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让学生在自主选题与命题过程中提升创新能力

2017-09-12周兆富

物理教学探讨 2017年8期

摘 要:受传统教育的限制,让学生直接发现并提出问题的难度很大,也不符合基础教育的学情。本文从让学生“自由选题,多元评价”“多角设问,自主构题”和“自主命题,巧妙改编”三种教育教学方式对如何培养学生创新能力的过程与方法进行了探讨,让学生自主构建创新与传统学习之间的桥梁,为创新教育提出了一系列科学、有效和可行的方式方法。

关键词:自主选题;自主构题;自主命题

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2017)8-0007-4

我国学生解决有标准答案问题的能力非常强,对于选择、填空、计算、实验类问题可轻车熟路地找到答案。社会的发展和国家的兴旺需要更多的创新型人才,对学生开展有效的创新教育,已成为课堂教学中必须渗透的元素。但是,学生不想、不会发现和提出问题成为阻碍创新教育的最大障碍。如何打通创新教育的“任督二脉”,让学生走出传统学习的困境并培养和提升学生的创新能力呢?本文将对在传统与创新教育间构建桥梁的方面进行探讨。

1 让学生在“自由选题,多元评价”中培养创新能力

问题是思维的起点,是走出迷茫推动学习的动力,问题又是创新的前提,一切发明创造都是从问题开始的。在传统的教育理念下,教师经常把学生“全懂了”“没有问题了”作为实现教学目标的重要标志,在这种体制下培养的学生只会解决有固定答案的问题,不能提出和发现生活中与学科有关的问题,通过课堂培养学生的问题意识和创新能力是教师应当承担的历史责任。根据学生的认识规律和学习习惯培养学生的创新能力,就是要在“发现和提出问题”与“解决固定问题”之间搭建一个桥梁,这个桥梁就是让学生由解题的定向思维转向对问题的选择和鉴赏。

案例1 石门实验学校的一群学生最期盼王映林老师每两周一次的“寻找最有意识题”的课,为此,每名学生都从互联网和纸质资料中尋找自己最心仪、又同本节内容有关的优秀习题,在小组内每人都要阐述所选的问题,分析解决问题的过程与方法,通过实验验证问题的结论,对同学的选题和表述从“知识技能指数”“新颖有趣指数”和“思想启迪指数”三个方面进行评价,其课堂教学流程为:

小组内展示→PK后全班展示→描述问题→实验验证→同伴相互评价

其中,PK流程为:

小组遴选→大组推选→全班展示

评价流程为:

自由评价→集中点赞→教师评价

第一组题目:最近流传网友只用一张A4纸就承受30 kg重物的图片,这是真的吗?

他们把一张A4纸拆分成八小条并卷成圆柱体,在其上平放八本每本重约1 kg的《英汉词典》。又请体重约为70 kg的王老师站上去,八个小圆柱体安然无恙。学生对实验现象和原理进行了解读。

全班学生对该选题分别从“知识技能指数”“新颖有趣指数”和“思想启迪指数”三个方面进行评价,一同学说到:“知识技能指数给4颗星,本题用压强知识解释。新颖有趣指数给5颗星,没想到一张A4纸能承受王老师的体重,这很新颖。思想启迪指数给4颗星,本题说明生活中蕴含着丰富的物理知识,我们需要观察思考并理解更深层次的东西。”

第二组题:空气密度随着距地面的高度的增大而减小,现将一氢气球在地面由静止释放,气球在上升过程中其运动情况将如何变化?

学生认为气球可能在上升过程中由于内外压强差,使气球的体积不断变大最终破裂后坠回地面。若制作气球的材料质量非常好,在上升过程体积不变且不破裂。由于空气密度和压强在上升过程中不断变小,气球所受的浮力也变小,设气球上升到距地面高度为h时所受的重力和浮力相等,气球上升到高度h之前,气球加速上升,当重力等于浮力时,由于惯性,气球会继续向上运动,此后,气球减速上升,到达最高点时速度为零,此时气球会加速下降,到达平衡位置后气球由于惯性仍向下运动,由于气球将做减速运动,速度为零后又加速向上运动。如此往复,气球将在平衡位置附近上下往复运动不会停下。在本节课结束前,学生分别对本节各小组推选的四道题从“知识技能指数”等方面投票,教师做了全面点评并投出自己的选票。

