进丰富多彩的物理王国，同样能激发学生进行火热的思考，增强思维的逻辑性。在学习人教版必修2动能定理这一节内容时，我首先创设了这样一个物理情景：如图所示，一个质量为m的物体在恒力F的作用下沿光滑水平面由A位置运动到B位置，前进的位移为L，A位置时的速度为v，B位置时的速度为v。

学生思考并回答：

（1）该过程中F做多少功？

答：W=FL。

（2）该过程中F产生的加速度是多少？

答：由牛顿第二定律得：F=ma。

（3）该过程中物体做什么运动？

答：匀变速直线运动。

当我告诉他们，这就是力学中一条重要的规律动能定理时，学生情绪高涨，感受到伟大的物理结论离自己竟然这么近，真正感受到了物理过程推导的魅力，激发了强烈的求知欲。

二、优化策略，培养发散性思维

新教材灵活性、开放性、实践性的程度都比旧教材高，绝大多数的课本的例题都具有趣味性、可研究性；如果在教学中就题论题，无疑会浪费宝贵的有限的课程资源。我们应以例题为抓手，引导学生在所学的知识范围内尽可能地提出不同的解题构想和方法，鼓励学生进行发散性思维。在学习自由落体运动时，通过对小球频闪照片的分析（自选以前教科书上的照片打印后发给学生，两人一组自主探索），学生探索积极性已被初步地调动起来。我顺势让学生探究人教版必修1P44页“做一做”。

有一种“傻瓜”照相机，其光圈（进光孔径）随被拍摄物体的亮度自动调节，而快门（曝光时间）是固定不变的。为估测该照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由下落，拍摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知每块砖的平均厚度为6cm，石子起落点距地面的高度约为2.5m。怎样估算这架照相机的曝光时间？

B、A两点的时间差值即为曝光时间：

此题是自由落体运动规律的应用，如果仅仅满足于利用基本公式解题，效果并不佳。在学生理解此解答后，我提出了问题：匀变速运动我们在第二章就学过了，你们还有没有别的解法？

生甲脱口而出：求出两点的速度，利用加速度定义式。

师:请你上来写出你的思路。

从而求出曝光时间。

师:甲的解法和黑板上的解法有什么联系、区别，各有什么优、缺点？

同学们议论纷纷，踊跃发表自己的见解。这时生乙突然站起来：老师，此题还可以使用平均速度求位移的方法。

师：好，请发表高见。

同学们纷纷表示赞同。

师：还有没有其他方法？

学生开始思索、讨论……

生丙：请老师稍微提示一下思考方向。

师：从几何角度考虑呢？

班级里已有不少人说出了谜底：图像法。

师:对，请大家画出v-t图，好吗？

同学们情趣高涨，纷纷画出图形求解。

同一道例题，从不同的角度出发，得到了不同的解题思路和方法，让学生真正体会到了“横看成岭侧成峰”的思想境界，优化了学生的解题策略，培养了学生的发散性思维。

三、变式引申，激发创造性思维

新教材“机械能守恒定律的运用”这个例题难度虽不大，但对于刚步入高中的高一学生来说还是有一定的“高度”。通过教师的分析讲解，学生的思维已打开，情绪高涨，跃跃欲试，如果就此打住，就犹如一堆熊熊燃烧的烈火被浇了一盆冷水，实在可惜。而高考命题的原则是“根在书中，题在书外”，所以此时我顺水推舟要求学生对原题进行变式，结果出乎我的意料。在欣赏成果之余，我不禁为学生思维的大胆、严谨、创造性而感叹不已，正所谓“江山代有才人出，各领数百年”。

变式1.将绳拉直到水平位置OA，使小球在A处从静止开始运动。求小球经过B处时的速度和经过C处时小球对绳的拉变式2.若在悬点O′的正下方有一颗钉子P，试讨论，钉子在何处时，

（1）可使小球绕钉来回摆动；

（2）可使小球绕钉做圆周运动。

变式3.若将绳换成不计质量、长为l的细棒，一端用光滑铰链固定，在细棒的中点固定一个质量为4m的小球A，在细棒的另一端固定一个质量为m的小球B。棒可绕固定水平轴O在竖直平面内转动。现将棒拉到水平位置，释放后，求小球A、B到达最低位置时的速度，以及这时铰链受到的力。

变式1最贴近学生思维的“最近发展区”，学生“跳一跳就能摘到桃子”，大多学生都能想到。变式2结合圆周运动知识，学生的思维迈上一个新台阶。变式3跳跃性最大，基本上已跳出原来的问题框架，很有创造性，大部分学生思维达不到这个水平，而且此题学生不容易找到突破口，有待老师加以启发引导。学生在提出问题之后，于己于人，都是一种鼓励和提高，在相互的启示与学习中，不知不觉地将思维引向了更高的层面。在课堂上，老师要认真倾听来自学生的声音，及时捕捉学生思维的动态，审时度势地调整教学思路，保护学生积极探索的热情，培养学生的创造性思维。

四、质疑教材，养成批判性思维

思维是从疑问和惊奇开始的。宋代教育家朱熹说得好：“读书无疑者需教有疑，有疑者却要无疑，到这里方是长进。”读书无疑，是不善于思考的表现，常有疑点和问题，才能常有思考，有疑好问才能常有创新。要鼓励学生不拘泥于现成的知识，勇于“异想天开”。学生往往对书本的讲法或解法深信不疑，其实即使是教科书，有时也难免出现失误或错误。特别是试用教材需要探讨的问题更多，教学中首先教师不能迷信教材，要用批判的观点去研究教材，然后指导学生去发现问题、提出问题。

在学习人教版必修1用打点计时器测速度中的第二条纸带的处理时，学生提出如下质疑：据所打点的间隔判断手拉纸带应做加速运动，按图示的取点法计算的速度等于D、F中点的速度，用此来表示E点的瞬时速度会不会增大误差？为减小因距离过小而增大测量误差，D点再向前取一个点是不是更好一点？再如必修1的45页习题4，学生根据照片中刻度尺的像读出小球下落过程中各时刻的位置、计算出连续相等时间内的位移和位移之差后，发现位移之得出该照片不是初速度为零的加速运动。小球的运动是不是自由落体运动？我经过认真分析，认为这的确让人难以理解。学生提出的一个个质疑，表明学生的思维更趋于成熟，趋于理性化，批评性的思维慢慢地在养成，这对于学生创新性能力的提高非常有帮助。

总之，新教材赋予了师生更大的发展空间，在高中物理教学中教师应充分体现课程改革和高考改革的精神，以培养学生各种能力为立意，重视学习方法的指导，有利于学生自主创新能力的培养，使学生能尽快掌握各知识要点，提高分析和解决问题的能力。

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