学生自主创新实验的引导艺术，本文主要内容关键词为：自主创新论文,艺术论文,学生论文，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。
陶行知先生的“喂鸡吃米”实验告诉我们：教学就像喂鸡吃米，只有在宽松的氛围中，当学习成为学生自己的兴趣和需要时，才会是有效的、能够提升智慧的。物理理论是以实验为基础而建立的，理论知识通常是概括、简洁、规范的，实验过程则往往是具体、丰富、灵活的。物理教学，尤其是初中的启蒙教学中，引导学生进行自主创新实验，可以有效地开发学生的智力，挖掘学生的潜力，丰富学生的智慧，同时也促进教学相长。 以学生的自主创新实验来引领物理教学，教师需要具有丰富的知识和技能储备、灵活的教学机智、适时引导启发的教学艺术，才能在充满灵性、活力和变化的学生面前游刃有余，实现和学生的共同发展。笔者在教学中特别重视以下教学艺术的运用和发挥。 一、巧在“欲言又止” 裴斯泰洛齐曾说：“不能滔滔不绝地对孩子讲话，而应采用与他们谈话的方式；不能对孩子讲很多话，而应让他们自己表达某一件事情；不要详尽无遗地讲一个题目，而要向孩子提出有关的问题，让他们自己找到答案，再予以纠正。”只有让学生获得一定的时间与空间，具有一定的话语权，他们在学习中才能获得勇气、信心，自然地提高活力与能力。 【案例1】 教学“凸透镜成像的规律”后，由于教材（苏科版初中物理）“课外实践与练习”栏目中出现了投影仪的示意图，笔者便让学生自制投影仪。几天后，学生带来了他们制作的投影仪。课上，笔者呈现了学生的成果（组装前后分别如图1、图2所示），提出：“我们姑且称这个DIY投影仪为‘1.0版’。请同学们给它提一点改进建议。”学生各抒己见：“长短三个筒看似太复杂，可以简单些吗？”“凸透镜被固定了不好，如果能够换不同焦距的凸透镜更好。”“三个筒的直径都偏小，像的亮度不够。”“如果将投影仪改为照相机，筒间的密封性怎么解决？”……对于学生提出的问题，笔者不急于回答，而抛给更多的学生。
几天后，学生又带来了他们重新制作的“2.0版”投影仪。课上，笔者呈现了学生的成果（组装前后分别如下页图3、图4所示），对学生的改进给予了肯定。然后，笔者指出解决筒间的密封性的办法是改筒间为螺旋结合。
这里，学生在动手实践的过程中神思遐想，从而感悟生活，感悟物理。赫拉克利特认为，智慧不是天生的。正因为智慧是隐性的、潜在的，教师便需要通过教学中的碰撞和深化加以引导和激发。 二、贵在“一知半解” 爱因斯坦在其《自述》中回忆：“当我还是一个四五岁的小孩时，父亲给我看一个罗盘。这只指南针以如此确定的方式行动，根本不符合那些在无意识的概念世界中能找到位置的事物的本性。我现在还记得，至少相信我还记得，这种经验给我一个深刻而持久的印象。我想一定有什么东西深深地隐藏在事情后面。”正因为童年的困惑、疑问时时困扰着他，才使爱因斯坦把此当成终身研究的目标并取得了卓越的成就。过去的教育理念强调教师把一切讲明白、讲透彻，把问题“消灭”在课堂中。现代的教育理念恰恰相反，提倡让学生带着问题进教室，带着更多的问题走出教室。 【案例2】 学习完“声现象”一章后，一天学生小王在车库推自己的自行车，旁边的电动车突然发出了报警声音（他并没有碰这辆电动车）。这个现象引起了他的思考。他猜想：电动车报警器是否发出报警声音与周围声音的响度有关。于是，他做了以下实验：将多个报警器放在距声源比较近的地方，并在旁边放上一个分贝测试仪，让声源发出不同响度的声音，看报警器是否报警。