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

許麗

黨的十八大報(bào)告中旗幟鮮明地指出：“全面實(shí)施素質(zhì)教育，深化教育領(lǐng)域綜合改革，著力提高教育質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神.”新課程改革著眼于以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn).在物理教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)新教育，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、探究能力、創(chuàng)造能力，是落實(shí)素質(zhì)教育的核心，是物理課堂教學(xué)的主旋律.如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，找到培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑，在物理教學(xué)中顯得越來(lái)越重要.筆者認(rèn)為，教學(xué)本身就是一個(gè)創(chuàng)新的過(guò)程，教師必須具有創(chuàng)新意識(shí)，樹(shù)立以人為本的觀念，改變以傳授知識(shí)為中心的教學(xué)思路，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，廣泛開(kāi)展豐富多彩的物理課堂教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生思維的主體性，讓學(xué)生自主發(fā)展，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力.

1激發(fā)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

“成功的教學(xué)所需要的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)生的興趣.”興趣是構(gòu)成創(chuàng)新動(dòng)機(jī)最現(xiàn)實(shí)、最活潑的心理成份，是形成學(xué)生好奇心的基礎(chǔ)，是創(chuàng)新動(dòng)力最重要的源泉.孔子曾說(shuō)過(guò)：“知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者.”學(xué)生只有“好之”、“樂(lè)之”才能產(chǎn)生高漲的學(xué)習(xí)熱情和強(qiáng)烈的求知欲望，形成以學(xué)為樂(lè)的正確態(tài)度.因此，教學(xué)中要想方設(shè)法創(chuàng)設(shè)具體情境來(lái)喚醒和誘發(fā)學(xué)生的情感，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的求知欲、好奇心，讓學(xué)生于無(wú)疑處生疑，以引發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí).如筆者在教學(xué)高一物理第一課時(shí)，講述我國(guó)物理學(xué)家錢(qián)偉長(zhǎng)的故事：錢(qián)偉長(zhǎng)高考時(shí)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、英語(yǔ)共得25分，其中物理5分，英語(yǔ)0分，但中文、歷史都得100分，考入清華歷史系.“9·18”事變后，他立志造飛機(jī)大炮打日本鬼子，堅(jiān)決要求轉(zhuǎn)到物理系，物理系吳有訓(xùn)主任接納了他，從而造就了一位高考物理只得5分的大物理學(xué)家.同時(shí)，介紹有關(guān)物理學(xué)史，如瓦特由水沸騰對(duì)水壺蓋的推動(dòng)現(xiàn)象受到啟發(fā)改良了蒸汽機(jī)；牛頓由蘋(píng)果落地發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律；伽利略看到教堂天花板上掛燈的擺動(dòng)提出了“擺的等時(shí)性”等.這樣，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)無(wú)處不在，創(chuàng)造就在我們身邊，物理這門(mén)科學(xué)的每一步發(fā)展都離不開(kāi)創(chuàng)新，科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程就是創(chuàng)新過(guò)程，這些實(shí)例可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望.

又如筆者教學(xué)“動(dòng)量定理”時(shí)，先介紹這樣一則報(bào)道：×月×日一架龐大的飛機(jī)被一個(gè)飛鳥(niǎo)撞壞，甚至因此墜毀.

問(wèn)題提出，學(xué)生無(wú)不驚奇，竊竊私語(yǔ)，認(rèn)為不可思議，簡(jiǎn)直是天方夜譚.接著請(qǐng)學(xué)生估算一下飛鳥(niǎo)對(duì)飛機(jī)的沖擊力.設(shè)飛機(jī)的速度v=300 m/s，與一只身長(zhǎng)l=20 cm，質(zhì)量m=1 kg的飛鳥(niǎo)相撞.撞前飛鳥(niǎo)的速度可忽略，碰撞時(shí)間t=l/v.通過(guò)計(jì)算，學(xué)生終于明白了道理.通過(guò)設(shè)置疑難，使學(xué)生的思維處于“心憤憤，口悱悱”的狀態(tài)，大大地激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲.

