大學物理教學培養學生創新能力的策略

貴州醫科大學神奇民族醫藥學院 安勝楊 丁大鵬

創新思維和創新能力是科技競爭的核心，也是培養人才的關鍵點，在教學中應該研究如何探索物理學習中的新事物、提出新的見解。物理學科是源自物理實驗的科學學科，需要有歸納和總結性的科學思維，同時也是在嚴密理論體系之上不斷發現新規律的學科，因此，物理具有較強的邏輯性，學習物理需要一定的科學思想。為了能夠不斷地開闊學生的物理學習思路，教師應該在大學物理教學實踐中加入更多的探索方式，發揮物理學科研究方法多樣性的優勢。

一、基于以人為本的素質教育思想為創新能力提供基礎

創新來源于自由的思維，只有學生的思維領域更為開闊，才能夠有更多的創造力和創新思想，大學物理課堂能夠為學生提供更加公平、包容的學習環境，這是一種在高層次的學習平臺上鼓勵創新思維和能力的嘗試。由于大學生已經具備了一定的物理基本能力和學科素養，因此，在大學的學習環境之內，進一步激發學生的學習積極性，使其基本探究能力和物理學科素質得到全面、科學的發展，才有可能為創造力的培養提供堅實的“溫床”。問題是創新的思維敢想才敢做，教師在物理教學中貫徹以人為本的素質教育，能夠對于學生大膽思考起到積極的鼓勵作用。學生是物理教學活動的主體，而物理創新思考的落腳點恰恰在于學生已經具備了比較扎實的基礎知識和信息共享能力。

大學物理課堂上，教師和學生可以在一個公平的求知環境下溝通，教師提前布置預習內容、與學生討論題目、共享課外學習資源，既可以訓練學生的自學能力，又可以引導學生選取科學的研究方向，其調研和查閱的文獻及資料反饋了自身物理創新能力的不同等級，在導師的幫助之下，學生不會走彎路、走偏路。在充分掌握基礎知識的同時，大學生的物理思維逐漸形成，知識結構也趨向于更加完善的網絡式物理理論體系，通過數值計算或物理理論模擬等方法，學生采集和處理物理數據的能力越來越強，有助于分析物理現象并總結物理規律。由于物理學科本身需要在大量的現象和感性素材的基礎之上總結邏輯規律，因此，鼓勵學生基于基本素材總結規律、提升科學推理能力，才能夠逐漸使自身具備科學思維。大學物理教師應當向學生介紹物理學科的歸納、總結、演繹、推理方法，指導學生實現科學思維的突破，完善物理學習的實踐，找到自主學習過程中的主要矛盾，解決創新學習進程中的各類困難。創造能力基于抽象與概括能力而產生，大學生必須要學會簡化和提純研究對象，才能突出大學物理現象的本質因素。把一類物理事物共同和本質的屬性綜合起來，就能形成對于物理知識的整體認知，這種概括的過程常常用來訓練學生的抽象和概括能力。

二、以直覺思維帶動大學生創造能力的發展

創造能力是一種發散的能力，這種能力基于創新思維的發展，以創造性的思維拓展為關鍵的指向因素。創造性的思維并不是一種基本的思維形式，而是一種基于各種思路的拓展，從中選取某種靈感的思維過程。創造性的思維既包含了上文所提到的抽象思維能力，也包含了形象思維和直覺思維。在大量的物理理論知識積累基礎之上，大學生可能會對于某些物理現象、物理實驗有一定的“靈感”（新想法），這是一種對新鮮事物和事物之間邏輯關系直接而敏銳的感知，有助于幫助大學生更快地接近物理學習的本質。物理學習是在大量直觀素材的基礎之上，創造性地總結和應用物理規律，并能夠將普遍適應性的基本定律作為創造性思維基礎的培養方式。激發學生的創造性思維，其關鍵在于幫助大學生發展直覺思維，提供萌發直覺思維和思維亮點的學習環境。