他发现，一般地，当声音达到90dB或以上时，报警器就会报警。他觉得，他的猜想是对的。这时，他又想到自己的生活经验：有时触碰报警器，报警器也会报警。于是，他又做了以下实验：用棍子捅其中的一个报警器。他发现，分贝测试仪显示声音只有40dB，报警器却也报警了。他感到有些困惑：报警器报警到底与什么有关？为此，他来向笔者请教。听完他的叙述后，笔者佯装不知道其中的道理，而与他一起讨论，同时将研究的方向引向是否与报警器内部的结构有关，鼓励他回家后，先拆开报警器，再进一步研究。 回家后，小王拆开了警报器，发现了两片奇怪的装置，如图5：右边是接受振动的簧片，而左边是旋转产生振动的蜂鸣器。他用木棍轻轻地碰了一下右边的簧片，左边的蜂鸣器便发出了声音。由此，他确定，这便是使报警器报警的两大装置。进而，他想到：怎样解释响度很大的声音能够使蜂鸣器发声呢？原来，当响度达到一定的大小时，空气振动能够带动簧片的振动。
小王能够从生活中的现象联想到可能与物理知识有关，是聪明的孩子。当这些孩子把自己独特的想法告诉教师时，教师不要急于告诉他们答案，而要尽量保持他们的好奇心，激发他们的探究欲——事实上，直接告诉学生答案，会扼杀学生继续探究的动力和空间。这说明智慧基于聪明但是不等于聪明，它是在聪明的基础上升华出来的对于天赋潜能的挖掘。 三、妙在“将错就错” 列宁说过：“年轻人犯错误，上帝也会原谅。”犯错误是学生学习过程中的必经之路，教师大可不必谈之色变，而要将其变成一种资源，使其为教学服务。当学生在实验中出现差错时，西方国家的教师常常会说“你可以再做一次”或者“你看看别人是怎么做的”。对于学生在科学记录上的错误，西方国家的教师则常常只是做个记号、绝不订正，而放手让学生在交流和讨论中去发现。让学生在尝试错误中学习，这样学生获得的知识比教师简单地告诉更有效、更长效。 【案例3】 教学“汽化和液化”后，由于教材（苏科版初中物理）“课外实践与练习”栏目中出现了“纸盒烧水”的实验，笔者便让学生进行尝试，并得出结论、给出解释（同时特别叮嘱学生注意安全）。第二天，学生小李交来了她的实验报告—— 我听说，有人用一个纸盒子代替锅烧开了一盒子水，而盒子还是完好无损的。这真有意思！我也来做个实验，看看其中到底有什么奥秘。 实验器材：方便面盒子、煤气灶和水。 实验步骤：把水倒入方便面盒子；把盒子放在煤气灶上；打开煤气灶。 实验现象：在我刚打开煤气灶的一瞬间盒子就烧着了。 我很纳闷：不是说不会烧着的吗？后来，我才知道：原来是因为方便面盒子为了不漏水在外面涂了一层蜡。 笔者在课上对她的实验进行了点评：“看起来，你烧掉了一个纸盒，但是，这会在你心中燃起学好物理的希望。如果你坚持经常做实验并总结和改进，我想你一定会取得理想的物理成绩！” 回家后，小李换了几种没有涂蜡的纸盒，发现果然有一些纸盒没有烧起来，但是更多的盒子底部发黄甚至烧坏。这又是为什么呢？通过思考，她设计并完成了下面这个深入探究的实验—— 实验目的：探究纸盒的材料和其中的水能够升到的温度的关系。 实验器材：三个大小相同但材料不同的纸盒、一根温度计、一个金属架、一台煤气灶和一定量的水。 实验步骤：把水倒入纸盒；把纸盒放在金属架上；把金属架架在煤气灶上；把温度计的玻璃泡浸入水里；打开煤气灶。 结论猜想：牛皮纸内水烧到的温度最高。 实验现象：见表1。 实验结论：牛皮纸内水烧到的温度最高（能够达到水的沸点）。 小李一开始不知道方便面盒子有蜡这个常识（知识范畴）而犯了错误。由于教师“将错就错”的艺术处理，激发了她继续探究的欲望。小李后来不但掌握了这个知识点，而且难得的是设计和实施了具有创新价值的实验，充分激发了自己的学习潜能。这说明智慧基于知识但是不等于知识，它是在知识的基础上升华出来的对于事物本真的认识。