2砥礪思維，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維

未來(lái)教育應(yīng)培養(yǎng)造就一批高素質(zhì)的具有創(chuàng)新能力的人才.創(chuàng)新人才首先要具有創(chuàng)新思維.創(chuàng)新思維是創(chuàng)新實(shí)踐的先導(dǎo).心理學(xué)告訴我們：思維是人們認(rèn)識(shí)過(guò)程、人的智力發(fā)展的核心.砥礪思維，發(fā)展思維能力是物理教學(xué)的重要任務(wù).要發(fā)展學(xué)生的智力，就要開(kāi)啟學(xué)生思維的門(mén)扉.在教學(xué)過(guò)程中，要把傳授知識(shí)與教會(huì)學(xué)生思維結(jié)合起來(lái)，以訓(xùn)練學(xué)生思維能力為核心，把思維活動(dòng)當(dāng)作教師與學(xué)生之間的聯(lián)系點(diǎn).要讓學(xué)生敢于探索，積極求知.通過(guò)觀察聯(lián)想、縱向和橫向聯(lián)想、逆向聯(lián)想等思維方法，提高學(xué)生多向思維能力.要引導(dǎo)學(xué)生從具體事物中通過(guò)對(duì)比和類(lèi)比，抽象出它們的共性，得出物理的概念，從物理實(shí)驗(yàn)的事實(shí)中進(jìn)行分析和綜合，概括出物理規(guī)律.

如筆者在教學(xué)“質(zhì)點(diǎn)”這一概念時(shí)，舉了兩例.

（1）我國(guó)成功發(fā)射的“神舟”五號(hào)飛船載人艙長(zhǎng)7.4 m、直徑2.8 m，升空后，其顯示在指揮部熒光屏上的僅是一個(gè)小小的光點(diǎn).試問(wèn)科學(xué)家們研究它飛行速度、運(yùn)動(dòng)軌道等一系列問(wèn)題時(shí)，是否需要考慮它本身的大小和形狀？為什么？

（2）地球直徑約為12800 km，與太陽(yáng)相距1.5×108 km，即地球直徑約是它與太陽(yáng)距離的萬(wàn)分之一.然而，我們研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)，能否把地球這一龐然大物，看作一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)？為什么？學(xué)生經(jīng)過(guò)思考，從而得出“質(zhì)點(diǎn)”這一概念.在教學(xué)中，通過(guò)舉例創(chuàng)設(shè)情景，通過(guò)設(shè)問(wèn)制造懸念，啟發(fā)誘導(dǎo)學(xué)生大膽猜想，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行抽象思維，在抽象中尋求共性，創(chuàng)造性思維得到訓(xùn)練和發(fā)展.

做練習(xí)題是砥礪學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的重要途徑.因此，要加強(qiáng)解題訓(xùn)練，諸如進(jìn)行計(jì)算題、問(wèn)答題、選擇題的訓(xùn)練等，但要反對(duì)“題海戰(zhàn)術(shù)”.要精心設(shè)計(jì)練的內(nèi)容，選擇練的角度和方式，努力提高練習(xí)的質(zhì)量和做練習(xí)的效益.可通過(guò)一問(wèn)多答，一題多變，一題多解，異題同解等形式進(jìn)行練習(xí)，訓(xùn)練學(xué)生解題思維的靈活性和敏捷性，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維能力.

例如，甲乙兩車(chē)分別以2 m/s和3 m/s的速度沿相同方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)，甲在乙前方200 m處，則乙車(chē)出發(fā)后多長(zhǎng)時(shí)間才能追上甲車(chē)？

方法一：此題是從不同地點(diǎn)同時(shí)出發(fā)的追及問(wèn)題，則有：t甲=t乙，s1+200 m=s，代入數(shù)據(jù)即可得到結(jié)果.

方法二：甲乙兩車(chē)沿相同方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)，則乙相對(duì)甲的速度為v=v乙-v甲，最后兩者相遇，則甲相對(duì)乙的位移為s=200 m，由s=vt可得結(jié)果.

通過(guò)這兩種不同方法的訓(xùn)練，既提高了“學(xué)困生”的學(xué)習(xí)積極性，又培養(yǎng)了“優(yōu)生”的發(fā)展思維能力，滿足了不同層次學(xué)生的要求.

又如在學(xué)生解答了“一列火車(chē)長(zhǎng)200 m，以15 m/s的速度通過(guò)一座長(zhǎng)1.6 km的大橋，問(wèn)需要用多少時(shí)間？”解完這道題后，教師把題目改為：“如果這列火車(chē)以相同的速度，通過(guò)另一座橋用150 s，那么橋有多長(zhǎng)？”還可以把這道題改成：已知火車(chē)長(zhǎng)、橋長(zhǎng)和過(guò)橋時(shí)間，求火車(chē)過(guò)橋速度；已知橋長(zhǎng)、火車(chē)速度和過(guò)橋時(shí)間，求火車(chē)長(zhǎng)等題目.通過(guò)這種“一題多變”的習(xí)題探討，開(kāi)拓學(xué)生思維，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維.

