克服定勢思維障礙,挖掘創新教育潛能

目前創新能力不足是制約提高我國國際競爭力的重要因素，創新存在于各行各業之中，創新人才的培養需要創新教育，創新教育首先需要富有創新意識的教師，物理教師應該認識到物理教學對培養學生的創新精神和實踐能力，有著其他學科不可替代的作用。物理教師要改變傳統的物理教學把掌握知識和基本技能作為主要任務的思路，在教學實踐活動中應該注重培養學生的創新精神、研究能力和實踐能力。引導學生克服固有的思維定勢障礙，充分的把物理教學中豐富而深刻的創新教育功能挖掘出來，大大提高學生思維能力。

學生運用掌握的知識，形成了一套切實有效的分析解決問題的推理方式和方法，變成了學生的一定的思維模式，這種現象叫思維定勢。但這種現象具有雙重性，既有積極的作用，又有消極的作用。從正面說，思維，定勢的形成表明學生不僅掌握了知識，并且也形成了一定的思維推理能力；從反面說，這種思維定勢對分析解決問題能力的發展和提高也具有一定的阻礙作用，這種現象在教學中也很常見。比如。在物理中常用的正負號，它可用來表示矢量的方向，不表示矢量的大小；也可用來表示標量的正負，如溫度的高低，功的正負，能量的正負，電勢的高低；也可用來表示物體的性質，如透鏡的性質，電荷的性質等等。而學生有時片面理解為表示方向，忘記有時表示性質，有時表示大小。再如，學生學完高中力學后，解決動力學問題的方法主要有三種，一是運用牛頓運動定律和運動學公式，用來分析簡單的勻變速運動的問題；二是動量的觀點，運用動量定理和動量守恒定律分析解決問題；三是運用功能觀點，運用動能定理和能量守恒定律分析解決問題。事實上，有許多典型的問題的解答用后兩種觀點更簡便，而學生往往用運動學公式和牛頓運動定律來分析這也是思維定勢的一種表現，這就說明這種方法對動量和功能原理的知識的理解和提高產生了阻礙作用。

物理學的研究對象是自然界中的客觀物體及其運動規律。學生天天生活于千變萬化的物理世界中，會自然地獲得有關物理方面的感性認識，形成一定的生活觀念和經驗，這是學生學習物理知識的前提條件。先入的生活觀念有的基本正確，對學習有積極的促進作用，有的觀念是錯誤的，對物理概念的形成、物理規律的正確理解和運用，將起一定的消極作用，造成一定的學習障礙。例如，在學習力和運動的關系這部分知識之前，許多學生都有這種看法，認為靜止的物體，用力推動它時，它才會運動，力停止作用時，它就會停下來，推物體的力越大，物體運動的就越快，速度就越大，實際上，這種生活中形成的觀念是片面的，結論是錯誤的。而等學生學完了力和運動的這部分知識之后，才對此有了正確的認識，即：同一物體受力作用時，受的力大加速度大，但速度不一定大，反之，速度大，力不一定大。但總有一部分學生。因為受原有錯誤的生活觀念和經驗的干擾和影響，想當然、習慣性地按錯誤的生活觀念進行判斷，結論往往是錯誤的。妨礙了物理概念的建立和鞏固。

物理教學要克服定勢思維障礙，必須注意運用典型的事例加以分析，增強題目的新穎性、靈活性，重在提高具體問題的分析能力，切實加強審題能力的培養，使學生形成正確的分析習慣和方法，克服想當然地按頭腦中的思維套路來解題的不良習慣，用一些生動的物理實驗或物理現象給學生以更強烈地刺激。形成鮮明的對比。說明原有觀念的錯誤所在，使原有錯誤的觀念發生動搖，直至清除。物理教學應該把學生從過舊、過難、過煩、過雜的知識灌輸中解脫出來，多訓練學生創造性思維能力和開放性和逆向思維能力，培養學生主動地探索未知世界的精神，掌握科學研究的方法，培養學生學習主動性和創新意識。

