淺談在物理教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

當今世界，科學技術(shù)發(fā)展神速。21世紀國際競爭的關(guān)鍵是人才的競爭，而創(chuàng)新能力強弱是人才素質(zhì)優(yōu)劣的體現(xiàn)。黨中央、國務院《關(guān)于深化教育改革。全面推進素質(zhì)教育的決定》，明確了實施素質(zhì)教育的必要性，以提高國民素質(zhì)和民族創(chuàng)新能力為宗旨，著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

《課程標準》和新教材的試用標志著我國的基礎教育課程改革已進入實施階段。為了促進基礎教育課程改革，我國近年來的高考命題逐步由知識立意轉(zhuǎn)向能力立意，高考綜合能力測試及高考“3+X”模式。突出對學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的考查。如高考題中出現(xiàn)了開放性試題和信息題等。這類試題，所涉及材料、創(chuàng)設的情境，提出的問題等十分新穎，允許學生可從多角度、多層次、多渠道展開思維，給學生創(chuàng)設更大的思維空間，目的在于考查學生創(chuàng)新能力。

心理學的研究表明，高中生的抽象邏輯思維已由經(jīng)驗型發(fā)展為理論型，掌握概念的能力日益系統(tǒng)完整，推理能力日臻完善，運用邏輯法則的能力已趨成熟。在高中物理教學中，教師要根據(jù)物理學綜合性和實踐性強有利于實施創(chuàng)新教育的特點，善于發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，引導學生創(chuàng)造性地學習，培養(yǎng)學生的質(zhì)疑能力、觀察思維能力、實驗思維能力、模型思維能力、逆向思維能力、綜合思維能力等物理創(chuàng)新思維能力。

一、營造寬松環(huán)境，培養(yǎng)學生質(zhì)疑能力

學起于思，思源于疑。從質(zhì)疑到創(chuàng)新是認識事物的客觀規(guī)律。許多科學的進步，都是在揚棄前人的知識和經(jīng)驗、繼承與批判以前的科學成就的基礎上才得以實現(xiàn)的。如哥白尼對地心說的批判，伽利略對亞里士多德的落體的否定，牛頓對伽利略關(guān)于“運動與力”關(guān)系的創(chuàng)新，卡文迪許對約翰·米歇爾扭秤的改進，盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)是對湯姆孫模型的否定，普朗克—愛因斯坦的光量子彌補經(jīng)典物理的缺憾從而開創(chuàng)了量子力學等等，都是科學創(chuàng)新。

批判錯誤就意味著求實創(chuàng)新。我們教師要營造寬松的教學環(huán)境，培養(yǎng)和引導學生多思考、多討論，激勵學生對課本、參考書、教學過程等大膽質(zhì)疑，敢于提出自己的見解和設想，有效地開展創(chuàng)造性活動。教師僅在技巧上進行點撥，使學生積極思考、善于提問，能挖掘潛力，在探索中有所發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新，養(yǎng)成良好的質(zhì)疑習慣和較強的質(zhì)疑能力。如有的學生提出在“描繪等勢線”實驗中為何用電流計而不用伏特表?而根據(jù)分子力與分子距離關(guān)系圖，提出隨著分子間距離的不斷減小以至接近，分子力不是趨向無窮大嗎，事實上物體的分子還彼此進入分子內(nèi)部，這又是為什么?行星為何多是同向的橢圓運動，且在近似一平面上呢?根據(jù)哈勃常數(shù)的意義，星球大爆炸后，星體遠離的速度不就隨著距離的增大而增大了?而這又是靠什么力來加速的呢?

二、注重實驗教學，培養(yǎng)物理觀察思維能力、實驗思維能力

物理學是一門實驗科學，在物理教學中離不開實驗。精心設計演示實驗，增強趣味性和直觀可視性，提高學生的觀察興趣和物理觀察思維能力。如“自感”的演示，引導學生思考、觀察，怎樣操作，小燈閃亮，養(yǎng)成有目的、有選擇及邊觀察邊思考、記錄的良好觀察習慣。進行分組實驗時，善于引導學生積極思考，理解和應用實驗原理，掌握操作的技巧和方法，從而培養(yǎng)學生物理實驗思維能力。如“電表的改裝”實驗，引導學生選擇實驗電路和器材，認真觀察、細心操作，獨立總結(jié)出結(jié)論，培養(yǎng)物理實驗能力。

課外物理活動是物理教學中的重要組成部分，它具有形式多樣靈活、內(nèi)容豐富多彩、有趣等特點。如“受迫振動”中的“共振”，是物理教學中的一個難點，而學生通過課外的親自實驗探究，研究物理現(xiàn)象，從中掌握規(guī)律。在高一上過動量后，組織學生參加“水火箭比賽”、“落蛋比賽”，充分鍛煉和提高了學生的創(chuàng)新能力。

