在中學(xué)物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

【摘 要】創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是素質(zhì)教育的核心內(nèi)容，物理教學(xué)中要加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，教師從教學(xué)思想、教學(xué)模式、教學(xué)手段等各方面都要改變，以適應(yīng)新形勢下對人才培養(yǎng)的要求。

【關(guān)鍵詞】物理課程 素質(zhì)教育 創(chuàng)新思維

“創(chuàng)新”能力的培養(yǎng)是應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)化，是基礎(chǔ)教育的趨勢。“教育是創(chuàng)新、傳播和應(yīng)用的主要基地，也是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才的重要搖籃”。中學(xué)教育作為基礎(chǔ)教育的后階段，在學(xué)校教育中起著至關(guān)重要的作用。在中學(xué)物理教學(xué)中開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，是中學(xué)物理教學(xué)義不容辭的責(zé)任。那么，在物理教學(xué)中，如何培養(yǎng)學(xué)生的“創(chuàng)新”能力呢？筆者從如下方面對這一問題作出探討。

一、精心設(shè)計(jì)情景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

教學(xué)情境就是向?qū)W生提供一個完整的真實(shí)的問題情境，用來豐富學(xué)生表象，啟迪學(xué)生思考探究，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。興趣是最好的老師，沒有興趣，就沒有創(chuàng)新。在教學(xué)過程中，教師要吃透教材，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，精心設(shè)計(jì)。例如在教學(xué)“運(yùn)動、靜止、參照物”等概念時，先向?qū)W生展示一幅城市風(fēng)光圖（有山有水，有房有車，有樹有鳥等），然后提問：

（1）從圖上，你們看到了什么？

房屋、汽車、樹木、橋、水、船只、鳥、飛機(jī)等。

（2）你們看到的物體哪些是運(yùn)動的，哪些是靜止的？

水在流動，鳥兒在飛，汽車在奔馳，船在航行等。

（3）房屋、樹木、橋是運(yùn)動的，還是靜止的？

讓學(xué)生充分討論，再進(jìn)行引導(dǎo)，判斷一個物體是否運(yùn)動時，要拿另外一個物體作標(biāo)準(zhǔn)，只有先確定標(biāo)準(zhǔn)，才能判斷該物體是運(yùn)動的還是靜止的。

（4）我們說房屋是靜止的是以什么作參照物的？我們說是它運(yùn)動的，又是以什么為參照物的？

（5）如果我們坐在那條運(yùn)動的船上，以船為參照物，哪些物體是運(yùn)動的？哪些物體是靜止的？

這樣，一幅幅物體做各種運(yùn)動或靜止的景象在他們的大腦中構(gòu)成，運(yùn)動和靜止是相對的，動中有靜、靜中有動，最后歸納出運(yùn)動、靜止、參照物等概念。這樣，通過學(xué)生的觀察，引發(fā)學(xué)生聯(lián)想，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時使學(xué)生對這些知識有了更深刻的理解。

二、設(shè)置疑問，引導(dǎo)學(xué)生思考

教學(xué)的目的，不僅僅是讓學(xué)生理解前人發(fā)現(xiàn)的知識，而是要讓學(xué)生學(xué)會自己去發(fā)現(xiàn)、去探索、去研究。教師的引導(dǎo)，主要體現(xiàn)在教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)組織上，教學(xué)設(shè)計(jì)時不要只設(shè)計(jì)唯一的思想和方法，重要的是設(shè)計(jì)“思考點(diǎn)”，教學(xué)組織過程中要引導(dǎo)學(xué)生探究，鼓勵提出不同意見，激發(fā)求異思想，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。如在教學(xué)“牛頓第一定律”時，可設(shè)計(jì)以下幾個問題：

（1）“原來靜止的物體是在什么條件下保持靜止的？”

讓學(xué)生相互討論，結(jié)論容易得出。接著，我用手推動黑板擦在講臺上移動，一松手，黑板擦就停了。由此，又提出第二個問題：

（2）“什么是維持物體運(yùn)動的原因？”

讓學(xué)生思考，并讓學(xué)生自己動手做一做：放一本書或別的物體在課桌上試一試。看誰的觀點(diǎn)正確，互相辯論。當(dāng)學(xué)生有初步正確的認(rèn)識后，提出下面的第三個問題：

（3）“已經(jīng)在運(yùn)動的物體，在什么樣條件下，能保持這種運(yùn)動？”

通過引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上分析、推理，并歸納出結(jié)論。然后，讓學(xué)生閱讀教材內(nèi)容，看伽利略、牛頓等科學(xué)家是怎樣研究這個問題的，使學(xué)生全面了解牛頓第一定律發(fā)現(xiàn)的歷史過程，從而更深入的理解牛頓第一定律。

