应用五步教学法,培养学生的创新能力

摘 要： 基于社会发展的要求，我国确立了创新人才培养的教育目标。在大学物理教学活动中，应充分发挥物理学研究方法及其科学思维的作用，培养学生的创造性思维能力、创新意识及创新精神。五步教学法，把创新性与创造主体相结合，把理论与实践相结合，努力构建创新教学体系和创新人才培养模式，探索在大学物理教学过程中如何培养学生的创新能力。

关键词： 五步教学法 大学物理教学 创新能力

近年来在高校教学中，学生的理论学习，尤其是基础课的学习严重脱离生产实际，学生走上工作岗位，感觉所学不能为己所用，认为物理学枯燥、深奥、难懂、难学。为了改革传统的课堂教学与新时期教育目标不相适应的教学观念、教学环节、教学方法等，适应新时期对人才培养的新要求，提高学生学习物理的兴趣，引发学生对物理现象背后本质的思考，培养学生学习物理的兴趣，使学生通过尝试创新增强创新意识，养成创新思维习惯，从而提高创新能力，笔者提出了五步教学法。

1.教学方法创新

五步教学法主要包括启发、探寻、反思、设计、实践五个环节。

1.1启发

即创设情境、启发思考，激发探究欲望。一改传统教学由理论到理论的枯燥的直接讲授，避免学生产生厌烦情绪，通过展现鲜活的丰富多彩的生活现象，引导学生对现象产生好奇，激发学生的研究兴趣和创造热情，使学生的各种生理和心理机制调节到最佳状态，为创造性思维做好心理准备。

1.2探究

即归纳现象，得出规律，实现由感性认识到理性认知的飞跃。在启发已经完成的情况下，教师应趁热打铁，及时引导学生归纳这些现象的共同特征，引发学生对共同特征背后本质规律的思考。在这一过程中，会涉及物理学解决问题的思想方法（如：简化模型、等效思想等），必然会引起学生的疑问，产生新设想和对已有认识结构的冲撞。引导学生及时记录这些思想火花，这是创新思维的开始（或产生）。

1.3反思

即巩固规律，反思物理意义，实现由理论到实践的初步跨越。在第二步中得出用数学公式或文字所表达的物理规律之后，要及时引导学生反思其物理意义，透过理论公式和文字符号看蕴含的实际意义，对公式进行数学变换，再看其相应的物理意义和实际意义，以解例题的形式引导学生学会用理论指导实践，解决实际问题，并挖掘规律的其他一切可能价值。在此过程中，注意启发学生试图用所学知识解决现实问题，并提示学生及时记录创新设想。在这一阶段中，学生会产生大量的新设想或新问题，这是创新活动的开始。

1.4设计

即查阅资料，明确问题，并设计解决问题的初步方案，实现由理论到实践的大胆尝试。在“反思”过后，学生头脑中将会产生许多问题，迫切需要解决，甚至希望亲自做实验进行验证。这时，教师应及时引导学生学会研究，学会查资料，学会正确表征自己所提出的问题，进一步完善理论构想，初步设计解决问题的方案。

1.5实践

即进行实验或理论推演，创造成果，最终实现由理论到实践的飞跃。

“五步教学法”坚持以学生为主体、教师为主导的原则，能克服以教师或教学内容为中心、学生习惯于以教师为权威、全盘接受教师传授知识的缺点，为学生的创造性思维和创新行为提供可能。另外，笔者精心构建的整个教学新体系，都是围绕培养学生综合素质和创新能力的总目标进行的。为了达到最后的教学目标，笔者十分注意教学手段的运用，对多媒体和板书取长补短，进行适当整合。笔者认为，多媒体在演示动画、展示情景、创设情境、画图及布置思考题等方面更有优势，而板书在理论推演、控制节奏、及时答疑等方面具有多媒体不可替代的作用。

2.教学组织实施

2011年暑假，根据创新教学策略和研究方案，以及刚体的定轴转动、流体力学、液体表面现象、稳恒磁场和波动、几何光学等内容，实施创新教学，在多媒体演示中插入更多形象生动的图片。整节课对多媒体播放顺序做了调整，更适应“五步教学法”的节奏。

2.1设计小课题

根据每章内容，初步拟定研究小课题，供学生参考，在实际研究中，学生可自行选题。下面列举部分小课题：（1）人体骨骼的结构和力学特性；（2）肌肉牵引骨骼的力学原理；（3）人体的运动机制；（4）人体血液循环的力学原理；（5）对血压的影响在医学上的应用；（6）血液中各种细胞迁移现象分析；（7）B型超声波的原理；（8）超声波的生物效应；（9）孕妇做B超对胎儿有害吗；（10）医学上常见气体栓塞现象及其防护。

