高中物理教學中的創新思維及培養策略

李桂萍

【摘 要】創新精神和創新思維是素質教育的核心。物理學蘊涵著許多個性思想方法和思維方式，是培養學生科學創新思維的極好素材。高中物理教學中創新思維能力的培養，是高中物理教育的根本目標。物理創新思維是多種思維形式協調配合、相互作用、交叉互補的辯證運動過程，我們要更新教學觀和人才觀，充分利用概念、規律、實驗和習題教學等機會積極營造創新教育的氛圍和機制。

【關鍵詞】中學物理；課堂教學；創新思維；培養；策略

社會發展靠的是人才，人才的質態體現在科學素養的高低上，而創新思維能力則是科學素養的核心組成部分。新課標要求物理教學在傳授知識同時注重能力培養，特別要重視探索能力、發現能力和創造能力的培養。物理學作為自然科學的基礎學科，蘊涵著許多個性思想方法和思維方式，是培養學生創新思維的極好素材。中學生正處在思維發展的最佳時期，因此，借助于高中物理教學培養學生創新思維能力，應是高中物理教育的根本目標。

一、物理創新思維的基本形式

物理創新思維是由多種思維形式相互作用、協調配合和加工重構而成。

1.形象思維與抽象思維協調配合

物理形象思維是借助物理表象為思維材料，按照形式邏輯規律進行的思維。物理表象是物理形象在人腦中間接和概括的反映。愛因斯坦非常善于形象思維，他曾說過：“我不是用語言來思考的，而是用跳躍的形狀和形象來思考，思考完成了，才努力把所得結果轉為語言來表達。”物理形象包括：物理宏觀與微觀、時間與空間、局部與整體和靜態與動態形象等。物理形象思維的基本要素是表象、直感和想象。想象是人腦對已有表象進行加工、改造，構建新形象的過程，它不僅可以彌補實際感知和經驗的不足，還可以使人的思想超越時空的限制。想象折射出物理形象思維的創造性。物理學中許多新的實驗構思、新的模型建構、新的理論形成、新的解題思路打開等都歸功于形象思維的創造性。

物理抽象思維的創新作用主要通過辯證思維發揮出來。沒有辯證思維的參與，創新思維的展開將寸步難行！在物理創新思維中，兩種思維不是孤立進行應用的。物理形象思維必須借助抽象思維對表象進行抽象概括，從而得出物理事物的本質特征和規律。物理抽象思維必須借助物理形象思維建立物理模型，復活物理形象，將抽象的概念和規律運用于實際。

2.發散思維與收斂思維的協調配合

物理發散思維是以要解決的物理問題為中心，充分發揮想象力，突破舊知識框架的束縛，大膽地進行知識、觀念和方法的重新架構，立體多方位地推測、想象、聯想和假設，試探性地提出多種解決問題方案的思維過程。物理收斂思維是以要解決的物理問題為目標，從不同的方向和角度集中指向這個目標。收斂思維主要特性是具有方向上的聚合性和內容上的求同性。遇到物理問題會綜合多種知識信息與之聯結，尋找問題解決的最佳方案。在物理創新思維中，發散思維起最主導的作用。物理上的許多理論模型、發明發現和奇妙的解決問題方法等主要靠發散思維。但任何一個完整的創新性活動過程，都是要經過由發散思維到收斂思維，再到發散思維的多次循環，才能創造出問題解決的最佳途經和方法。

3.求異思維與求同思維的協調配合

物理求異思維是指在解決某一物理問題時，追求思維角度和方式差異性、多樣性和新穎性，借助于發散思維來實現。物理求同思維則是指尋求思維的統一性，揭示各種解決問題方法之間的本質聯系，借助于收斂思維來實現。在創新思維中，求異思維雖占主導地位，但離不開求同思維的審度作用。求異思維提出創新的設想，求同思維則對創新設想冷靜分析，二者幾度交叉，逐步逼近最佳創新方案。

