培養創新能力　挖掘學生潛能

言　志

創新是一個民族的靈魂。培養學生的創新精神和創造能力已經成為我國推行素質教育的重點，許多著名的心理學家都認為人擁有巨大的潛力和能力，在這些潛力中，創新能力又屬于最有價值的能力。如何將這種潛在的創新能力轉化為現實的創新能力，關鍵在于培養。筆者在中學物理教學實踐中體會到，要挖掘學科特點，精心設計課堂教學過程，完善學生的認知結構，合理安排創新實踐活動，是提高學生的創新能力的重要內容。現就筆者在新的課程改革教學實踐中，所做的一些實驗，談幾點感受。

一、重視物理規律發現過程的教學，使學生掌握創新的基本方法

物理規律的發現與完善過程，都是人們運用創造思維不斷創新的過程，在發現規律的過程中所創造出來的新方法是人類極其寶貴的財富，在進行某一物理規律及定律教學時，筆者有意識地補充了一定量的與這一規律的建立過程有關的內容，讓學生領悟科學家的智慧與艱辛。

例如：在學習歐姆定律的過程中，一開始學生都以為研究通過導體的電流和導體兩端的電壓之間的關系是不困難的，只要用電流表、電壓表再加上可變電阻器等組成的電路即可?？墒枪P者告訴他們，在歐姆那個時代，非但沒有電流表、電壓表等儀器，而且連電流、電壓和電阻的定義都沒有，歐姆所面臨的困難是可想而知的。為了測量電流，他經歷無數次失敗，用自己的雙手制作了相當精密的電流扭秤。最初電壓很不穩定，實驗工作遇到很大的困難，經過5年他才找到電壓穩定的電源，共經過十年細致研究，終于取得了成果……在學習歐姆定律誕生過程的同時，筆者還結合歐姆的實踐，介紹了用圖像法線探究新規律的方法。

教學過程中，筆者還結合牛頓運動定律介紹了“理想實驗”、“推理”、“實驗研究”等研究方法。結合氣體定律介紹了“分析法”，結合能量的轉化和守恒定律介紹了“綜合法”。使學生比較系統地掌握了一些重要的科學研究方法。有的學生深有體會地說：物理定律是寶貴的，但研究物理定律的科學方法更寶貴，誰掌握了這些方法，誰就能不斷地去探索大自然層出不窮的奧秘，誰的創新能力就會大幅度的提高。

二、在物理規律導出過程中，注意引導學生獨立思考

物理規律的導出通常采用實驗歸納法或理論分析法，然而教材上或教師所采用的規律導出的方法，未必就是符合學生心理特征的最佳方法，在教學過程中，教師應該鼓勵學生獨立思考，大膽質疑，敢于發表自己的不同看法和做法。

例如，在研究自由落體運動性質的教學時，為了增加教學效果，筆者根據教材中的彩色閃光照片復制一張投影片，進行投影放大，卻遇到學生的質疑，不少學生認為這不是閃光照片，有的學生還大聲詢問：投影片數據是否進行了加工？為此，我充分肯定了學生敢于質疑的精神，然后組織學生在課堂上利用打點計時器測量數據，研究自由落體運動的性質，從而較好地完成了教學任務。

沒有質疑，沒有獨立思考，就沒有創新，在物理規律導出的過程中，應該提高學生思維的批判性，使創新精神進一步增強。

三、改進物理實驗教學方法，培養學生的探究精神

物理規律是在觀察、實驗的基礎上通過分析、計算歸納得出的，其正確性應受到實踐的檢驗，因此，認真做好物理實驗，改進實驗教學方法，對于培養學生的探索精神具有十分重要的意義。

對于演示實驗，教師應該努力創造條件，力求增加實驗的可見度，同時對于部分演示實驗，教師通過努力也可以將其轉化為探究性實驗，例如，胡克定律在中學教材中是直接給出公式F=kx，這對于培養學生的創新精神極為不利，我們可以用勁度系數較小的彈簧或橡皮條進行演示實驗，這樣處理的結果是實驗可見度大，有利用于學生觀察實驗現象，總結實驗規律；也可以利用物理實驗室現有的螺旋彈簧、刻度尺、鉤碼、鐵架臺等器材進行分組實驗，讓學生進行實驗探究，得出胡克定律，從而提高學生的實驗能力，培養學生的探究精神。

對于分組實驗，可以把某些驗證性實驗改成探索性實驗，提高學生的創新能力。例如，驗證牛頓第二定律的分組實驗，可以轉化為探索性實驗，讓學生先用實驗探索加速度和力的關系，以及加速度和質量的關系，然后啟發學生分析實驗結果，得出牛頓第二定律的結論，使學生享受實驗成功的喜悅，學生創新精神在探索實驗過程中得到進一步培養。

對于新教材中的迷你實驗，要求學生自籌器材，按時去做，在課堂教學中要留有時間，進行交流與評價，對于實驗性習題，要開放實驗室，讓學生進行研究性學習，使學生嘗試成功，嘗試創新，實驗是學習的一種重要的實踐活動，只有在實踐中學生才能發揮和提高自己的聰明才智，才能發展創新精神。