2.2教学案例

2.2.1教学内容的组织实施

2.2.1.1“五步教学法”和创新思维训练相结合。过去应试的物理教学方式比较强调归纳总结、数学推导，大量时间用于训练学生的解题技巧，教学过程基本是单向的，学生学习起来枯燥乏味，由此萌发出怕学物理的心理。在创新教学新体系中，笔者以教学模式的改革为切入口，以引导学生创新思维为重点，重视学生的个性发展和创新能力培养。在课堂教学中注重物理图像，注重物理学知识与自然现象、生活实践、科学技术相结合，采用教师与学生双向交流和沟通的方式实施教学。为了增强课堂教学效果，笔者依据学生的思维发展特点，遵循创新思维活动心理过程，以创新教学新体系为支架，遵循“五步教学法”原则，大胆开展创造性课堂教学，大大活跃课堂教学气氛。如对流体力学的教学，笔者采用“五步教学”，首先呈现本章的知识构架，让学生对所学的内容有一个粗略的框架，然后播放与流体有关的图像和动画，主要有台风、山涧小溪、水上冲浪、自来水管、输液管、人体血液系统等，接着引导学生观察现象，通过对现象产生原因的追问，引发学生思考，激发学习兴趣。在学生的思维状态处于“最佳发展状态”，对现象本质无限好奇之时，提示学生运用物理学解决问题的一般方法，根据实际流体的特征、性质和要解决的问题，抓住主要矛盾，进行合理简化，建立理想流体和稳定流动物理模型，并用物理语言和基本数学方法进行描述，让学生兴奋地体验物理方法和物理思想的妙用，同时也完成了“五步教学法”中的“启发”环节。这时，在学生会产生掌握方法的满足感，迫切了解现象本质的热情有所下降，激烈的脑细胞活动也得到片刻休息时，笔者不失时机地提示学生：“一切物理现象都遵循物理学的三大基本守恒定律。”引导学生思考：“理想流体做稳定流动会遵循怎样的规律呢？”由此顺利转入“探寻”环节。此时学生思维活动状态再次被激活，师生共同探寻规律，由质量守恒定律，进行逻辑和数学推演，得到连续性方程，认识到：流体的连续性方程其实就是质量守恒定律在流体力学中的应用特例。再由机械能守恒定律，结合连续性方程，进行逻辑和数学推演，得到伯努利方程，学生会深刻地体会到：将物理普遍规律，运用于具体现象中，就会产生新的定律和定理，从而产生理智感，在接受知识的同时激发创造热情，至此也完成“探究”环节。在得出连续性方程和伯努利方程之后，学生会以为掌握了规律，就已经完成了学习任务，可能不会再思考定律的深刻意义和价值，学生的心理活动暂时处于冷却状态。笔者抓紧时机，要求学生运用规律，解释刚才所呈现的物理现象。学生的思维活动再次激活，转入对定律的“反思”环节。本单元的“反思”环节，主要解决定律中每一项的物理意义，定律本身的物理意义，定律在特殊情况下的表现形式，讨论定律的各种用途等。在这一环节中，学生不仅会对定律有更深刻的领会，能较好地接受发散思维训练，体会运用规律解决实际问题的过程，而且在理论与实践的联系中，学生会萌生许多问题或设想。笔者会提醒他们及时记录问题，并鼓励大家课后进行更深入的研究。至此，完成了“反思”环节，并启动了“设计”环节。整个课堂教学由张有弛，环环相扣，既重视基础知识的教学，又重视创新能力和创新精神的培养，实现知识、能力和素质协调发展的培养目标。

2.2.1.2课内与课外相结合。课堂教学只能完成“五步教学法”中的前三步，对在“反思”中产生的问题，需要在课后进行“设计”和“实践”。而“设计”和“实践”是进行创造活动、形成创造成果的重要途径，也是培养创造能力和创新精神的重要途径。

在教学中，改变问题尽量解决于课堂的传授式教学方法，课堂教学重点是启发思考现象、引导探寻规律、激发反思问题，侧重讲思路、讲方法、引问题、重讨论，而将许多通过思考可以自己掌握的内容留给学生自己去做。课外作业形式多样，除了常规作业以外，笔者布置一些思考题、讨论题、设计题及小课题等。对学生，要求每一章学过以后，完成一定的常规作业的基础上，组织小组讨论，学期结束，每人写一份小论文，并实施新的学生考核方式。小组讨论的目的，是对学生进行发散思维训练，同时也为学生提供机会，让他们提出在“反思”环节中产生的问题，完成对问题的表征，并“设计”解决方案。布置小论文，目的是让学生对问题有一个酝酿期，体验“顿悟”和“灵感”的作用，同时完成论文的过程，也贯穿着思维的“实践”过程。小论文自由选题，自由发挥，培养学生的自学能力和自觉性，从而培养学生的创新能力和创新精神。

参考文献：

[1]胡新珉.医学物理学（第6版）[M].北京：人民出版社，2004.

[2]伍珍秀.物理教学中培养创新能力的探索[J].零陵学院学报，2005，（2）：36-37.