案例点评:因中、高考题很少给学生语言和文字表达的机会,造成学生表达能力下降,不会用完整、精炼的语言对生活问题的物理过程进行完整描述。“寻找最有意识题”的课堂教学给了学生充分的选择权、表达权、实验权和评价权。学生在选择问题的同时参与竞争,在语言表述和实验的同时接受质疑和评价,教师给学生更多的机会,学生还教师系列的惊喜。

第一组学生从网上选取问题,通过语言描述和实验验证,在一系列选择和准备描述的过程中,学生对有关压强的概念和相关物理知识的理解远远超出了单独做题或实验的效果。学生对相关问题的寻找、判断和选择过程,就是对基础知识运用的巩固和复习过程,在准备、解读、实验和评价中体验实验与探究的过程中,掌握了科学研究的基本方法,学生在多元互动过程中,语言表达能力、实验动手能力、相互交流能力及创新能力都得到了提升。

第二组学生从网上寻找到选择题并将其改编为简答题,其改编过程就是创新过程。在解读时由于受实验条件限制,学生通过受力分析、画过程图和理论推导的方式,完成了气球升空后的系列理想实验。在完成该题的过程中,学生的逻辑思维能力、推理能力都得到了提升,创新理念已经根植于内心深处。

2 让学生在“自主构题,多角设问”中培养创新能力

传统的课堂教学中,教师永远走在讲课的路上,学生只能被动地“听”和机械地“练”,这种课堂教学的优势在于教师可以在短时间内把大量的知识灌输给学生,学生能通过超负荷的训练为各类习题找到答案,机械地讲与练使学生学习被动,思维不活跃,问题意识差,不会主动发现及提出问题。只重视训练学生解答已有的问题,并要求学生按一定的解题模式去反复强化训练,忽视了如何引导学生去发现和提出问题、探索解决非常规问题,从而严重地影响了对学生创新意识和创新能力的培养。受传统教育的影响,让学生主动发现并提出问题很难,教师设置情境或相关的条件,让学生提出问题可降低创新教育的难度,也可提升学生学习的兴趣。endprint

案例2 佛山一中柯尊淦老师的“电磁感应综合应用”复习课流程如下:

在“多角设问,自主构题”环节中,其题干如下:

【题目】 如图1所示,光滑的倾斜角为30°的导体轨道(足够长)与水平光滑导体轨道连接。轨道宽均为1 m,电阻忽略不计。匀强磁场Ⅰ仅分布在水平轨道平面所在区域,方向水平向右,B1=1 T;匀强磁场Ⅱ仅分布在倾斜轨道平面所在区域,方向垂直于倾斜轨道平面向下,B2=1 T。现将两质量均为0.2 kg,电阻均为0.5 Ω的相同导体棒ab和cd放在图示位置的轨道上,并同时由静止释放。(g=10 m/s2)

【问题】 根据题设条件,设置不同的问题并提出解答策略。

在教师的引导下,学生提出了以下问题:

(1)导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度;

(2)设导体棒cd运动到最大速度的过程中电路产生的焦耳热为0.45 J,求此过程中cd沿斜面向下运动的位移及通过cd棒横截面的电荷量。

接着教师又提出以下问题:

【问题】 若根据题设情景,修改变化题设条件,设计问题并提出解决策略。

根据以上要求,学生又设计出以下几个问题:

(3)若磁场B1大小不变,方向变为垂直导轨平面向下,如图2所示,设导轨足够长,经过足够长的时间后,ab、cd的加速度大小为多大?

(4)若cd与斜面无摩擦,ab与导轨间的摩擦因数为0.25,磁场B1大小不变,方向变为垂直导轨平面向下,设导轨均足够长,当cd运动速度为0.5 m/s时,求ab导体棒的速度及加速度。经过足够长的时间后,ab、cd的加速度大小为多大?

