例談運(yùn)用教材資源培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

陸增友 陳 棟

（1.灌云縣初級中學(xué)，江蘇灌云 222200；2.灌云縣下車中學(xué)，江蘇灌云 222200）

例談運(yùn)用教材資源培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

陸增友1陳 棟2

（1.灌云縣初級中學(xué)，江蘇灌云 222200；2.灌云縣下車中學(xué)，江蘇灌云 222200）

根據(jù)蘇科版初中物理教材教學(xué)實踐，列舉使用教材資源培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維典型的教學(xué)案例，分析培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的途徑和方法，總結(jié)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的三項原則.

初中物理教材；創(chuàng)新思維；案例；原則

1 引言

教材是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要載體，它在學(xué)生學(xué)習(xí)知識、形成技能和培養(yǎng)思維能力方面所起作用不言而喻.如何使用教材培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，如何把在使用教材培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的教學(xué)過程中產(chǎn)生活生生的教學(xué)生成，經(jīng)過系統(tǒng)的研究和梳理，形成鮮活的案例和分析，不僅能對學(xué)科課程改革提供參考和借鑒，同時，對學(xué)科教材建設(shè)以及課程評價的完善也會產(chǎn)生一定的積極影響.

在課程改革向縱深推進(jìn)的今天，從宏觀層面看，如何培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)成為廣大一線教育工作者研究的課題；從中觀層面看，如何在物理課堂教學(xué)中使用教材資源培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，使之形成可操作性的典型案例，更具有現(xiàn)實意義.為此，我們課題組在研究“運(yùn)用蘇科版教材資源培養(yǎng)初中學(xué)生創(chuàng)新思維案例”課題時進(jìn)行了一系列的探索.

2 案例與分析

2.1 扎實開展綜合實踐活動與練習(xí)

（1）做一做，做出新思路.

案例1.“探究不同液體凝固點(diǎn)以及食鹽水凝固點(diǎn)和濃度的關(guān)系”是8年級物理上冊第2章的4個綜合實踐活動之一（教材第48頁）.活動要求：在4個透明的杯子中，分別裝入等量（約100mL）的水、牛奶、糖水、食鹽水，并將它們放入冷凍室內(nèi)，每隔一定時間打開電冰箱觀察液體的狀態(tài)，比較它們凝固點(diǎn)是否相同.

針對教材安排的4個選擇性活動，我們把“測量不同液體的凝固點(diǎn)”作為必做的指令性實踐活動，學(xué)生可以根據(jù)興趣自主選擇其余探究項目.課題組提出指令性項目不限制探究活動步驟和方法的建議，只為學(xué)生設(shè)計了綜合實踐活動記錄表.在統(tǒng)計時發(fā)現(xiàn)，少數(shù)小組在測量凝固點(diǎn)的活動過程中，沒有照搬教材設(shè)計的步驟和方法.他們將4種液體在冷凍室放置一段時間，待其凝固后取出，觀察熔化情況.在學(xué)生實驗記錄中，還發(fā)現(xiàn)這樣的一段文字：由于晶體的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)相同，只要比較熔點(diǎn)就可以了.由于不知道這些液體在什么時候凝固，如果按照書本的方法，需要不停打開冰箱門，有相當(dāng)?shù)拿つ啃?，又浪費(fèi)能源；其次，書本讓我們比較凝固點(diǎn)缺乏科學(xué)性，因為研究的幾種物質(zhì)中，牛奶就不是晶體，根本就沒有凝固點(diǎn)，也就談不上凝固點(diǎn)有什么不同.

分析：教師處理綜合實踐活動內(nèi)容時，沒有限制實驗步驟和方法，由學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，給學(xué)生思維創(chuàng)意提供自主發(fā)揮的空間和平臺，在實踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，轉(zhuǎn)變了他們的學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)學(xué)生由課堂走向課外.民主和開發(fā)性教學(xué)催生了教學(xué)生成，讓學(xué)生做一做，做出了解決問題的新思路.

所以，只要我們相信學(xué)生、依靠學(xué)生，運(yùn)用教材，但不拘于教材，就能激活部分學(xué)生創(chuàng)新思維的活力，就可能引燃更多學(xué)生創(chuàng)新思維的火花，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的目標(biāo).

