应用信息技术培养学生的创新能力
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作者: 黄永强
摘 要： 作者对“信息技术与学科整合”的含义及功能，以及信息技术与物理教学“整合”的作用进行了探析，分析了信息技术在培养学生创新能力方面的作用。
关键词： 信息技术 物理教学 学科整合 创新能力
《课程改革简明读本》提出：“大力推进信息技术在教学过程中的应用，促进信息技术与课程的整合。”强调在开好信息技术课程的同时，要努力推进信息技术与其他学科的整合，鼓励在其他学科的教学中广泛应用信息技术手段。
现代教育技术的发展对物理教育改革产生了巨大的影响，也展示了新的前景。用现代教育技术理论指导信息技术与物理教学的整合，不仅可以提高教学效率，最大限度地优化教学效果，而且可以激活学生的创新思维，为学生创造性的发挥打下良好的基础。
一、信息技术与学科整合
整合，究其词义为综合、融合、集成、一体化等。对于一个系统来说，整合就是指实现系统内各要素的整体协调、相互渗透，使系统各要素发挥最大的能效。所谓的“信息技术与学科教学整合”，即以信息技术为先导，以系统论和教育技术理论为指导，根据学科教学规律进行的学科教学改革。其目的是通过在各学科教学中有效地学习和使用信息技术，促进教学内容展示方式、学生学习方式、教师教学方式和师生互动方式的变革，为学生创造多样化的学习环境，使信息技术真正成为学生认知、探究和解决问题的工具，培养学生的自主创新能力、解决问题的能力，最大限度地提高学生学习的层次和效率。
二、信息技术与物理教学的“整合”在培养学生创新能力方面的作用
“创新是社会与民族进步的动力和灵魂，也是教学变革与发展的动力和灵魂。创新观念应贯穿于教学的各个环节之中，统帅教学的全过程”。物理学是一门深奥抽象又充满逻辑推理的自然科学，又是一门以实验为基础的学科，其中大部分原理是通过相应的实验验证得到的，因此在学习物理的过程中，实验教学能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。信息技术与物理学科整合是把以网络为核心的信息技术作为学生自主探究的认知工具和方法，从而激发学生良好的学习情绪，使学生的创新思维能力得到更好的发挥，其具体表现如下。
1.有利于激发创新意识
不少学生感到物理难学，对物理课常常望而生畏，究其原因，关键在于学生对物理过程、物理状态和物理现象没有清晰的认识。利用现代媒体创设物理情境激发兴趣，将抽象的知识形象化、具体化，激发学生学习的兴趣，是提高物理课堂教学效率的关键。在物理学中有很多现象，如分子的热运动、卢瑟福的α粒子散射实验、核裂变的过程等，学生很难从文字原理中接受，教师也很难描绘清楚上述的物理现象，但使用信息技术模拟上述物理现象，就能将微观世界抽象的现象或规律生动地展示给学生。
2.有利于提供创新机会
由于信息技术的运用，教师在设计教学环节时，可充分考虑学生的主体性，引导学生积极、主动地参与知识形成的过程。只有这样，学生的行为动机才是自愿的，行为过程才是自由的，行为结果才是独创的。多媒体具有声、形、动态的画面等，可以充分调动学生的多种感官。在教师适当的点拨与引导下，学生的观察能力、质疑能力、创新思维能力等都能得到进一步发展。利用多媒体信息技术与物理实验整合，可以突破常规实验仪器的局限性，所以我们应当充分发挥信息技术的特长，对那些难以观察到的、复杂的、困难的实验进行模拟和提供帮助，成为常规实验的补充，并把两者结合起来，使实验教学上升到一个新的层次，从而有助于学生发现规律、获得知识，提高科学文化素质和实验技能水平。
3.有利于培养创新思维
创新思维是经过独立的分析综合，形成新的知识联系，从而解决问题的一种有创见的思维。要让学生形成创新的思维能力，就必须有一个量的积累过程，我们在改变传统单一的教学模式的前提下，要利用现代信息技术的多样化手段，通过多种渠道，采用多种形式，从多个层面对学生进行思维方法的训练，以达到“量”的积累，实现“质”的飞跃。