直覺思維是學生的思維迸發靈感的一種展現，只有在更為開放、活躍的物理學習氛圍之下，在親切、和藹的導師指導之下，學生才會感受到學術交流的平等性，這種融洽的師生關系能夠促進學生靈感迸發，使其直覺更加敏銳。雖然某些靈感看似新穎，但有可能欠缺推敲，不過，只要有創新性和開拓性的思路，教師就不應該直接反駁學生的觀點，而是要循循善誘，引導學生思維發展導向，積極主動地關注學生的創新思路，引導學生進一步地完善新的思路、規范新的想法，樂于思考并勤于思考，在思考的過程中進一步迸發更加科學的物理直覺“因子”。事實上，在直覺思維迸發的一刻，學生已經有了自主學習的觀念，但是僅僅有靈感是不夠的。物理直覺思維的猜想需要在實驗實踐中進一步得到驗證，直覺能力可以在物理實踐中進一步得到訓練和發展，學生的直覺思維需要在教師的引導之下變得更為科學，在大膽的實踐及積極地驗證之后，學生才能依據某些線索得出最終的正確結論。物理教師可以幫助學生創設實驗和發明的環境指導，并鼓勵學生進行一些小發明、小制作，激勵學生積極地利用物理常識制作更加具有實用價值的實驗發明。物理實驗過程既是科學論證、合理猜想和物理預判的過程，也是鍛煉學生動手能力和實踐能力的進程，這對于學生來說，將是未來學習之路上的寶貴財富。很多學生在教師的善意鼓勵之下，躍躍欲試，甚至對于某一問題“打破砂鍋問到底”，為自己的猜想論證做出更多的準備。只要平時肯思考、多積累，注意拓展大學物理研究的思維領域，就能夠借助多學科的研究經驗，使得學生的抽象思維和直覺思維密切地聯系在一起，激發創新的原動力。

三、以發散思維訓練作為激發學生創造力的有效途徑

創造性思維既沒有固定的程序，也沒有固定的思維方法，在科學理論的引導之下，集中的思維和發散的思維作為互相補充的兩大思維方式，既辯證又統一。發散思維是一種從總體規律中求得差異的思維方式，是在培養學生集中思維的同時，同步解決物理問題核心內容的思維方法。發散性的思維有助于充分發揮想象力，突破原有的知識桎梏，從一個“點”向四面八方拓展思維，這是一種多樣性的、多方向的推測和想象過程，也是一種試探性的思維發展過程。通過發散性的思維訓練，學生有更廣闊的思考場域，能夠采用新的思路和方法解決物理實踐問題。對于大學生來說，創造性學習指的是能夠在某一領域有新的想法，有學術科研能力，甚至能夠創造性地解決某一前人尚未妥善解決的科學問題，這種創新能力是具有不可替代性的，需要學生以自身的發散思維訓練作為創造力的發展基礎。

在物理教學中強化“問題思維”，并在“問題思維”的帶動之下進行思維能力的訓練，讓學生養成多問“為什么”的習慣。在具體物理教學實踐之前，設置多種問題情境或者變換問題的提示條件，以上的訓練方法都可以使學生的思維具有多樣性。雖然很多物理規律已經有了既定的推導思路，但是仍然可以借助多變的思路引發學生的多向度思維，通過局部剖析、定量計算、整體把握、正向演繹、逆向推導、反復論證等多種途徑均可達到解題效果。換句話說，發散性的思維最容易激發學生的創造力，這是因為學生可以克服各種無關因素的干擾，使得思維不再局限于某一框架或某一思路體系。比如，在大學物理研究及教學中，可以采用一題多解的形式，結合多角度的解決方式，借助公式法、圖像法解決運動學問題，借助隔離體法和整體法解決動力學問題。大學生借助新的思路，養成從不同角度、不同方面分析物理問題的習慣，從而能夠一題多變，使用變式的計算方式立體化地理解物理事物的多種形態。

綜上所述，創新能力基于創造性的思維生發，培養創新能力這對于大學物理教學來說是一個挑戰。只有基于以人為本的素質教育背景，以直覺思維帶動創造能力的發展，以發散思維促進創造能力的提升，才能夠在提高學生思維品質的同時，進一步展示學生的創造潛能。對于大學物理教師來說，充分發揮物理學科的導師作用，堅持以人本主義的思想，帶動素質教育，通過多途徑、多方法，持之以恒地訓練學生的創造性思維，必然能夠提升新一代高等人才的創造能力，使其成為創新型、復合型的綜合人才。