（2）練一練，練出新答案.

案例2.蘇科版8年級物理上冊教材第5章第4節(jié)“運(yùn)動的相對性”的“www”中（教材第120頁），安排習(xí)題：根據(jù)圖1所示的情景，說明兩列火車可能的運(yùn)動情況及你判斷的理由.

配套的物理教師教學(xué)用書提供的解答為：兩列火車可能的運(yùn)動情況是：①小華所乘坐的火車停在軌道上，另一列火車向前運(yùn)動；②兩列火車都向前運(yùn)動，但小華所乘坐的火車速度較慢；③小華所乘坐的火車向后倒車，另一列火車停在軌道上；④兩列火車均向后倒車，小華乘坐的火車倒車速度較快.因為另一列火車相對于小華所乘坐的火車向前運(yùn)動.［1］

圖1

針對本題教學(xué)，課題組成員在研討時都主張讓學(xué)生有充分的時間進(jìn)行思考和表達(dá).各學(xué)習(xí)小組先進(jìn)行組內(nèi)交流，再組外互動，最后出現(xiàn)2個結(jié)果超出教師的課堂預(yù)設(shè)：一是學(xué)生給出了5種火車運(yùn)動情形，比教參答案多出1種；二是答案采用表格的表達(dá)方式新穎簡潔，讓人一目了然.學(xué)生還給表格作了說明，如表1所示.

表1

分析：創(chuàng)設(shè)適合的學(xué)習(xí)情境，給學(xué)生自主思考和學(xué)習(xí)的時間和空間，求異思維就會隨時隨地發(fā)生.［2］如果教師在課堂教學(xué)中照本宣科，將參考書上的答案直接告訴學(xué)生，那么學(xué)生的思維將可能永遠(yuǎn)定位在4種火車運(yùn)動情形上，他們不會開動腦筋，只等教師給現(xiàn)成的答案，更不會出現(xiàn)創(chuàng)造性地提出用非常明了的表格法表達(dá)列車相對運(yùn)動的情況.

因此，突出學(xué)生為學(xué)習(xí)主人的地位，扎實開展綜合實踐活動，加強(qiáng)對教材習(xí)題資源的自主練習(xí)，不失為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的重要途徑.

2.2 重視教材中“活動”資源的開發(fā)

（1）數(shù)一數(shù)，數(shù)出新方法.

案例3.“估測人站立時對地面壓強(qiáng)”是蘇科版8年級下冊教材第8章第1節(jié)“壓強(qiáng)”中的1個活動（教材第78頁），學(xué)生需要數(shù)出鞋印所占坐標(biāo)紙的格數(shù)，算出受壓面積.教材給出數(shù)格數(shù)的方法提示，如圖2所示.

圖2

教學(xué)時，我們讓學(xué)生進(jìn)行比賽，看誰又快又準(zhǔn)數(shù)出格數(shù).課題組教師在教學(xué)時不僅讓學(xué)生盡快報出數(shù)字結(jié)果，同時要求說出數(shù)格數(shù)的過程和方法.

筆者統(tǒng)計學(xué)生匯報數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)，所數(shù)格數(shù)基本都在120－170格之間，學(xué)生數(shù)格數(shù)的方法簡單概括為如下2個方面：①大框摳除法.貼合腳印邊緣畫一長方形大框，如圖3所示.先算出大框內(nèi)格數(shù)，再減去框內(nèi)空白部分格數(shù).少部分學(xué)生創(chuàng)造性提出這種數(shù)格數(shù)的方法，又快又準(zhǔn).②外框拓補(bǔ)法.如圖4所示，多數(shù)學(xué)生采用這種一個一個數(shù)的方法，花費(fèi)較多時間.

