浅谈中学物理教学中学生创新能力的培养

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浅谈中学物理教学中学生创新能力的培养
韩绪通
[摘  要]创新教育是当前教育改革和发展的趋势，中学物理教学要根据其特点和学生的长远来认识，其关键是要培养创造型教师，同时要注重学生创新能力培养的途径，培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。
[关键词] 创新；物理教学；能力培养
“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。”“创新”一词早在《南史?后妃传?上?宋世祖殷淑仪》中就曾提到过的，是创立或创造新的东西的意思。但我们现在更多的是引用国际上经济方面的创新理论。“创新”英文是“Innovations”，其含义，一是指前所未有的，即像现在说的创造发明的意思；二是引入到新的领域产生新的效益也叫创新。当前，世界各国在教育领域都采取了一系列的教育改革措施，以加强对学生创新能力的培养，如美国2061计划，这是一份关于科学、数学和技术知识 目标的研究报告，是基于改进美国的学（理科）教育，力争使美国教育在21世纪中叶取得重大的成就。日本的中小学教育改革则有如下的趋势：原来高度统一的课程设置向多样化的方向发展，强调注重学生的个性发展，以适应国际化、信息化社会的发展需求，为学生创新能力的培养提供有效的教育支持。江苏高考综合能力的测试以及高考“3+学业水平测试”模式，也注重考察学科知识，而是愈来愈突出对学生创新能力的考察。
在我国的中学物理教学中十分注意系统知识的传授，对于学生创新能力的培养重视和研究还很不够。教师在教学中也较少考虑如何培养学生的创新能力，在进一步深化素质教育的今天，教师应该结合创新教育的精神，在物理教学中加强对学生创新能力的培养，当然，创新能力的培养不是一蹴而就的，它是一个渐进的、长期的培养过程。现代教育理论的研究表明，以创新为核心的创新精神、创新思维和创新技能不是靠老师的悉心传授形成的，也不可能从手把手的训练中表现，而往往是创造者经过心理的“烘热期”和“脑风暴”后的顿悟。因而，在物理课堂教学中，要培养学生的创新精神、创新思维和创新技能就必须靠潜移默化的熏陶，让学生在学习过程中自然的感受到创新思维的美妙和乐趣，获得创新的快感。在物理教学中，我们可以从以下的几个方面入手培养学生的创新意识、创新思维和创新技能。
一、        转变教师的教育观念
在物理教学中实施创新教育，首先要解决的问题是教师教育观念的转变。教师应该认识到，教育不应该仅仅是训练和灌输的工具，它应该是发展认知的手段。素质教育的实施，将彻底改变以往的封闭式教学，教师和学生的积极性都得到了极大的尊重和提高，由于学生积极参与，由于每个学生的创造性都得到重视，指令性和专断的师生关系将难于维系，教师的权威将不在建立在学生的被动与无知的基础之。在创新教育体系中，师生关系将进一步朝着“教学相长”的方向转化和深化。
二、        改革物理课堂教学，营造创新氛围
心理学研究表明，每个健康的人都具有创新的潜能，但是把潜在创造力转化为显示的创造力，必须要有一个激发潜能、无形创造能力的形成，除了个人的主观里，还依赖于良好环境的熏陶和影响。
传统的课堂教学一直把先决定了的东西交给学生，对学生的鼓励表扬也往往以学生对课本知识的顺序从为条件。有创造性的学生，其言行往往较为独特，偏离常规，如爱争辩，爱提出各种各样怪问题。教师应对在这些“顽皮”的学生的创造思想加以培养，想办法加以引导，因为这些偏离常规的思维是学生创造性思维的萌芽，凡是让学生思考的问题应最大限度地发挥他们的积极性，允许每个学生大胆地、毫无顾忌的地发表自己的见解，而不急于下结论。在物理课堂教学中要鼓励学生大胆质疑，培养学生敢于怀疑的精神，创造性思维往往是从疑问和惊奇开始，教育家陶行知曾说“发明千千万，起点在一问”。谁不迷信权威，敢于提出问题、新思想、新见解，谁就能做出创造性饿发现。如在爱因斯坦之前，洛仑兹已经走到“相对论的大门口，由于没有缓役“绝对时空观”，最终没有迈进“相对论”的门坎，由于爱因斯坦大胆四抛弃了“绝对时空关”的观念，提出了新的时空关，才建立了“相对论”理论，实现了近代物理学的第四次大综合，极大地推动了科技的发展和社会的进步。因此，在物理教学中要鼓励学生大胆质疑，培养学生的怀疑和批判精神。
