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利用STS教育培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力

林南.楚小丫

<p class="ql-block">應該是2002年寫的文章，那時國家十五規(guī)劃省級重點課題《在物理教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)造力的實驗研究》從申請、開題報告、研究計劃、結題報告都是我一個人做的，2005年世界物理年，我和我愛人還帶領全校師生舉行了首屆科技節(jié)。</p><p class="ql-block">利用 STS 教育培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">徐愛梅</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">湖北省監(jiān)利市第一中學，湖北監(jiān)利433300</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">鄧小平同志早就提出"教育要面向現(xiàn)代化，面向世界，面向未來"，號召"要善于學習，更要善于創(chuàng)新"。江澤民主席多次強調："創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力。一個沒有創(chuàng)新能力的民族，難以屹立于世界先進民族之林。"我們的學生是國家未來的建設者和接班人，他們的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神如何，將直接關系到我們國家民族的前途和命運。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">創(chuàng)造力，指提供首創(chuàng)性的、具有社會意義產物的能力。人的創(chuàng)造活動表現(xiàn)為發(fā)明、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)見、創(chuàng)作。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">創(chuàng)造性教學是教師運用適當的教學策略，激發(fā)學生創(chuàng)造動機，發(fā)揮學生創(chuàng)造性潛能，促進學生形成創(chuàng)造行為和創(chuàng)造性產品并培養(yǎng)學生創(chuàng)造性人格的教學活動。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">物理是一門實驗科學，物理的基本知識來源于生活與實驗，又服務于生活。所以，物理學科的創(chuàng)造性離不開生活、生產與科技。1980年，國際科學聯(lián)盟委員會和聯(lián)合國教科文組織在澳大利亞召開的 STS 教育國際會議上提出：把 STS ( Science 、 Technology 、 Society ）教育看作"一個對今日學生進行理科教育最合適的方法"。其宗旨是培養(yǎng)了解科學技術及其社會價值，能夠在一定程度上參與科學技術決策的公民，培養(yǎng)了解現(xiàn)代化社會驟科學技術發(fā)展的需求且能夠應用科學技術致力于社會發(fā)展的人才。它要求科學教育要面向現(xiàn)代化，要注重滲透技術教育，以使學生認識科學、技術與社會的交互影響，理解科學技術致力于社會發(fā)展的綜合化、整體化特征，理解科學技術作為"第一生產力的社會價值"。我在教學中利用 STS 教育培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，主要是從培養(yǎng)創(chuàng)造性人格、創(chuàng)造性思維、創(chuàng)造性表現(xiàn)能力和引導實際創(chuàng)新成果等幾方面做了有效的嘗試：</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">一、利用 STS 教育培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性人格</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">興趣和志向是最好的老師，創(chuàng)新精神或創(chuàng)造性個性傾向是創(chuàng)造性發(fā)展的動力和方向保證。而生活中的物理能最直接地引起學生關心物理學、親近物理學。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">孩提時候，我就對一些自然現(xiàn)象百思不得其解。比如：為什么會覺得月亮跟著人走？為什么坐在快速行駛的車上會覺得近處地面向后轉而遠處的樹木向前轉？為什么晴朗的天空是藍色？為什么海水看上去是藍色，而舀起來卻是無色？