我們還要重視實驗誤差討論，實驗離不開測量，測量是實驗科學最本質的東西。從某種意義上講，結果準確的實驗就是成功的實驗，反之就是不成功的實驗。因此研究誤差往往是創新之源。在教學過程中，應該讓他們掌握一些必要的實驗誤差的基本知識。在實驗方案設計時，要求學生盡量減少實驗的系統誤差；在選擇實驗器材時要考慮它的精確程度；在處理實驗數據時要采用盡量科學的方法。這個過程實際上是科學方法或創新方法的教育過程。并且要在一定的知識基礎上才能提出新的方案。

例如：在利用打點計時器測重力加速度的實驗中，有部分同學的測量結果存在比較大的誤差，對此問題感興趣的學生，利用課余時間查找相關的資料，提出了測量重力加速度的不同方法，用光電門測時，用滴水法計時，用單擺測重力加速度等，筆者及時對學生進行引導，并為這些學生提供實驗設備及指導，把學生分為幾個探究小組，用不同的方法測重力加速度，針對實驗存在的誤差不斷改進實驗。在對全體教師的展示課上，4個探究小組，現場做實驗，測量數據，比較準確的測出?？诘闹亓铀俣萭 值接近9.79m/s２，并進行了誤差分析，充分展示了學生的創新能力。

四、在物理規律應用中，注意發展學生的發散思維

發散思維又稱求異思維，是創造性思維的一種重要的思維方式。在物理規律應用中，教師應引導學生沿著不同方向、不同角度思考，從多方面來探索問題的結果，提高學生創新思維能力，在應用物理規律處理物理習題時，可以根據內容選擇具有一題多解、一題多變、一題多問的習題，激發學生的發散思維。

例如，在研究勻變速直線運動規律之后，可以選擇一道簡單的習題：某輛汽車由靜止開始做勻加速直線運動，它在第1s內通過的位移為2m,求在第3s內通過的位移是多大？讓學生探索多種解法及最佳解法，然后再把上題稍加改變，進一步讓學生思考。

A、求上述汽車通過第3個2m位移所需的時間，你能用幾種方法解題？最佳方法如何？

B、若上述汽車以同樣大小的加速度，從速度為20m/s開始做勻減速運動，它在開始減速后的6s時間內通過的位移是多少？它剛停止前1s內通過的位移是多少？

C、若這輛汽車剎車時能產生的最大加速度值為10m/s，司機反應時間為0.5s，若汽車以20m/s的速度前進，司機發現前方有危險時立即制動，問停車時距開始制動點的距離為多少？

學生通過以上習題的解答，能夠使其思維定勢的消極影響得到克服，發散性思維將會得到加強。

同樣，在力學部分進行綜合練習時，也可列舉“子彈打木塊”的模型，讓學生能夠分別運用牛頓運動定律、動量定理、動量守恒定律、動能定理、能量守恒定律、運動速度圖象等方法求解，使發散性思維受到強化訓練。

五、挖掘物理課外活動的特點，和學生一起共同創新

學生在校的學習，大都是以課本為本，以《大綱》為綱，進行反復訓練。不難看出，學生的接觸面太窄，思維空間太小，思維模式太陳舊。針對這些情況，可采取舉辦講座，創辦創新教育實驗室，組織各種實踐活動等形式來拓寬學生的思維空間和活動空間。

舉辦的講座的主要話題是怎樣創造性解決問題。從中傳授一些創新技法。如列舉法、組合法、缺點列舉法、逆向思維法、聯想法等，并結合實例為學生進行詳盡的分析。學生從中悟到進行科學研究、創造發明并不神秘。只要通過自己獨立思考，提出自己獨特的見解，解決問題不循舊規、不走舊路、不死搬某一固定模式，就屬于創造性的思維活動。此時的心理活動與科學家的心理活動沒有原則上的區別。鼓勵學生多注意、多觀察、多思考身邊發生的事情，用審視的眼光，不滿足現狀的心理看待事物，腦海里經常萌發出革新念頭。

經過師生的共同努力，在這幾年的創新大賽中，我校學生的《自動式報警防盜節能開關門》、《課外物理》、《新能源的探索——水果電池》、《基于電話線路的遠程家電控制器》、《盲人取水杯》、《消防通道應急照明燈的改進》等作品多次獲得海南省創新大賽一、二等獎。

實驗和實踐是物理學科的特點，也是創造的基礎和源泉。我國創造教育的先驅陶行知先生早就指出：“行為是老子、思維是兒子、創造是孫子?！辈⒄J為“由行動而發生思想，由思想而產生新價值，這就是創造過程。”重視實驗、實踐和方法的教學，培養和發展學生的創新能力，是我們每個教師應注意的問題。在創新教育大環境基本形成的今年，我們要不辱使命，培養出能與現代競爭中制勝于世界的新一代青少年。