首先，利用信息技术，培养学生的发散思维。徐利治教授指出：“创造能力＝知识量×发散思维能力。”思维的发散性，表现在思维过程中，从问题个性中探求共性，寻求变异，多角度、多层次地猜想、延伸、开拓，是一种不定势的思维形式。发散思维具有多变性、开放性的特点，是创造性思维的核心。在教学中，教师须精心创设问题情境，组织学生进行生动有趣的“活动”，留给学生想象和思维的“空间”，充分揭示获取知识的思维过程，使学生在过程中“学会”并“会学”，培养学生的思维品质，从而促进智力的发展。
如我们在按传统方式上电学实验课时，通常会告诉学生，电流表接线柱不能接错，电压表不能超过量程，电池组不能短路，等等。很多实验不允许学生自己操作，即使是可以操作的实验，教师因为考虑到学生和仪器的安全问题，也要求学生必须按照指定的步骤和方法完成。这些规定无形中扼杀了学生的发散思维。有些学生自主意识很强，常常会进行一些“地下操作”，弄不好就会损坏仪器。其实这些“破坏性”强的学生动手能力、创造能力很强。在信息技术和物理学科整合中，我们可以利用网络环境下的虚拟实验室或是专门的虚拟实验的软件解决这个问题。在信息技术环境下，倡导学生自主进行探讨性实验，既可以保护仪器，又可以培养学生的创新能力，并能把很多传统实验教学达不到的效果再现出来。学生在网络环境下运用多媒体进行实验操作，可以主动获取新知识，也可以通过网上的人机对话，实时地同电脑、同学、老师互动交流，还可以利用自己所得到的结果和经验，解决一些问题，然后会在这些问题的基础上，一步步加以深化，培养发散思维能力，增强创新意识。在教学中，我们应多提出一些类似的开放性问题，请学生做多方向思考，以达到培养学生发散思维的目的。
其次，利用信息技术，培养学生的独创性。凡有创造性思维的人，一般都易受好奇心的驱动，勇于探索，勇于实践，渴望找到问题的答案，他会对各种问题都很敏感。这就比较强调学生的主体性，只有主动探求知识，学生才有可能充分发挥创造性，所以教师要经常提醒学生不能死守书本，而要勇于创新。现在的计算机网络可以提供大量的信息让学生自己学习，在学习的过程中探索创新，从而培养创新思维。
要创新，就必须具有与众不同的观点和思想。在教学中，要让学生的个性充分展示，多参与教学活动，如可以让学生参与课堂教学过程的设计，甚至执教。对学生的个性思维成果应充分鼓励和引导，促进学生主动找到解决问题的有效方法。这些方法包含许多独特之处，无疑是学生思维独特性的最好体现，我们应予以充分肯定。
三、开展多种课堂教学的补充形式进行创新教育
《物理教学实施指南》提出“加强与学生生活、科学、技术、和社会联系的教学”，结合广东实行新课程标准的教材，对于课本中的许多小实验，我们应充分利用，并将这些小实验交给学生自主设计并完成，通过对实验原理的自行设计、实验步骤的自主规划，验证课堂学习的物理规律或者应用物理规律解决一些实际问题。比如学完电路后，我要求学生设计一个寝室电路，进门时开灯，然后到书桌边使用台灯，第一个灯熄灭，达到节约用电的目的，符合现代人“以人为本”的创新精神。这是一个非常实际的问题，学生特别感兴趣，积极讨论，主动实践。有的采用局部短路法，有的采用双触开关，有的采用单刀双掷双控，都能很好地满足设计要求。我将学生对小实验的实验结果汇总制成幻灯片上传到校园网上，让学生自评和互评。多形式的评价系统促进了学生的创新意识。这种探索性实验的活动空间和思维空间更为广阔，更能激发不同层次学生的创新欲望。有了自由活动的余地，有了大胆想象的机会，学生的手就会动起来，思维也会活跃起来。
参考文献：
［１］阎光亮，刘莉，刘悦.课程改革简明读本［M］.北京：首都师范大学出版社，2001：55.
［２］阎光亮，刘莉，刘悦.课程改革简明读本［M］.北京：首都师范大学出版社，2001：52.
［３］孙威立，杨祖念.物理教学实施指南［M］.武汉：华中师范大学出版社，2003：30.
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