四、高在“袖手旁观” 萧伯纳说过：“我不是你的老师，只是一个伴侣而已。你向我问路，我指向我们俩的前方。”教师应完全把自己当作学生学习的合作者，使学生处在接纳、宽容、支持的课堂氛围中，处在自由、放松的学习状态下，从而激发灵感，引发创造力的萌动。教师要相信学生学习的天赋和潜力，激发学生学习的情感和想象，适当进行点拨，从而让学生积极参与学习的全过程，感悟智慧的发生。 【案例4】 学习完“物体的运动”一章后，一天学生小张在路上看到一个塑料袋飘落在一辆行驶的自行车车轮上并随其运动。他注意到：当塑料袋转到车轮上半段（远离地面）时，速度很快，看不清楚其形态；而当塑料袋转到车轮下半段（接近地面）时，速度较慢，看得清楚其形态。这引发了他的思考：车轮是匀速转动的，车轮上的塑料袋为什么看起来速度在变化？是视觉上的误差，还是车轮匀速转动和直线运动合起来后确实导致上下两部分的运动速度不相同？于是，他做了以下实验：用家中的圆环形磁铁代替车轮，并在磁铁上做好记号代表塑料袋；用一个钩子钩住磁铁，并拉着它匀速滚动。他从侧面看到：标记点在轮子的上半部分时转得较快，而在轮子的下半部分时转得较慢；在最高点和最低点处速度的对比最明显。进而，他又做了以下实验：将磁铁上两点的初始位置在竖直的木棍上做好标记，拉着磁铁滚动一小段，比较两点的运动距离。他清楚地看到：处于轮子上半部分的点运动距离大，处于轮子下半部分的点运动距离小。接着，他作了理论上的思考：因为轮子并不是绕一个固定的点转动，而是绕一个匀速直线运动的点转动，所以处于轮子上半部分的点转动的向前趋势使得它速度变快，处于轮子下半部分的点转动的向后趋势使得它速度变慢。第二天课上，他详细地介绍了自己思考和实验的过程后，笔者给予了充分的肯定，并借此启发学生：还有其他思路吗？ 几天后，学生小赵交来了他的设计方案—— 1.在旧玩具中找到一个橡胶轮胎（如图6），用来滚动；找到一个塑料轮子（如图7），并在其一侧用纸固定一支笔芯的前面一小段（如图8），用来描绘其上一点的运动轨迹。
2.利用旧玩具设计一个滑动组件和一个底盘（分别如图9和图10），用来确保轮子不打滑并整体（即圆心）做直线运动；在底盘上垂直固定一块薄木板，用来记录轮子上一点的运动轨迹。
3.将两个轮子和一个滑动组件用一根轴连接起来（如图11），使得两个轮子能够同步转动。 4.将组合后滑动组件和底盘组合起来（如图12）
5.进行实验，得到轮子上一点的运动轨迹（如图13）。
6.得出结论：当一个轮子沿直线不打滑地滚动时，其上某点（圆心除外）的运动轨迹是一条自身不相交且类似相连抛物线的曲线。 7.拓展学习：通过网上查阅资料，知道一个圆沿一条直线滚动时圆上一个固定点所经过的轨迹叫作摆线。 本实验的亮点在于：其一，选择自己小时候的玩具，不但让玩具焕发“青春”，而且使实验稳定性更好；其二，在学习同学设计的基础上独立思考，通过创新设计进一步描绘出轮子上点的运动轨迹；其三，通过网上查阅资料，自学到课本中没有的新知识。这说明思维与智慧的关系最为密切，拥有智慧的人所具有的思维是开放、深刻、独特的。引导学生自主创新实验的根本目的是唤醒思维，提高思维，让智慧伴随思维的成长而丰富。
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