一、結合不同課題，注意教學方法的轉變

長期以來，課堂教學存在著一個嚴重問題，即學生缺乏自主學習的空間，教師在課堂上的權威至高無上，對學生要求太嚴太死，課堂氣氛沉悶，教學在大部分時間內變成了一種我講你聽的灌輸式活動，學習的思維活動、思維空間狹窄。甚至一些有不同見解的學生被認為是不夠聽話的孩子來對待，這樣我們培養的學生往往不善于發表不同意見，對教師、教科書不敢質疑。學生的個性、特長得不到充分發展，創新意識和創新能力得不到很好地訓練。所以教師在教學過程中一定要改變觀念，教學中多采用啟發式、討論式、探索式的教學，實現教學重心向知識的形成過程和問題的解決過程轉移。不但讓學生知道是什么?還要讓學生知道為什么?怎么辦?給學生提供一種寬松、易入佳境的教學氛圍，讓學生的思維盡最大的可能在知識的橫向、縱向、深度上發展。在學習的過程中學會的不僅僅是一些結論和知識點，應該形成知識的結構，并能應用學到的知識、方法去解決一些實際的問題。

例如，在高中物理《單擺》的教學中，教師可以將課本的演示實驗改為學生分組的探索性實驗來處理。通過學生自行組裝單擺、完成試驗過程鍛煉了學生的動手能力，提高了學生學習的主動性，在這個過程中教師可以設疑：(1)單擺擺動過程中擺球做什么運動?不少學生會立即回答：在平衡位置兩側運動。教師要則進一步設問；(2)單擺的振動是簡諧振動嗎?從而引起學生的求知欲，當學生通過積極思考、討論后，教師及時點撥學生回顧物體做簡諧運動的條件。使學生懂得從受力分析的角度判斷單擺在振動過程中擺球的受力情況和回復力的特點。學生在教師的點撥下自己可以推出結論：在擺角很小的情況下(p≤10度)，單擺的振動是簡諧振動。這樣，如果有學生提出單擺擺角大于10度(例如為11度)時，單擺的振動是不是簡諧振動?為什么?通過教師講解，學生就會心領神會了。對于單擺振動的周期，可以通過設疑：(3)決定單擺的周期的因素是哪些?由學生利用實驗器材進行探索。實踐表明，學生參與探索的熱情很高，學生通過動腦動手，研究單擺的周期與擺長、振幅、擺球質量、重力加速度等的關系，大部分學生都能取得成功并獲得成功的喜悅。最后師生一起總結出單擺振動的周期特點。這樣的“啟發——探究式”教學方法比單純地給出單擺的周期公式，然后進行習題訓練在教學效果上要好得多。前者可以增強學生學習能力和信心，激發求知欲望，有利于學生培養創新能力。

二、加強創造性思維的培養要點

創新能力的核心是創造性思維，創造性思維是指在創新意識的推動下，把頭腦中已有的信息重新組合，產生出具有進步意識的新發現或新思想的一種思維方式，所以在教學過程中要培養創造性思維，并從以下幾個方面著手。

1、鼓勵學生質疑、大膽提出設想

敢于、善于質疑是探索知識的開始，是創造性思維的起點。“學始于思，思始于疑”。教學中學生質疑，提出自己的看法，可以促進其思維能力的發展，教師要對敢于提問的學生給予熱情鼓勵，并展開問題，培養他們勤于思考、勇于提問的習慣。例如，在學生學習《宇宙速度、人造地球衛星》之后，許多同學對近地衛星比地球同步衛星運行的速度要大得多心存疑慮。教師要及時對這個問題提出質疑的同學給予表揚、肯定。然后引導學生思考：“在地球表面發射速度大的物體發射后繞地球做勻速圓周運動的環繞速度也一定大嗎?”在學生充分討論后，再從能量的角度說明同一顆衛星在地球同步軌道上運行時盡管速度較小，動能較小，但總能量(動能和勢能的總和)較大。因此，發射地球同步衛星比近地衛星所需要的初動能要大得多，發射時也困難得多。通過分析推理，學生就能將衛星在地面上的發射速度和在軌道上的運行速度區別開來。又如，學生在學習電磁波的知識時往往會問：“電磁波能在真空中傳播，而機械波為什么就不能在真空中傳播?”，對學生的提問教師均要給予鼓勵，然后引導學生從電磁波傳播的特點和機械波傳播的特點不同來分析。即“電磁波向外傳播的電磁場，它是通過電、磁場相互激發傳播出去的，而電磁場本身就是物質，它不需要其他媒質是可以傳播的，而機械波傳播的是振動這個運動形式，而運動形式的表現需要借助物質。只有物質才能表現出運動形式，因此，機械波需要媒質且通過媒質中質點問相互作用，才能把運動形式向外傳播”，學生頓悟。