圖3

圖4

分析：一般情況下，教師在此處教學(xué)時，僅僅關(guān)心數(shù)字結(jié)果，而不關(guān)注這些數(shù)字是怎么數(shù)出來的.研究此案例時，有教師提出，這樣做是浪費(fèi)教學(xué)時間.盧梭說過，誤用光陰比虛擲光陰損失更大，教育錯了的兒童比未受教育的離智慧更遠(yuǎn).［3］所以，我們不僅滿足于得出鞋印的面積這個數(shù)字結(jié)果，更關(guān)注產(chǎn)生結(jié)果的過程和方法.對活動資源進(jìn)行二次加工和開發(fā)，把教材中隱形資源開發(fā)出來，讓學(xué)生數(shù)一數(shù)，調(diào)動了學(xué)生的創(chuàng)新精神，激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新思維的靈感，從而使學(xué)生數(shù)出了新方法.

（2）讀一讀，讀出新評價.

案例4.8年級物理下冊第10章第3節(jié)“氣體的壓強(qiáng)”中，教材安排了“體驗大氣壓強(qiáng)的存在”活動.其中，馬德堡半球?qū)嶒炇峭ㄟ^“讀一讀”欄目讓學(xué)生體會大氣壓強(qiáng)的.在處理該教學(xué)內(nèi)容時，我們讓學(xué)生閱讀后發(fā)表獨(dú)立的見解、談?wù)勛约旱母邢牒蛯@個實驗的評價.多數(shù)學(xué)生發(fā)言，對實驗者的科學(xué)精神表示敬仰，但也有學(xué)生針對這段短短的幾行文字提出了出乎教師課堂預(yù)設(shè)的問題：①馬德堡半球?qū)嶒灢恍枰?6匹馬，只需要8匹馬.②奧托市長涉嫌濫用權(quán)力，浪費(fèi)資源.

學(xué)生認(rèn)為，力的作用是相互的，左邊8匹馬拉半球的力等于半球拉左邊8匹馬的力，右邊8匹馬拉半球的力等于半球拉右邊8匹馬的力，顯然拉開馬德堡半球的力不是16匹馬的力，而是8匹馬的力.既然拉開馬德堡半球所需要的力只是8匹馬的拉力，只要將半球的另一側(cè)用繩子固定在堅固的建筑物或者大樹根部就可以了，奧托市長不可能想不到這個辦法.

分析：從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力來看，學(xué)生上述的表現(xiàn)是難能可貴的，學(xué)生對教材分析的思維方式從傳統(tǒng)的一味順從和認(rèn)同走向了質(zhì)疑和批判.［4］只有做一位民主、包容型教師，讓學(xué)生充分發(fā)表自己的觀點(diǎn)與看法，耐心讓學(xué)生讀一讀，使他們有更多時間去體味教材的人文資源，充分讓他們進(jìn)行民主、自由地表達(dá)和評價；只有把課堂的話語權(quán)真正還給學(xué)生，不搞教師一言堂，才會有效提升學(xué)生思考和批判思維能力.相反，如果教師在課堂抑制學(xué)生的質(zhì)疑和批判精神，不允許學(xué)生對教材人文部分內(nèi)容進(jìn)行剖析，所有的上述原生態(tài)的教學(xué)生成和創(chuàng)新思維案例就永遠(yuǎn)埋藏在課堂之外，不為教師發(fā)現(xiàn).

因此，重視對教材中“活動”資源的二次開發(fā)，開展有效的閱讀、交流和討論，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的需要，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的方法和手段.

2.3 注重對教材習(xí)題資源的變式和問題遷移

（1）編一編，編出新創(chuàng)意.

案例5.8年級物理下冊教材第7章第4節(jié)“宇宙探秘”的“www”中，教材安排了這樣的習(xí)題（教材38頁）：孫悟空一個筋斗可翻十萬八千里，即5.4×104km，織女星距地球約2.3×1014km，那么孫悟空大約要翻多少個筋斗才能到達(dá)織女星？如果孫悟空每秒鐘翻一個筋斗，那么他要連續(xù)不停地翻多少年才能到達(dá)織女星（只要求估算出數(shù)量級）.

在教學(xué)中，課題組嘗試讓學(xué)生編寫一道情景與此相似的題目，并給出答案.