….</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">這些問題困擾著我直到大學畢業(yè)，當時總想要是能遇到一位高人請教就好了。后來，我親自執(zhí)教高中物理，心想：若學生問我，我也不能回答怎么辦？于是進一步研究概念、規(guī)律的本質，廣泛涉獵各種資料，終于得到了答案。從此，我也發(fā)現(xiàn)，用這些生活中的物理現(xiàn)象容易激發(fā)學生的學習興趣，引起學生思考，能使學生主動鉆研物理現(xiàn)象的本質，從而能熟練運用規(guī)律，同時它也能激起學生學透物理的強烈興趣，有利于培養(yǎng)學生樹立探索新規(guī)律，發(fā)明有益于日常生活、生產科技乃至國防科技的新事物的志向。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">剛走上講臺，我的第一節(jié)課就是"摩擦力"，我用"冬天搓手"摩擦生熱開始引入課題，學生覺得貼近生活，起點低，帶著很大的興趣，開始進入狀態(tài)。講"相對運動"和"相對運動趨勢"這兩個必要條件時，我同樣用一手心帶動另一手心演示，學生情不自禁地模仿、感受摩擦力的存在，此實驗不需要任何其它儀器，而每位學生都可親身體驗到有無摩擦力時的感覺。課后也令他們回味無窮，加深印象。</p> <p class="ql-block">在講述"正壓力"這一條件時，我隨手拿起黑板擦，靠著豎直的黑板，演示"壓緊靜止"、"輕壓則下滑"、"放手讓其自落"，提問各種情況下的摩擦有無及種類，學生也覺非常有趣，積極回答。課后反饋時因課本上的實例不足以讓學生突破這節(jié)課的難點："相對運動"及"相對運動趨勢"中"相對"二字的理解。我就先提問："靜止的物體能否受到滑動摩擦力？運動的物體能否受到靜摩擦力？"有的學生想當然地說："不能"。于是，我拿黑板擦開始擦黑板，問："現(xiàn)在黑板受沒受到摩擦力？是什么摩擦力，"學生想到"作用力和反作用力"，豁然開朗：原來，靜止的物體也可受到滑動摩擦力，關鍵是要相對運動。然后我演示了"課本上放黑板擦，先緩慢拉"讓黑板擦和課本一起由靜止到運動，回顧"力是改變運動狀態(tài)的原因"然后提問備課本和黑板擦受到了什么力？學生自然得出"運動的物體也可受到靜摩擦力，只要相對靜止"。為了更本質地掌握滑動摩擦力方向的特點，我首先提問"滑動摩擦力是否一定與運動方向相反？"學生眾說不一，于是我快速拉動書，黑板擦在書上滑動。我請同學們看好書和黑板擦的初位置，再演示一遍，觀察末位置，結果學生發(fā)現(xiàn)二者均前進了且書相對黑板擦也前進了。我提問："什么力使黑板擦運動？書與黑板擦的運動方向和受滑動摩擦力方向有什么關系？"學生順利得出"滑動摩擦力的方向可能和物體的運動方向相同，也可能相反，但總是與相對運動方向相反。"就這樣只需一個黑板擦，一本書通過信手拈來的幾個實驗。突出了重點，突破了難點，讓學生輕松得出結論。避免了枯燥無味地做題講題的負效應，學生興趣盎然學得扎實。事后，我布置同學們寫一篇科技論文"假如沒有了摩擦力"，讓學生充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造性思維，促進其進一步研究摩擦力的本質，找出生活中與摩擦力有關的現(xiàn)象，思考如何利用摩擦為生活服務，如何防止摩擦的不利影響。對生活經驗欠缺，無法想象出"沒有摩擦的世界"的同學，就提示他們作幾個實驗（或根據生活經驗想象）：洗澡時渾身涂肥皂后坐光滑的平凳子，腳底搽肥皂后在光滑的地板上很難站穩(wěn)……這時可向學生說明，這樣通過減小摩擦系數來推斷無摩擦世界，其實也是一種科學的研究方法，伽俐略就利用這種合理外推和理想實驗的方法，得出了很多當時無法直接用實驗證實的重要結論。我經常利用生活中的物理來引入課題或鞏固知識。學生對此表現(xiàn)出極大的興趣。例"機械運動"一節(jié)講參考系之前，我首先提問：①人可不可以比高速行駛的火車跑得快？②為什么覺得月亮跟人走？激起同學們的強烈興趣，我就點題"參考系"，說："人在行駛的火車上從車廂后端跑到前端，對地來說，人不是比火車運動得快嗎？"學生恍然大悟，對參考系有了深刻的印象。第二個問題我則讓學生帶著問題學習本節(jié)，使學生全力在本節(jié)中搜索信息，理解本節(jié)的內容，試圖找到答案，達到主動學習的目的。又如講緒論課時，向學生說明：學物理不僅要了解自然界基本規(guī)律，更重要的是運用規(guī)律解決實際問題，于是，我用生活中的物理智力搶答的方式進入課題，①高壓鍋的原理②為什么睡在柔軟的床上比硬床上舒服，可不可以做一個睡著也很舒服的硬床？……這樣，第一堂課就讓同學們涌躍回答，物理基本功扎實的同學就脫穎而出了，一般的同學也提高了學物理的興趣，正如有的同學在期中總結中說："我覺得物理是越學越有味了，我有信心把它學好。"學生對生活中的物理產生了濃厚的興趣和深刻的印象，就會不自覺的關心生活、熱愛生活，由覺得現(xiàn)象有趣，到覺得學物理是一種樂趣，形成透過現(xiàn)象探索事物本質規(guī)律的志趣，進而形成應用科學改善生活的個性傾向。