3注重實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

物理教學(xué)是以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的.心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為：“智慧的鮮花是開(kāi)放在手指尖上的.”一語(yǔ)道出了實(shí)踐操作的重要性.實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的重要途徑和基本方法，是物理教學(xué)實(shí)施創(chuàng)新教育的重要基礎(chǔ)和手段.實(shí)驗(yàn)不僅對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高實(shí)踐能力具有不可替代的作用，而且也是為學(xué)生創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新氛圍，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，提高科學(xué)素質(zhì)的有效途徑.教學(xué)中，教師要根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，超越學(xué)科本位的理念，以提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)為教育目標(biāo)，著眼于學(xué)生的發(fā)展，堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，注重實(shí)驗(yàn)，要進(jìn)行常規(guī)的、有序的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，并創(chuàng)造各種條件，增加學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)，在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中實(shí)驗(yàn).有條件的學(xué)校還要適當(dāng)增加探索性和設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn).學(xué)生通過(guò)對(duì)物理儀器的構(gòu)造、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等進(jìn)行分析和探索問(wèn)題，使學(xué)生成為知識(shí)的再發(fā)現(xiàn)者，而不是接受者.從而加深理解物理概念和規(guī)律，有效地提高了學(xué)生的觀察能力、探究能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力.

如在教學(xué)“超重和失重”時(shí)，筆者和同學(xué)們一起設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易演示器：在一個(gè)礦泉水瓶子的底部開(kāi)個(gè)大約一元硬幣大小的小孔，在瓶口扎塊橡皮膜，從瓶子的底部先注入適當(dāng)?shù)乃?，使橡皮膜幾乎水平，然后手持瓶子加速上升，可觀察到橡皮膜向外凸出，甚至?xí)纬梢粋€(gè)水球，說(shuō)明瓶?jī)?nèi)的水對(duì)橡皮膜的壓力增大，此時(shí)水處于超重狀態(tài)；再多加些水，使瓶子在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)橡皮膜已向外凸出形成水球，讓瓶子在高處自由下落，可觀察到此過(guò)程中水球消失了，說(shuō)明瓶子里的水在自由下落過(guò)程中對(duì)橡皮膜沒(méi)有壓力的作用，此時(shí)就處于失重狀態(tài)了.通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手，自主探究，讓學(xué)生在觀察物理現(xiàn)象、探究物理規(guī)律的同時(shí)，體驗(yàn)到“創(chuàng)造”和“發(fā)現(xiàn)”的快樂(lè).學(xué)生通過(guò)觀察和思考，最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不僅讓他們感到其所獲得的結(jié)論是可靠的、深刻的，更讓同學(xué)們感到課本上的實(shí)驗(yàn)不是唯一的，可以用不同的器材、不同的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有利于發(fā)展學(xué)生的個(gè)性，活躍學(xué)生的思維，可以激發(fā)和滿足不同層次學(xué)生的探索與創(chuàng)新欲望，使之達(dá)到不同層次創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo).

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，課堂演示實(shí)驗(yàn)基本是教師的獨(dú)角戲，一切以教師為主體，學(xué)生僅僅是旁觀者，是被動(dòng)接受的容器，演示實(shí)驗(yàn)不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，也不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).筆者在教學(xué)中進(jìn)行一些創(chuàng)新設(shè)計(jì)，有意識(shí)地將一些教師演示實(shí)驗(yàn)，改為學(xué)生探索性實(shí)驗(yàn)，師生共同參與，教師通過(guò)激發(fā)學(xué)生的好奇、困惑、懷疑和矛盾，從而激發(fā)學(xué)生的探索心理，形成探索問(wèn)題的情境，促使學(xué)生積極思考、分析、討論，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性.如在教學(xué)“力的分解”時(shí)，筆者讓同桌的兩個(gè)同學(xué)互做實(shí)驗(yàn)：學(xué)生A把手臂曲起，手掌撐腰，這樣手部和身體一側(cè)就形成一個(gè)三角形.學(xué)生B在學(xué)生A的肘端施加一個(gè)豎直向下的壓力，這樣學(xué)生A就能形象深刻地感受到該壓力產(chǎn)生兩個(gè)作用效果：一個(gè)是沿肩部向肘端方向的拉力，另一個(gè)是沿肘端向腰部方向的壓力，也就能將壓力沿這兩方向分解了.學(xué)生通過(guò)對(duì)物理知識(shí)的親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察、思考，有效地提高了學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的積極性，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著潛移默化的作用.

總之，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力并不是一朝一夕的事，物理教師要踐行新課程理念，在教學(xué)中通過(guò)優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法和教學(xué)手段，結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)，正確地應(yīng)用科學(xué)的方法，多方位多角度激發(fā)學(xué)生興趣，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)思考，學(xué)會(huì)創(chuàng)新，促進(jìn)思維發(fā)展，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力.·教學(xué)隨筆·