4.直覺思維和批判思維的協調配合

物理直覺思維是以物理概念和表象融合而成的、具有整體功能的知識組塊為思維平臺的高度省略、簡化和濃縮的跨越式思維形式。它是抽象思維或形象思維積累到一定程度時的一種“躍遷”和“爆發”，是在兩種思維過程趨向中斷時的突然“接通”和“飛躍”。直覺思維決定于人的觀察力、想象力和記憶力。人腦中儲存的知識、經驗等越多，想象的基礎越厚，直覺思維越易于激發。直覺思維是開發創新思維的基礎，人們憑借直覺思維，產生解決問題思路方法的靈感和預案。批判思維既是評判審視自己設想或結論是否正確和妥當，又是品評設想或結論質態高低的思維。直覺思維的結果往往具有或然性，必須經批判思維進行反復推敲、多次檢驗，以期得出科學、可靠的結果。

5.類比推理與等效替代的協調配合

類比推理是根據兩個或兩類物理對象在某些屬性上的相似而推出它們在另一些屬性上也可能相似的一種思維形式。研究類比推理機制，可看出，它是一種形象思維、抽象思維和直覺思維的辯證統一的綜合性的創造性思維形式。在創新思維中，通過形象思維把握直觀物理形象或圖景的類比細節和特征，利用抽象思維透過現象尋找可類比的本質屬性，再運用直覺思維進行大膽的聯想、想象和假設，作相似重整化處理，以減少類比推理的或然性。物理學是研究物質運動、構成和物質間相互作用的學科。雖然這些研究內容是極其復雜的，但其內部仍然存在著多種角度下的等同性。在認識復雜物理事物的本質規律時，可從這種等同性出發，將其轉化為等效的、簡單的、易于研究的物理事物，這種思維就是等效替代思維法。常用的有：模型等效替代、過程等效替代，作用等效替代，方法等效替代。在物理創新思維中，類比和等效常常相伴同行，在類比中往往會產生等效的靈感，在等效時可能會促進類比的深化。

二、高中學生物理創新思維的特點

創新思維是創造性思維重要組成部分。創造性思維大致可分為三個不同層次，第一層次是經長期艱苦研究和探索而創造出前所未有的非凡成果，如物理學家和科學家們重大發現和發明；第二層次是在原有知識經驗基礎上，經加工重組改造而形成的對社會有價值的新的知識和物質產品；第三層次是經過自己的智力活動，產生對本人而言是前所未有的、新穎的、有價值的成果。后兩個層次屬創新思維層面。每個人都具備創造性思維的潛能。只是在不同年齡階段，因受知識、智力條件和動力因素制約，表現出不同的創造性思維層次，產生出不同價值層次的成果。高中學生物理創新思維，因受知識、年齡和心理等因素的限制，一般都處于第三層次，即通過自己智能去發現、掌握前所未知的物理知識和技能，并遷移到各種實際情境中去靈活運用。這些物理知識和技能雖都是前人創造性思維的成果，但對高中學生來說都是新的陌生的，他們獲得這樣的成果自然需要創新思維能力。

三、高中物理教學中創新思維的培養策略

高中生物理創新思維的培養，是高中物理教育的根本任務，更是高中物理教學改革勢在必行的重要切入點。高中學生正處在由形象思維向抽象思維過渡的時期，接收信息多而快，思維敏而活，這是他們生發創新思維的寶貴資源。只要我們更新教育觀念、教學策略和方法，盡力營造適合學生創新的教學氛圍，注重挖掘他們的創新潛能，激發他們的創新熱情，強化他們的創新意識，發散他們的創新視角，就能使他們的物理創新思維能力得到有效的培養和發展。營造民主氛圍，創設寬松環境。民主、寬松的學習環境，有利于人的創造性和開拓性的發揮。正如陶行知先生所說“只有民主，才能解放大多數人的創造力，而且使大多數人的創造力發揮到最高峰”。民主寬松的物理課堂，有利于生動活潑的互動合作探究氛圍的形成。