有學(xué)生改編成如下題目：織女星到地球約2.3×1014km，如果18歲的牛郎在地球上用手機(jī)給織女打電話，織女在聽到牛郎的“你好”問候后，立即回應(yīng).手機(jī)信號傳播速度等同于光速，約為3×105km／s，那么牛郎聽到織女的第一聲問候是多少歲（精確到十位整數(shù)即可）.

分析：本題的人文背景是中國古老的愛情傳說，悠久的歷史超過了西游記，具有深厚的人文性.從編制的數(shù)據(jù)看，現(xiàn)代通訊工具信號傳播速度達(dá)到光速，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過孫悟空的筋斗云，體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)力量已經(jīng)戰(zhàn)勝神話的魅力，而設(shè)置“18歲”這個年齡體現(xiàn)處于青春期時代的學(xué)生對微妙的情感世界產(chǎn)生了朦朧的認(rèn)知，反映了初中學(xué)生的年齡特征.

地球到織女星約26光年，電磁波往返需要52年左右，也就是說，18歲牛郎用手機(jī)打給織女星上織女，到70歲才能等到織女的第一聲問候，這個答案也令學(xué)生大跌眼鏡.

新穎性是創(chuàng)新思維最基本的特征.［5］編寫如此有新意的題目，令教師嘆為觀止.不能不說這是課堂預(yù)設(shè)換來的但又超出了預(yù)設(shè)的碩果，這一極具創(chuàng)意的碩果也是學(xué)生聯(lián)想和類比思維的結(jié)晶，產(chǎn)生了不可復(fù)制的原生態(tài)教學(xué)生成.無論是從科學(xué)性、人文性還是趣味性的角度看，本題的編制都不遜色于教材編寫的題目.

改編題蘊(yùn)藏著茫茫宇宙無限廣博的內(nèi)涵，激發(fā)了學(xué)生對未知王國產(chǎn)生探究的欲望，也加深了課題組成員對“教學(xué)相長”理論的再認(rèn)識.它使學(xué)生的創(chuàng)新思維在廣闊的物理世界中不斷向前延伸，鍛煉了學(xué)生整合學(xué)科知識能力以及變式和遷移問題的創(chuàng)新思維能力.

（2）問一問，問破思維定勢負(fù)遷移.

案例6.蘇科版9年級上冊物理第14章第1節(jié)“電阻”中，教材安排了“探究影響導(dǎo)體電阻大小因素”的活動（教材第87頁），給出了A（鎳鉻合金絲長度L、橫截面積S）、B（鎳鉻合金絲、長度2L、橫截面積S）、C（鎳鉻合金絲長度L、橫截面積2S）、D（錳銅絲長度L、橫截面積S）4個導(dǎo)體.在教學(xué)中，我們讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)和討論，自主選擇材料進(jìn)行探究.

在學(xué)生選擇導(dǎo)體A、B實驗探究得出“電阻大小和長度有關(guān)”的結(jié)論之后，研究導(dǎo)體和橫截面積關(guān)系更加順利，似乎此時的學(xué)生對控制變量法運(yùn)用已經(jīng)得心應(yīng)手.筆者將教材表格（9年級物理上冊教材第88頁）略微改動，變?yōu)槿绫?所示.

表2

針對表2，師生進(jìn)行了如下交流.

師：根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)能否得出“導(dǎo)體的電阻和橫截面積有關(guān)”的結(jié)論？為什么？

生：不能！因為導(dǎo)體長度不一樣，沒有控制好變量（響亮，異口同聲）.

師：真的嗎（表情凝重，語調(diào)婉轉(zhuǎn)）？

生：真的（響聲變低，有點(diǎn)稀稀拉拉，稍顯遲疑）！

……真的（不久，再次異口同聲表示肯定）！

師：不贊成的請舉手.

生：舉手（一兩個，放下后又舉手）

師：還有嗎（似乎期待更多）？

生：舉手（多出幾個）.

師：請你講出理由.

生：一位學(xué)生放下手，接著又有三位舉起手（全班發(fā)出笑聲，似乎有幸災(zāi)樂禍的味道）.