三、        培养丰富的想象力，提高学生发散性思维的能力
发散性思维（也称辐射思维）是指一种不按常规，寻求变异，从多发面寻求答案的思维方式，找出的答案越多越好。在物理教学中，教师应避免只从某一方向思考问题，采用某一方法解决问题；而应在物理教学中逐步培养学生用发散性思维去思考问题，启发学生一题多思、一题多解、一题多变，强调具体问题具体分析，引导学生从不同方位、不同角度寻找解题方案，使学生尝试到发散性思维方法从多个方面思考问题的全新感觉，加深了对知识的理解，巩固了所学知识，提高了思维能力。

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      总之，培养学生的创新能力既是物理教师义不容辞的责任，又是全面提高学生物理素质的重要途径。因此，物理课堂教学中培养学生的创新能力应是素质教育必须追求的目标。
八、走出创新教育的误区
谈到创新教育,一些教师自然地与学生的“小发明,小创造”相联系,认为:学生的“小发明、小创造”多的学校,创新教育就有成就。否则,就没有成绩。因此,就有学校 提出“小发明,小创造”的指标,教师、学生想方设法为此努力。我们的一些教育行政官员也将“小发明、小创造”多的学校作为创新教育的典范广为宣传。所有这些促使了一些中小学校教育工作者对创新教育产生了误解: 创新教育就是‘小发明、小创造’。
另外，有些教师还认为创新教育就是培养学生的创新思维(也有称创造性思维)，而创新思维就是发散思维。其实，创新是一种综合素质,有关专家认为它主要由三方面构成:一是创新人格,二是创新思维, 三是创新技能。 以上三点最关键、最主要的是创新人格,其次是创新思维,最后才是创新技能。由此可见,创新教育的任务就是培养学生的创新人格、创新思维和创新技能,而不仅仅是创新思维。



[参考文献]
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[3]阎金铎.主编.物理思维论.南宁:广西教育出版社，1996
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[6]程守洙,江之水.普通物理学.北京:高等教育出版社，1998
[7]佟盛勋.普通物理专题研究.北京:北京师范大学出版社，1990

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四、        打破常规、逆向寻果、培养学生逆向思维的力
逆向思维就是把思维顺序颠倒过来，逆转时间和空间顺序把始态和终态、条件和目标、原因和结果沿着相反的思路思考问题。逆向思维也是人们提出问题、解决问题的一种重要方法。如法拉第由奥斯特发现“电生磁”逆向联想到“磁能否生电”？经过十年的不懈努力，终于发现了电磁感应现象，揭示了电和磁的联系，导致了发电机的发明。可见，逆向思维是一种重要的创造性思维。物理学中有许多问题，运用逆向思维可以从相反的方向，从问题的反面思考而的出结果。如静摩擦力的方向的判断，学生对物体相对运动趋势难以理解。可进行逆向思维引导：若接触面是光滑的，物体会向哪个方向运动？从而得到一个相对运动方向就是物体相对运动趋势方向。等等。通过这些问题的研究，学生的逆向思维能力得到培养，可有效地提高创造性思维能力。
五、        重视实验，培养创新思维的成功性
世界著名物理学家杨振宁教授说：“物理本身就是现象，物理教学就是让学生“识物树理”、“领物穷理”便没有“识”与“悟”。法国著名的教育学家G•绍盖曾说：“一堆没有实验和直观所支持的定义，不能开发智力，而只能关闭思路。”在物理教学中，教育学生纵观整个物理学的发展史：牛顿发现万有引力定律与他富有浪漫注意色彩的“苹果落地”故事分不开；焦耳经过三十年对热功当量的精心测量，是确立能量守恒定律的实验基础；奥斯特发现电流的磁效应，与他研究电流使磁针偏转分不开；赫兹研究电磁波所设计的火花放电实验，本来是研究光的波动性，却发现了光电效应现象，揭示了感光的本性的另一侧面—光的粒子性；19世纪末20世纪初，物理学的伟大革命（相对论和量子论的诞生）是以科学实验的新发现与经典物理学的一系列基本概念、基本原理发生尖锐矛盾而开始的。