案例点评:设置完整的题干,让学生根据所学知识和已有经验设置问题,这是对学生传统学习方法的挑战。要把问题设置好,必须对题干所涉及的内容进行认真阅读与理解,根据所学的知识预设问题,对解决问题的过程与方法进行思考。根据题设情景,修改题设条件,设计问题并提出解决策略时,问题设置的难度和广度都增大了,学生面对的是更高、更难的挑战,迎来的是创新思维能力的提升。

3 让学生在“自主命题,巧妙改编”中提升创新能力

创新源于对观察现象的深度思考,创新能力的培养需从发现和提出问题开始。如何把传统的课堂教学与让学生主动发现问题、提出问题与解决问题相结合?让学生自主命题,通过对问题的提出、设置、描述和解决形成问题意识,养成善于创新的思维习惯,最终能实现科学创新思想与传统物理教学完美的结合。

案例3 让学生自主命题已经成为许海中学王才海老师的常态,他经常用丰富有趣的语言对命题范围和难度进行调控,要求学生从数据、语言文字、表达方式、情景、解题过程、评价方式等环节进行自主命题。

其流程如图3所示:

以下是王才海老师在第三届佛山优秀课堂教学展示活动中“欧姆定律”的课堂实录,教师:“下一个环节是命题,您们尝试过命题吗?”学生:“没有。”教师:“想不想尝试命题?”学生:“想。”教师:“好,黑板上这道题很简单,想增加一点难度怎么办?”学生:“换一换单位。”教师:“非常好,换单位可能有多种选择,还可以想办法提高一点难度吗?”“下面请同学们命一道题。谁愿意在黑板上展示您的命题?数据要简单,不要太难。”于是,有两名学生主动在黑板上直接命题。

教师巡视并指点学生的命题:“想办法增加一点难度。”命题结束时,教师把一个命题投影到屏幕上:“电阻15 Ω,电流220 A,这个定值电阻两端电压是多大?这道题好不好?”学生:“好。”教师:“很好,但有缺点,谁能发现缺点?”学生:“电流太大。”教师:“一个灯泡电流不能有220 A,但题的结构合理,如果多一些生活经验就完美了。”教师又找到另一个学生的命题展示:“家庭电路中的小灯泡,用电流表测得它的电流是300 mA,求电阻是多少?三兄弟只给了电流,一兄弟要找两兄弟怎么找呀?”(王才海老师把欧姆定律中电流I、电压U和电阻R称为三兄弟)学生抢着回答:“家庭电路电压是220 V。”教师:“它把条件隐藏起来了,还有没有增加难度的办法?”一个学生要展示,教师发现其难度过大及时指出并给予点评。课后学生表示:“今天学会了欧姆定律的应用,学会了命题,只要坚持下去,我们会发现许多问题,也可以命出更多、更好的题。”

案例点评:由“课堂教学流程图”可知学生命题从个体独立思考开始,在组内每名学生都有展示权和评价权。同时,小组命题代表有权在其他组寻找同学解答问题,解答正确可获命题权。在此过程中,为了防止命题越来越难或超出学习范围,“教师的调控”作用很大。“了解学情”的目的是让学生在命题过程中形成知识体系,用已经掌握的知识解决问题。“提出问题”中“能做什么”和“有何疑惑”两个永远的问题可作为任何一节课的最后环节,这两个问题给了学生思考的理由和空间。

面对没命过题的学生,教师从简单题改编开始,通过换单位降低了命题难度,让每个学生都有命题能力。“想一点办法,增加一点难度。”从这几句简单的语言中可以看出,教师在学生命题过程中不断进行命题方法的指导,情感价值观的渗透,使学生在情景设置和调整已知、未知的关系过程中命出心仪的题,这是个培养其创新思维的好方法。

如何把课堂教学与创新教育结合起来?本文提供了系列参考答案,让学生从选题开始,降低了培养创新思维的门坎;给出题干让学生设置问题,为创新能力的提升搭建了阶梯;让各个层次的学生发现和提出问题的能力都得到了提升。走在物理课堂教学与创新的路上,只要教师有培养学生创新能力的意识,采用多元立体的方法,根据学生已经养成的学习习惯,通过潜移默化、润物细无声的方式,把培养创新能力的元素渗透到教学过程之中,就能讓学生自主构建创新与传统学习的桥梁,打通创新教育的“任督二脉”。

参考文献:

[1]周兆富. 物理试题编制原理与技术[M].广州:广东教育出版社,2015.

(栏目编辑 赵保钢)endprint