三、創(chuàng)造性組織教學。培養(yǎng)逆向思維、發(fā)散思維的能力

學生是發(fā)展的主體，教師是學生成長的引導者、發(fā)展的引路人。高中生思維靈活，表現(xiàn)欲望強。教師在教學中要給學生留下思考、探究和自我開拓創(chuàng)新的空間。寓方法指導于知識傳授之中，經(jīng)常選擇一些有代表性的問題來啟發(fā)引導他們思考、討論，有助于培養(yǎng)他們解決物理問題的能力和探索物理新知識的能力，更有助于培養(yǎng)他們創(chuàng)新能力和學習物理的極大熱情。如學習熱力學第一定律時，啟發(fā)學生積極思考，討論交流。例如：“如果把電冰箱門打開，能否象空調(diào)一樣降低室內(nèi)溫度?”。

課堂教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的有利環(huán)境。在形成慨念和掌握定律時，結(jié)合教材的內(nèi)容特點和學生實際，引導學生對知識進行比較與概括、歸納與演繹，從中培養(yǎng)邏輯思維能力和想象能力。如：在復習課教學中、采用“結(jié)構(gòu)圖示”組織教學，引導學生理清知識間的彼此關(guān)系、重建知識新網(wǎng)絡，以此增強學生的聯(lián)想、概括的能力；通過對相似、相近物理概念、規(guī)律的對比與分析，增強學生的聯(lián)想、類比思維能力；通過對諸如電磁感應現(xiàn)象、電磁場理論等知識的建立方法的歸納，增強了學生對逆向思維能力。

許多物理問題，可以根據(jù)不同的物理過程分析，用不同的方法來解決。如“以9.8m／s的水平初速度V₀拋出的物體，飛行一段時間后，垂直撞在傾角θ為30°的斜面上，求物體完成飛行的時間。”學生一般能根據(jù)平拋運動的特點和運動合成規(guī)律求解，再引導學生思考討論得出其它多種求解方法。解法二根據(jù)動能定理和速度合成分解規(guī)律求解；解法三根據(jù)機械能守恒定律和速度合成分解規(guī)律求解；解法四根據(jù)動量定理求解；解法五根據(jù)研究平拋運動的實驗處理方法求解。這樣利用一題多解，有利培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力。

四、歸類處理，培養(yǎng)模型思維能力與綜合思維能力

在解決物理問題時，教師引導學生充分運用已有的知識和經(jīng)驗，分析所研究的物理對象之物理過程：正確建立物理模型，選擇對應的物理規(guī)律，獨立地、創(chuàng)造性地進行分析、判斷、思考和探索解題的方法，對題中的物理思想方法通過學生討論和探索，歸納總結(jié)出解決問題的基本途徑與技巧。最大限度地培養(yǎng)學生的學習能力。

對于同類型的不同知識，利用一題多變、多題一解、模型教學等歸類處理的方法，來培養(yǎng)學生的集中思維能力和構(gòu)建物理模型的能力。例如關(guān)于傳送帶的問題，就該一題多變再歸類處理，先是物體放上水平傳送帶，①物體靜止；②物體初速與傳送帶同向，但小于傳送帶的速度：③物體初速與傳送帶同向，但大于傳送帶的速度；④物體初速與傳送帶同向，但等于傳送帶的速度；⑤物體初速與傳送帶反向，但小于傳送帶的速度；⑥物體初速與傳送帶反向，但大于傳送帶的速度；⑦物體初速與傳送帶反向，但等于傳送帶的速度；然后還可進一步拓展。將水平傳送帶換成傳送帶與水平面成一定角度的情形等。學習分子勢能時，可類比于力學中的彈簧振子模型：在解決電荷在電場中運動的問題時，可類比于力學中的平拋運動規(guī)律等來培養(yǎng)學生的比較概括能力和思維想象能力。

五、挖掘教材內(nèi)容、感受創(chuàng)新思維

教師引導學生挖掘新教材增加的“做一做”小實驗、“閱讀材料”、“思考后討論”等內(nèi)容，把一些教學難點和重點、趣味實驗，或?qū)W生自己的創(chuàng)新成果展示，精心設計為培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的教學切入點，激發(fā)學生學習物理的興趣和創(chuàng)新欲望，訓練科學思維方法、激勵學生的人格。如在“回旋加速器”的教學中，創(chuàng)設問題，讓學生思考“怎樣使帶電粒子加速”、“怎樣使帶電粒子偏轉(zhuǎn)”來充分展開思維空間，大膽創(chuàng)新設計，完全掌握直線加速器和回旋加速器的工作原理及其優(yōu)劣性能。

新課標把“發(fā)展自主學習能力”作為課程總目標之一，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力，獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力。如在電磁感應定律時，運用實驗手段，創(chuàng)設探究情境，先讓學生試著創(chuàng)新“發(fā)現(xiàn)”規(guī)律，享受創(chuàng)新的快樂和成功的愉悅，再以物理知識的重要作用和物理學家們的成長歷程、卓越貢獻為素材，突出科學家找出這些規(guī)律的過程與方法，讓學生感受科學家的創(chuàng)新思維。

物理教學不只是灌輸給學生某些知識，更重要的是引導學生學習掌握物理科學的方法，給學生話題，引導他們進行科學探究活動，調(diào)動他們自己去看書、查資料、做實驗乃至寫論文，逐步培養(yǎng)他們處理信息的能力、終身學習的能力與創(chuàng)新能力，以滿足現(xiàn)代社會的高素質(zhì)創(chuàng)造型人才的需求。