</p> <p class="ql-block">二、利用 STS 教育培養(yǎng)學生的物理創(chuàng)造性思維能力</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">杰出的科學工作者、發(fā)明家沒有一個不是因為他出色的創(chuàng)造性思維能力而最終成功。創(chuàng)造性思維能力是創(chuàng)造性發(fā)展的核心和關鍵。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">物理創(chuàng)造思維是物理思維活動中的高級過程，是個人在已有物理知識和經驗的基礎上，從某些物理現(xiàn)象、物理過程和物理事實中形成新概念、建立新規(guī)律、完成新理論的思維過程。美國教育心理學家托蘭斯曾指出：富有創(chuàng)造性的學生能細致地觀察物體，能把學到的東西在日常生活中運用，自覺地運用實驗法和發(fā)現(xiàn)法。這要求教師運用適當的教學策略，教師創(chuàng)造性的教，學生才能創(chuàng)造性地學。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">因此，教師在教學中要著力于學生創(chuàng)造性潛能的開發(fā)和創(chuàng)造行為的指導，努力幫助學生在獨立地完成創(chuàng)造性產品的實踐活動中實現(xiàn)自身的發(fā)展。簡單地說，就是幫助學生通過物理事實、實驗現(xiàn)象自己歸納得出新概念、新理論，并自覺地運用理論解決新問題。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">例如：恒定電流這一章中，學生學習有一個難點：電路的簡化。一位青年教師在教學比武試講時采用傳統(tǒng)教法，只按照參考書上介紹的等勢點法、選主掛支法平輔直抒地介紹方法，然后讓學生根據方法做題，很多同學覺得接受起來很困難，學生被動接受，課堂氣氛不活躍，教師沒有挖掘教材、內化為自己的東西，完全是照搬、灌輸別人總結出來的方法，學生也多半知其然而不知其所以然，難以融會貫通，更不用說培養(yǎng)學生的歸納總結能力和創(chuàng)造力了。聽課后，我根據自己的教學經驗，建議他讓學生自己從實驗中歸納出這幾種方法，正式講課時，效果截然不同，學生露出了會心的笑容，整節(jié)課順理成章，學生不僅理解了這種方法的實質，學得輕松，而且教師學生都體驗到了創(chuàng)造的樂趣。主要操作過程如下：</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">把用紙板做的電阻和軟線連成的電路放在實物展示臺上，讓一個學生上講臺弄清這幾個電阻的連接情況，學生自然會從一端開始順次把線拉直到另一端，從而看出電阻的關系。然后出一印在紙上的題目，學生在想象中完成拉直的過程，這時教師可以用刀將圖的邊沿劃破，再來一次拉直的演示，鼓勵學生歸納總結出選主掛支法。然后說明導線的長短不影響電路結構，畫圖時以美觀簡潔為原則。再用一例題鞏固，學生接受會很輕松。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">再放一電路，如圖，學生會把導線 AA 縮短，將R1翻上，把 BB 縮短，將R3翻下，知道三個電阻是并聯(lián)關系，這樣老師利用同一導線連接的兩點電勢相等。引導學生得出"等勢點法"（由縮短導</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">線，捏成一點而來），再在黑板上</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">用一電勢點法的例題讓學生練習，</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">會達到使學生真正弄懂的目的。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">同樣是畫等效電路圖，利用實驗，能使學生頓悟，體驗到了自己總結歸納出科學方法的樂趣，實實在在地看到了自己的創(chuàng)造成果。這里，實驗決不只是形式，而是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力的一種手段，是總結出科學規(guī)律的事實依據，是為了讓學生明白物理規(guī)律是從實踐中總結出來、再運用到實踐中去的，逐漸培養(yǎng)學生的物理創(chuàng)新素質，達到教是為了不教的目的。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">三、利用 STS 教育培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性表現(xiàn)能力</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">創(chuàng)新能力最終要在實踐中才能得以體現(xiàn)和鍛煉。