在整個教學(xué)過程中，通過設(shè)置疑問，讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，主動地去探索，使得學(xué)生的創(chuàng)新思維得到充分發(fā)展。

三、重視探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)探索精神

傳統(tǒng)模式的演示實(shí)驗(yàn)一般只是教師操作，學(xué)生旁觀，沒有直接參與，不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。將演示實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生充分的動腦，使學(xué)生大膽猜想，由學(xué)生按自己的想法動手完成實(shí)驗(yàn)。這種通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的方法，不僅使學(xué)生對本部分知識掌握得非常牢固，同時更有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。

如在教學(xué)“阿基米德定律”時，可以拿二個一模一樣的空牙膏殼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：先將一個捏癟了放進(jìn)盛水的容器里，會看到牙膏殼沉下去了。同時，使另一個牙膏殼鼓起來，也放進(jìn)水里，會看到它卻浮在水面上，并沒有下沉。

這時，讓學(xué)生對剛才所觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行思考：為什么同樣的一個牙膏殼癟的就下沉，鼓的會上浮？面對這種“矛盾”的事實(shí)，學(xué)生會想到，牙膏的質(zhì)量一定，鼓的上浮，鼓的牙膏殼比癟的牙膏殼受到的浮力一定要大，那么決定浮力的大小的因素又是什么呢？讓學(xué)生充分討論，提出猜想：鼓的牙膏殼，其體積變大了，它排開的水的體積多，所以浮力的大小，就可能與排開的水的體積有關(guān)。然后，再按教材上的實(shí)驗(yàn)方法，一邊實(shí)驗(yàn)，一邊讓學(xué)生觀察，一邊分析，最后得出結(jié)論——浮力的大小等于物體排開的水（液體）的重力。

為了加深對阿基米德原理的理解，在得出阿基米德原理后，進(jìn)一步探討決定浮力大小的相關(guān)因素，并把學(xué)生的一些認(rèn)識展示在黑板上。如：

（1）物體的密度越大，浮力越大。

（2）液體的密度越大，浮力越大。

（3）浸入液體越深，受到的浮力越大。

（4）物體的形狀不同，受到的浮力不同。

對于這些認(rèn)識，要借助實(shí)驗(yàn)來論證。可以讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，合作探究、解決問題。

四、通過靈活多變的習(xí)題教學(xué)，提高學(xué)生的解決實(shí)際問題的能力

（一）一題多解

一題多解，就是廣開思路，根據(jù)已有的知識、經(jīng)驗(yàn)的全部信息，從不同角度，沿不同的方向，進(jìn)行各種不同層次的思考、多解、觸點(diǎn)，全方位尋求與探索問題的解決方案，使思維得到發(fā)散，通過比較、總結(jié)，尋求最佳的解題方法和思維方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。如：茶杯裝開水并蓋緊瓶蓋，當(dāng)瓶內(nèi)水冷卻后，瓶蓋不容易打開，這是生活中的常見現(xiàn)象，要求學(xué)生利用所學(xué)知識想辦法打開瓶蓋，這樣展開豐富的想象，可得到很多切實(shí)可行的方案：a.改變壓力，如降低瓶外氣壓（放入低氣壓器中）或增大瓶內(nèi)氣壓（給水加熱），還可把瓶蓋撬開一點(diǎn)小口讓空氣進(jìn)去，使瓶內(nèi)外氣壓相等；b.增大摩擦力，如使瓶及蓋粗糙；c.利用杠桿使瓶蓋轉(zhuǎn)動方便；d.更有人提出在瓶蓋上鉆一小空；e.再蓋上一小蓋，開蓋時，先打開小蓋，使蓋內(nèi)外壓強(qiáng)相等，便能容易打開瓶蓋等。

（二）多題一解

多題一解，可以培養(yǎng)學(xué)生求同思維，可以引導(dǎo)學(xué)生思維方向集中于同一方面，這樣有助于學(xué)生提高解題方法，克服他們解題的盲目性。如：用慣性知識解題（1）站立在汽車上的人，當(dāng)汽車突然開動時人會向后傾，而碰到障礙物緊急剎車時人會向前傾，為什么？（2）人坐在勻速運(yùn)動的船上，此時用手豎直向上拋出一小球，物體下落時應(yīng)落在何處（不計(jì)空氣阻力）？（3）在輪船的水平桌面上放著一個氣泡水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)儀的氣泡突然向前移動，由此可見輪船航行時可能發(fā)生了什么現(xiàn)象？（4）人走路時踩到西瓜皮上為什么向后跌倒？其實(shí)這些都屬于同一類題目，通過不同的現(xiàn)象，抓住其本質(zhì)，達(dá)到對某一類型題目的基本解法，有利于學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。