2、從物理學史中，介紹典型事例

結合教學內容有目的地介紹物理學史上的科學家敢于懷疑和理智的批判原有的結論，為物理學發展作出重大貢獻的典型事例，介紹物理學中的定律和理論體系的醞釀、形成過程，再現了物理學的思想方法和研究方法。這些史實不僅可以引起學生極大興趣。而且能促進學生不斷創新的科學精神和優秀品質的形成。培養他們嚴謹務實的科學態度。例如，經典物理學的奠基人伽利略對亞里士多德關于落體運動論斷的批判：盧瑟福對湯姆生原子模型的變革；玻爾對盧瑟福原子模型的發展；德布羅意批判地吸收了前人的研究成果。提出了物質波的學說；法拉第在奧斯特發現了電流的磁效應之后提出了磁也能產生電，并經過十多年艱辛的實驗、探索，終于在1831年發現了電磁感應現象，且利用這一原理，創造了電磁學史上第一臺感應發電機。通過介紹這些史實，可促進學生思維批判性的發展，有利于學生創造性思維的培養，創造能力的發揮。

3、留出思維空間、培養創新精神

在教學過程中，教師對物理問題的闡述不要輕易地直接下結論，而要適時地有意地留下一些“懸念”，以便給學生留出思維空間，讓他們運用已學習過的知識對遇到的問題進行分析、猜測、論證，鼓勵學生去發現、探索、研究。例如，在實驗教學時在講清實驗原理的基礎上，可以讓學生根據實驗目的設計實驗方案，擬定實驗步驟，可讓學生討論有沒有可替代的儀器和實驗方法。比如，在電學中要測定未知電阻的阻值R，實驗的方案有各種各樣，教師在講清原理后，騰出思維空間，由學生根據自己的思路，自行選擇實驗方案，選擇實驗器材。自己擬定實驗步驟，而不是按部就班地“模仿”實驗過程，實踐證明，學生通過對這種發散性思維的探究活動。樹立了戰勝困難、接受挑戰的信心，激發了他們創造性思維的形成。近幾年來，高考的實驗命題改變了過去主要考察教科書上原汁原味實驗的情況，正朝著考察學生根據實驗原理，選擇應用實驗器材，靈活變通，達到實驗目的的能力，對學生的創造性思維能力的要求正在逐步提高。

三、改變教育觀念，理論聯系實際

物理教學改革應走在其他學科的前列，我們每一位物理教師要從知識型封閉的教學轉向創新型開放的教學，物理教師一定要改變教育觀念，不斷提高自身的綜合素質，多進行物理知識在現代生活、社會生產、科學技術上的應用研究和探索，針對物理學是一門以實驗為基礎的學科特點。加強理論聯系實際，在課堂和課外的實驗和實踐中提高學生的觀察能力和動手能力，增強他們分析和解決問題的能力，通過實踐活動，反過來加深了對物理概念和規律的理解，例如，舉辦物理科學技術講座，舉行物理知識競賽，物理游園活動，進行物理小制作比賽等。使學生崇尚文明，相信科學，教師指導學生進行小發明小創造，撰寫科技小論文，組織科學辨論會，組織進行社會調查活動。通過這些活動鍛煉了學生收集信息、處理信息的能力，促進了學生創新意識和創新能力的培養。物理教師在物理教學中大膽嘗試有利于學生科學素質教育的教學模式，注重學生創造性思維能力的培養，努力促進高中研究性學習活動的開展，提高全體學生的創新精神和實踐能力。使學生成為具有較高科學素質的公民，為他們的終身學習和工作中有建設性建議奠定有力的基礎。