領域技能、對創(chuàng)造性產品的完成能力和創(chuàng)造性實踐能力是實現(xiàn)創(chuàng)造性發(fā)展的必要條件。因為創(chuàng)造是一種實踐活動，創(chuàng)造才能是"做"出來的，不是"說"出來的。所以，創(chuàng)造性教學必須把創(chuàng)造性實踐活動置于極為重要的地位，引導學生通過自己動腦、動手，拿出實實在在的創(chuàng)造性產品。為此，我在教學中經常利用課后小實驗及課外實踐活動，培養(yǎng)學生的科學素質，引導其發(fā)現(xiàn)、發(fā)明出創(chuàng)新成果。</p> <p class="ql-block">我除了平常教學中注意實驗的重要性和學生學習的自主性外，還要求學校組織興趣小組，廣泛開展創(chuàng)造活動，為學生創(chuàng)設參與創(chuàng)造實踐活動的條件；傳授創(chuàng)造技法，幫助學生逐步提高創(chuàng)造產品的質量；高度珍視學生的創(chuàng)造成果，使這些成果有發(fā)表和表現(xiàn)的地方：用生動具體的實例，破除創(chuàng)造神秘感，增強創(chuàng)造的信心。</p><p class="ql-block">學校多次舉行科技講座，開闊同學們的視野，組織學生參觀科技館、博物館，向他們介紹展品的價值、發(fā)明創(chuàng)新過程，使學生從中獲得啟示。還指導學生進行具體的實踐活動，寫調查報告和論文，培養(yǎng)其創(chuàng)造性表現(xiàn)能力。我曾經舉辦的"趣味物理講座"，從"衣、食、住、行、娛樂"五方面入手，引導學生探索身邊的趣味物理現(xiàn)象的奧秘后，提出了不少社會調查、論文及利用物理知識改善我們生活的實踐活動具體要求。例調查醫(yī)院放射科的醫(yī)生如何防止放射線的危害，論文《電影"泰坦尼克號"中的物理學》、談背躍式跳高的優(yōu)點等。近兩年來，我申報并負責具體實施的省級重點課題"在物理教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)造力的實驗研究"更進一步推動了我校創(chuàng)新教學的發(fā)展，研究性學習蔚然成風：自行車中的物理學、調查醫(yī)院功能科所用幾種儀器的原理、三峽工程中的物理學、神舟五號中的物理學等課題的研究大大激發(fā)了學生的創(chuàng)造力。</p><p class="ql-block">我還經常鼓勵學生自己設計有助于理解課本知識的演示實驗。例如，有的學生想出"用水的反射模擬光的漫反射"，非常直觀。若教師能充分調動學生的積極性，讓學生隨時關注身邊的物理，并及時反饋收集這些創(chuàng)新成果，學生能力必會得到長足的發(fā)展。最好能有計劃地展覽學生自己的小發(fā)明、小制作、小創(chuàng)作、小論文等創(chuàng)造性產品，使學生互相觀摩、互相啟發(fā)，并獲得激勵。</p><p class="ql-block">實踐證明，在理論聯(lián)系實際的科學方法指導思想下培養(yǎng)出來的人才確實是很具有創(chuàng)新意識的。比如我曾經教過的熊林璞同學，她在學了"靜電除塵器"后，就想發(fā)明一個"不讓粉塵到處飛揚的黑板擦"，然后和我商量對策。我不斷給她提出可能會遇到的問題及改進措施，并鼓勵她寫成科技小論文發(fā)表（培養(yǎng)其創(chuàng)造性表現(xiàn)能力）。同班的董園林和郭芳就經常提出一些實際問題，比如：紙上浸油后為什么會變得透明？計算機硬盤反復存儲和清除信息，是否會使存儲的信息越來越弱？發(fā)射火箭成功時為什么會有蘑菇云？……有的問題是在我提出之前她們就先提問我了，而有的問題是我司空見慣卻沒去仔細思考為什么的，她們養(yǎng)成的良好習慣，還可反過來促進我進一步學習，可謂"教學相長"。這些學生也著實讓我感到教學的樂趣，她們后來都以優(yōu)異的成績考上了名牌大學，并繼續(xù)研究物理熱門專業(yè)，可謂真正做到了素質教育與應試兩不誤。最值得一提的是：就是這個平行班，被華工和武大錄取的就有十幾個，并且在大學里都是班上綜合總評的第一、第二名，都獲得了獎學金。</p><p class="ql-block">對于正在我班學習的同學，我總是讓他們感到生活中處處有物理，并在解決實際問題中培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力。對于那些已畢業(yè)的學生，我不忘記經常鼓勵他們多參觀、訪問和社會實踐，多和有經驗的人及導師接觸，把所學的知識與生活、生產和科技聯(lián)系起來，做到學以至用。特別要了解市場上與自己專業(yè)相關的新產品信息和社會需求新動向。以出實際成果為目的，促進自己有目的有動力地學，爭取早有所創(chuàng)造發(fā)明，利用知識造福人類，以推動科技的進步為己任，爭取成為科技界有影響的人物。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><a href="http://www.zit.org.cn/4s5n2u4i" target="_blank">不同玻璃磚中色散光的運動時間</a></p>