（三）一題多變

一題多變就是通過保持原命題的發(fā)散點(diǎn)，變換形式發(fā)散思維，主要包括題型變換、條件變換兩種形式。通過一題多變，能激活學(xué)生思維的廣闊性、發(fā)散性，使學(xué)生能從不同角度去觀察問題、思考問題，提高學(xué)生思維過程的整體性、嚴(yán)密性來鞏固所學(xué)知識。如：以講《壓力和壓強(qiáng)》一課時研究對象進(jìn)行多角度思考。以課本實(shí)驗(yàn)中壓強(qiáng)小桌為例，可以編寫這樣的例題：（1）壓強(qiáng)小桌和砝碼共重40N，桌面接觸沙面面積為100cm2，求小桌面對沙面的壓強(qiáng)是多大？（2）壓強(qiáng)小桌和砝碼共重40N，小桌每只腳接觸沙面的面積為1cm2，求小桌面對沙面的壓強(qiáng)是多大？并將兩次計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。這樣的設(shè)計(jì)方法，使學(xué)生對所學(xué)知識有了很好的鞏固，突破了受力面積這一難點(diǎn)。通過一題多變，使學(xué)生舉一反三，觸類旁通，訓(xùn)練學(xué)生思維的靈活性和變通性，從而達(dá)到鞏固知識和培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力的目的。

（四）一題多問

一題多問拓寬學(xué)生解題思路的先導(dǎo)，使問題逐漸加深，引導(dǎo)思路逐漸深化，有效地培養(yǎng)學(xué)生思維擴(kuò)散性和深刻性。

例：舉世矚目的第29屆奧運(yùn)會將于2008年8月在首都北京舉行，奧運(yùn)圣火傳遞已經(jīng)如火如荼展開。請從物理學(xué)的角度，思考并回答下列問題：

1.奧運(yùn)會吉祥物“福娃”活潑可愛 ，如圖是福娃在幾個比賽項(xiàng)目中的運(yùn)動形象，請分析：

（1）用力踢足球，足球會飛出去，說明力能使物體的

發(fā)生改變；

（2）投籃時，籃球脫手后在空中下降的過程中，福娃對籃球做功嗎？ ；

（3）擊出的羽毛球能在空中繼續(xù)飛行，是由于羽毛球具有 性；

（4）用槳向后劃水，皮劃艇會前進(jìn)，這是由于力的作用是 的；

2.奧運(yùn)會火炬“祥云”的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了科學(xué)與藝術(shù)的融合。請根據(jù)圖（圖略）回答：

（1）紅色是火炬的主色調(diào)，從光學(xué)角度看，火炬的主要部分之所以呈現(xiàn)紅色，是因?yàn)?。

（2）火炬“重985克”，用規(guī)范的物理語言表述應(yīng)該是

。火炬長72cm，合 m。

（3）火炬手手持火炬靜止時，應(yīng)對火炬施加的豎直向上的力約為多大？（要求寫出計(jì)算過程）

（4）火炬使用的燃料是丙烷。常溫下丙烷為氣態(tài)，可采用 的方法使其在常溫下液化，這一過程要 （選填“吸收”或“放出”）熱量。丙烷燃燒時， 能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

（5）火炬外殼使用到金屬材料鋁，這主要是因?yàn)椋?）

A.鋁的導(dǎo)熱性差 B.鋁的磁性強(qiáng)

C.鋁的導(dǎo)電性好 D.鋁的密度小

（6）“人文奧運(yùn)”“綠色奧運(yùn)”是北京奧運(yùn)會提出的重要理念，“祥云”火炬的設(shè)計(jì)在很多方面體現(xiàn)出這些理念，凸現(xiàn)了“對人的關(guān)懷”和“對環(huán)保的重視”。請根據(jù)圖提供的信息，從物理學(xué)的角度簡要說明“祥云”火炬的設(shè)計(jì)是如何體現(xiàn)這些理念的。（只要求回答其中一點(diǎn)）。

物理教學(xué)不但要傳授知識，更重要的是指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，啟迪學(xué)生的創(chuàng)造思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。在教學(xué)實(shí)踐中，只要我們努力探索、勇于革新，把學(xué)習(xí)與創(chuàng)造、模仿與創(chuàng)新、理性與幻想有機(jī)地結(jié)合起來，就一定能有效地開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]閻金鐸主編. 物理教學(xué)論. 廣西教育出版社，1996年12月第一版.

[2]郭東岐主編. 教師的適應(yīng)和發(fā)展. 首都師范大學(xué)出版社.

[3]高錦岳，吳承塤主編. 物理學(xué)發(fā)展中的創(chuàng)新思維選例. 吉林大學(xué)出版社.