一位舉手的學(xué)生用略帶顫抖聲音響亮地回答：能說明導(dǎo)體的電阻和橫截面積有關(guān)，因為材料相同，E導(dǎo)體長度長，如果電阻和橫截面積無關(guān)，應(yīng)該電阻大，通過電流小，而E導(dǎo)體中電流為0.25A，大于C導(dǎo)體中電流0.2A，唯有E導(dǎo)體“橫截面積大”這個因素，才導(dǎo)致E導(dǎo)體電阻比C導(dǎo)體電阻小.”

師：請重復(fù)，重要的話可以重復(fù)三遍.

生：……（笑，重復(fù)）.

接著，全班發(fā)出響亮的掌聲.

分析：心理學(xué)認(rèn)為，定勢是心理活動的一種準(zhǔn)備狀態(tài)，其既可能有利于問題的解決，也可能阻礙問題的解決［6］.控制變量法是研究物理問題最常用的思想方法，在學(xué)生的腦海根深蒂固，甚至做題時思維都形成定勢：研究某物理量和幾個因素中某個因素的關(guān)系，必須要讓其余因素保持不變，這種思維在一般情況下處理問題是正確的.但是，在處理此類特殊問題時，有時又容易讓學(xué)生產(chǎn)生錯誤的認(rèn)知，這種定向思維容易抑制學(xué)生的創(chuàng)新思維能力的發(fā)展.

本案例中，學(xué)生由開始的“異口同聲反對”到“三兩個學(xué)生舉手支持”，最后發(fā)展到“全面倒戈”，這種教學(xué)現(xiàn)象的出現(xiàn)給學(xué)生留下深刻的印象，啟發(fā)更多學(xué)生遇到新問題要克服思維定勢的負(fù)遷移，摒棄從眾心理，深入思考問題，而不盲目妄下結(jié)論.

教師在使用教材教學(xué)時，針對教材中探究問題的思想方法有效設(shè)計新問題，進(jìn)行問題的遷移，就會促進(jìn)學(xué)生由掌握知識向形成思維能力的轉(zhuǎn)化.時常做到問一問，打破思維定勢產(chǎn)生的負(fù)遷移作用，把學(xué)生思維引向創(chuàng)新思維的最近發(fā)展區(qū).

3 結(jié)語

通過運(yùn)用教材資源培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維案例研究，我們認(rèn)識到，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維必須堅持如下的幾項原則.

3.1 堅持接地氣的原則

培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，必須從學(xué)生實際出發(fā)，要接地氣，理論聯(lián)系實際.要把培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維有機(jī)地融入到日常教學(xué)活動中，只有這樣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維才能得到真正落實，不會變成空中樓閣.貫徹這個原則是培養(yǎng)創(chuàng)新思維的前提和保證.

3.2 堅持民主性和包容性原則

做民主和包容性教師，充分創(chuàng)設(shè)民主課堂，形成包容的教學(xué)環(huán)境，才能激發(fā)學(xué)生大膽思維，積極發(fā)言，打破條條框框；才能激發(fā)學(xué)生的靈感，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)創(chuàng)新思維的不斷超越.貫徹這個原則是培養(yǎng)創(chuàng)新思維的根本要求.3.3 堅持以教材資源為載體的原則

教材是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要載體，脫離這個課堂教學(xué)載體，培養(yǎng)創(chuàng)新思維會成為脫離實踐的一句時髦口號，一句空話.貫徹這個原則是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的重要條件.

1 劉炳昇，李蓉.義務(wù)教育教科書八年級上冊物理教師教學(xué)用書［M］.南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2013：153.

2 朱崇軍.物理教學(xué)中科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)例談［J］.中學(xué)物理教與學(xué)，2014（6）：61－63.

3 周國平.人生哲思錄［M］.上海：上海辭書出版社，2011：447.

4 陸增友.例談民主物理課堂培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)［J］.中學(xué)物理，2015（6）：2－3.

5 閻金鐸，田世昆.中學(xué)物理教學(xué)概論［M］.北京：高等教育出版社，2003：17.

6 黃網(wǎng)官.思維定勢與物理教學(xué)［J］.教育研究與評論，2014（2）：66－69.

2017－03－01）

本文為江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究（2015）年度第11期立項課題研究成果之一（課題編號：2015JK11－134）.