依据创意思考法在物理教学中进行发散思维训练,本文主要内容关键词为:创意论文,物理论文,思维训练论文,教学中论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
目前由于应试教育的泛滥导致学生创新意识匮乏、创新能力萎缩。创新对绝大多数学生来说,不仅是“不为也”,而且也是“不能也”。所以在初级创新教育活动过程中,首先要进行创新方法的教育,让创新有序可循。笔者尝试在乎时的课堂教学和课外小组合作学习活动中,引入创造学中的“创意十二诀”法[1]启发学生创新意识,激发学生创造灵感,起到了良好的效果。
一、“创意十二诀”
“创意十二诀”是依据检核表法的原则创出创意发明的十二条思路,分别用十二个字来概括,即“加”“减”“扩”“缩”“变”“改”“联”“学”“代”“搬”“反”“定”。这种方法简明扼要、通俗易懂、容易记忆、便于操作,给人们从事创造发明活动指出了途径,带来了方便,非常有利于培养学生的创意思维。具体而言就是:
(1)加一加。在这件物体上添加些什么,会有什么结果?
(2)减一减。在这件物体上减去些什么,会怎么样呢?
(3)扩一扩。使这件物体放大、扩展,结果会如何呢?
(4)缩一缩。使这件物体压缩、缩小,会怎么样呢?
(5)变一变。改变一下形状、颜色等,会怎么样?改变一下次序会怎么样?
(6)改一改。这件物体还存在什么缺点?有改进这些缺点的办法吗?
(7)联一联。把某些物体或事情联系起来,能帮助我们达到什么目的吗?
(8)学一学。有什么事物可以让自己模仿、学习一下吗?
(9)代一代。有什么物体能代替另一样物体吗?
(10)搬一搬。把这件事物搬到别的地方,还能有别的用处吗?
(11)反一反。如果把一件物体、一个事物的正反、上下、左右、前后、横竖、里外,颠倒一下,会有什么结果?
(12)定一定。为了解决某一个问题或改进某一件东西,为提高学习、工作效率和防止可能发生的疏漏,需要规定些什么吗?
二、训练实践
1.在习题教学中的尝试
案例1:串联式发散
在实际训练中可以在已有的方案上加以持续串联发散。展示原型:如下页图1所示,两轻绳上各挂一个质量为m的小球,在下球上施加水平向左的力F,求系统稳定以后的形状。
循序发散:其中“加”是在右边根据对称性加了一等大的力,“变”是分别从力的大小、力的方向、小球的质量等角度加以变化的。“代”是将显性的力用电场和电荷加以代替,最后一步是将系统形状加以限制,即成2002年高考理综试题:设三绳分别长L,两质量分别为m的小球带电为-q及+q,处于匀强电场E中,将右段绳子剪断,求最后稳定后两球的机械能与电势能的总和与剪断前相比变化了多少?
图1
案例2:并联式发散
展示原型:(2004年高考理综题)如图2所示,ad、bd、cd是竖直平面内的3根固定的光滑细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,a点为圆周的最高点,d点为最低点,每根杆上都套着一个小滑环,3个滑环分别从a、b、c处释放(初速为零),各滑环到达d所用的时间谁长?
图2
循序发散:引导学生分小组按“创意十二诀”十二种方式进行逐项思考,总结方案如图3所示。
图3
2.在实验教学中的尝试[2]
在“曲线运动”的教学中,为了突破“物体做曲线运动的条件”这一难点,笔者将演示实验改成学生分组探究实验,最后水到渠成地得出物体做曲线运动的条件。如下页图4所示。
案例3:纵横式发散
图4中方案a、d是合力与速度方向在同一直线时的运动,起对比作用。实际操作中,有同学用嘴吹、用手指弹、用笔敲等动作来代替磁铁的吸引;b方案则是用纸做竖直挡板使球沿其运动;c方案是用重力代替磁铁吸引使球做平抛运动;f方案补充e方案强化了曲线向受力方向弯曲的情景;g方案则是让磁铁吸引着球沿书做直线运动,到另一端时,磁铁偏离原来运动方向,小球也跟着偏离方向做曲线运动。
图4
这一体验的过程正是“坚持延迟判断”[3],让学生探寻物理规律的发现过程,也是将“当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动”这一规律“充分还原稀释”的过程。
3.在竞赛教学中的尝试
在新课改背景下,如何在竞赛教学中培养学生的创新精神和实践能力、真正发挥学生的主体作用?笔者结合小组合作学习进行了实践探索。
案例4:类比式发散
“绳断瞬时类”原型——“周培源大学生力学竞赛”试题:长为l、质量为m的均质细杆AB,由两根不可伸长的绳子水平静止悬挂,如图5b所示。在突然剪断右端绳子的瞬时,求左端绳子拉力的大小。
循序发散:如图5a所示是俄罗斯中学生竞赛试题,将均质细杆以轻杆加质点的形式出现,细杆质点化的过程正是应用了“减”字诀从而规避了转动惯量。为了更好地揭露出绳断瞬间各点加速度的关系,我们可以将杆放置的角度θ一般化,使约束更为复杂如图5c所示,此题求解可借助于加速度瞬心。[4]
学生后来将“释放瞬间类”[5]也据此加以发散。如图5e所示,质量为m、长为l的均质细杆AB,不计所有摩擦,求释放瞬时杆的角加速度大小。运用“减”字诀将细杆改成质量为的小环A和质量为
的重物,使绳AB竖直,求在释放A后的瞬时绳中拉力大小?如图5f是江苏理工大学研究生入学试题,属于约束关系加以复杂化,设OA=AB=l。开始时OB竖直,绳OA与水平成45°,求释放瞬时AB杆的角加速度。
图5
三、教学反思
现代认知理论认为,学习是新旧经验之间双向的相互作用过程,能力靠学生在学习活动中通过自主体验、感悟、类比、迁移而逐步形成。以上实践中各种形式的思维发散属于对原有的图式的进一步丰富和扩展,学生通过同化、顺应进行主动建构。如在案例1中学生通过“反”“联”“减”等环节同化丰富了“等时圆”的图式及解题方法,又以顺应方式将“定”环节中问题纳入原有图式,从而使认知结构得到质的飞跃。而案例5中通过设计“先行组织者”b情景激活和再组织原来的a认知结构,最终完成新的认知结构的建立。