使学生认识到人类的物理知识来源于实践，特别是来源于科学实验的实践，物理学从本质上说是一门实验科学。物理规律的发现和物理理论的建立，都必须以严格的物理实验为基础，并受到实验的检验。通过这些事例，教育学生向物理学家们学习，学习他们以确凿的事实为依据，理论与实际相结合的科学态度；认真仔细，一丝不苟的工作作风；严密观察，勤于思考，寻求规律的探求精神。从而培养学生创新思维的成功性。物理实验无论是课堂演示实验，学生分组实验，还是课外小实验，都可归纳为验证性实验和研究探索性实验。教育学生认真的分析验证性实验中发现的异常现象；做好研究探索实验的结果分析，有所发现、有所发明、有所创造；还要留心分析常生活中的物理现象，达到培养创新思维的目的。如“测定人的反应时间“这个课外小实验，学生非常感兴趣。人人都渴望自己反应灵敏，反映时间短，人人争先恐后做这个小实验明确了这个小实验的道理后，聪明的学生揭穿了骗子利用人人都有反应时间而握不住下落的人民币的骗局。
六、        了解物理学前沿，活跃学生的思想，激发创新能力
在进行基础物理教学中应跟踪告诉发展的现代科技和物理学前沿，从中汲取营养，不断丰富教学内容，是基础物理教学充满火力和时代气息，活跃了学生的思想，有利于学生创造性思维的培养。当前，物理学已经发展成为相当庞大的中心科学，并形成了若干相对独立的分支，如粒子物理、核物理、凝聚态物理、原子分子和光物理、等离子物理、声学、理论物理等。与此同时，在历史改革的过程中，物理学和其他基础学科相结合又形成了许多交叉学科，每个分支，每个学科均有其研究的前沿领域，这么多的前言发展并不是都需要在基础的物理课程中介绍，就学生的预备知识来看是不可能的，然而结合课程内容确有不少部分是可以吸取的，如果我们的教学使学生认为电磁学的规律在没什么可研究的，那么就把书教死了，大大限制了学生创造性思维的发展。例如:库仑定律为例，它是在18世纪扭秤实验总结出来的。但随着科学的进步，检验库仑定律的实验从未停止过，且精度越来越高。为什么还继续不断地研究库仑定律呢？原因是电力平方反比定律的任何微小修正，都会对电磁场的基本规律——场方程产生重大影响和修正，知道目前为止也还在研究低温下的库仑定律。又如，在磁场的基本现象中提出了磁单极问题，从先前的磁荷概念讲到宇宙的大爆炸，进而讲到磁单极对宇宙未来命运的影响，磁单极存在与否对物理学发展的重要意义。最后，在类比磁场与电场，在经典电磁理论中，场强E和B是描述电磁场的基本物理量、而电磁势的引入作为计算电磁场辅助矢量而已，但随着人们对电磁场现象有了更全面、更深入的了解后，认识到用电磁场并不能概括所有的电磁现象，电磁势是有直接的物理效应，它比E、B更充分地描述微观电磁现象，由此证明物理概念的相对地位发生变化，经典电磁理论的概念也在变革和发展。我们在教学中应该给学生树立发展的观点，而不是停滞的观点。不是问题都解决了，而是有许多问题还在探索和研究之中，认识还在爱更进一步的深化。
七、        换位思考，培养学生的创新能力
现代教育观认为，学生是教育的对象，同时又是教育活动的主体，在教育过程中要充分发挥学生的能动作用。学生的学习动机、学习态度、智力水平和自我努力的过程等都是他们进步的内在因素，也是起决定作用的因素。因而，我们也可以选择合适的内容，让学生去备课、讲课，教师在下当“学生”，并随时回答主讲“老师”的提问。这样既可以调控授课内容，又可以在必要的时候“救救急“，以保证讲课的顺利进行。实践表明，接受“讲课”任务的学生都很珍惜这样的机会，都能认真找资料、整理素材，备好课、讲好课。这种让受教育者既当学生又当先生的教学活动，使学生成为学习的主人，化被动为主动，变消极学习为主动学习，使传统的灌施教学转变为显示的创造教育，也为学生提供了一个自我表现的机会，满足了学生的表现欲，让学生体验到了成功感，而且为学生们创造了一个宽松、民族的学习氛围。尽管各人具有不同的思维方式，不同的学习模式和不同的分析问题和解决问题的能力和经历，但是这种民族、平等、热烈、活跃的氛围里毫无阻隔地进行交流、互补、磨合中，学生的认识结构能够不断地得到优化和充实，从而极大地鼓励学生求知的欲望和创新的精神。