淺談在物理教學中培養學生創新能力

當今世界，科學技術發展神速。21世紀國際競爭的關鍵是人才的競爭，而創新能力強弱是人才素質優劣的體現。黨中央、國務院《關于深化教育改革。全面推進素質教育的決定》，明確了實施素質教育的必要性，以提高國民素質和民族創新能力為宗旨，著重培養學生的創新精神和實踐能力。

《課程標準》和新教材的試用標志著我國的基礎教育課程改革已進入實施階段。為了促進基礎教育課程改革，我國近年來的高考命題逐步由知識立意轉向能力立意，高考綜合能力測試及高考“3+X”模式。突出對學生創新意識、創新能力的考查。如高考題中出現了開放性試題和信息題等。這類試題，所涉及材料、創設的情境，提出的問題等十分新穎，允許學生可從多角度、多層次、多渠道展開思維，給學生創設更大的思維空間，目的在于考查學生創新能力。

心理學的研究表明，高中生的抽象邏輯思維已由經驗型發展為理論型，掌握概念的能力日益系統完整，推理能力日臻完善，運用邏輯法則的能力已趨成熟。在高中物理教學中，教師要根據物理學綜合性和實踐性強有利于實施創新教育的特點，善于發現和培養學生的創新精神，引導學生創造性地學習，培養學生的質疑能力、觀察思維能力、實驗思維能力、模型思維能力、逆向思維能力、綜合思維能力等物理創新思維能力。

一、營造寬松環境，培養學生質疑能力

學起于思，思源于疑。從質疑到創新是認識事物的客觀規律。許多科學的進步，都是在揚棄前人的知識和經驗、繼承與批判以前的科學成就的基礎上才得以實現的。如哥白尼對地心說的批判，伽利略對亞里士多德的落體的否定，牛頓對伽利略關于“運動與力”關系的創新，卡文迪許對約翰·米歇爾扭秤的改進，盧瑟福的原子核式結構是對湯姆孫模型的否定，普朗克—愛因斯坦的光量子彌補經典物理的缺憾從而開創了量子力學等等，都是科學創新。

批判錯誤就意味著求實創新。我們教師要營造寬松的教學環境，培養和引導學生多思考、多討論，激勵學生對課本、參考書、教學過程等大膽質疑，敢于提出自己的見解和設想，有效地開展創造性活動。教師僅在技巧上進行點撥，使學生積極思考、善于提問，能挖掘潛力，在探索中有所發現和創新，養成良好的質疑習慣和較強的質疑能力。如有的學生提出在“描繪等勢線”實驗中為何用電流計而不用伏特表?而根據分子力與分子距離關系圖，提出隨著分子間距離的不斷減小以至接近，分子力不是趨向無窮大嗎，事實上物體的分子還彼此進入分子內部，這又是為什么?行星為何多是同向的橢圓運動，且在近似一平面上呢?根據哈勃常數的意義，星球大爆炸后，星體遠離的速度不就隨著距離的增大而增大了?而這又是靠什么力來加速的呢?

二、注重實驗教學，培養物理觀察思維能力、實驗思維能力

物理學是一門實驗科學，在物理教學中離不開實驗。精心設計演示實驗，增強趣味性和直觀可視性，提高學生的觀察興趣和物理觀察思維能力。如“自感”的演示，引導學生思考、觀察，怎樣操作，小燈閃亮，養成有目的、有選擇及邊觀察邊思考、記錄的良好觀察習慣。進行分組實驗時，善于引導學生積極思考，理解和應用實驗原理，掌握操作的技巧和方法，從而培養學生物理實驗思維能力。如“電表的改裝”實驗，引導學生選擇實驗電路和器材，認真觀察、細心操作，獨立總結出結論，培養物理實驗能力。

課外物理活動是物理教學中的重要組成部分，它具有形式多樣靈活、內容豐富多彩、有趣等特點。如“受迫振動”中的“共振”，是物理教學中的一個難點，而學生通過課外的親自實驗探究，研究物理現象，從中掌握規律。在高一上過動量后，組織學生參加“水火箭比賽”、“落蛋比賽”，充分鍛煉和提高了學生的創新能力。

三、創造性組織教學。培養逆向思維、發散思維的能力

學生是發展的主體，教師是學生成長的引導者、發展的引路人。高中生思維靈活，表現欲望強。教師在教學中要給學生留下思考、探究和自我開拓創新的空間。寓方法指導于知識傳授之中，經常選擇一些有代表性的問題來啟發引導他們思考、討論，有助于培養他們解決物理問題的能力和探索物理新知識的能力，更有助于培養他們創新能力和學習物理的極大熱情。如學習熱力學第一定律時，啟發學生積極思考，討論交流。例如：“如果把電冰箱門打開，能否象空調一樣降低室內溫度?”。

課堂教學是培養學生創新精神和創新能力的有利環境。在形成慨念和掌握定律時，結合教材的內容特點和學生實際，引導學生對知識進行比較與概括、歸納與演繹，從中培養邏輯思維能力和想象能力。如：在復習課教學中、采用“結構圖示”組織教學，引導學生理清知識間的彼此關系、重建知識新網絡，以此增強學生的聯想、概括的能力；通過對相似、相近物理概念、規律的對比與分析，增強學生的聯想、類比思維能力；通過對諸如電磁感應現象、電磁場理論等知識的建立方法的歸納，增強了學生對逆向思維能力。

許多物理問題，可以根據不同的物理過程分析，用不同的方法來解決。如“以9.8m／s的水平初速度V₀拋出的物體，飛行一段時間后，垂直撞在傾角θ為30°的斜面上，求物體完成飛行的時間。”學生一般能根據平拋運動的特點和運動合成規律求解，再引導學生思考討論得出其它多種求解方法。解法二根據動能定理和速度合成分解規律求解；解法三根據機械能守恒定律和速度合成分解規律求解；解法四根據動量定理求解；解法五根據研究平拋運動的實驗處理方法求解。這樣利用一題多解，有利培養學生的發散思維能力。

四、歸類處理，培養模型思維能力與綜合思維能力

在解決物理問題時，教師引導學生充分運用已有的知識和經驗，分析所研究的物理對象之物理過程：正確建立物理模型，選擇對應的物理規律，獨立地、創造性地進行分析、判斷、思考和探索解題的方法，對題中的物理思想方法通過學生討論和探索，歸納總結出解決問題的基本途徑與技巧。最大限度地培養學生的學習能力。

對于同類型的不同知識，利用一題多變、多題一解、模型教學等歸類處理的方法，來培養學生的集中思維能力和構建物理模型的能力。例如關于傳送帶的問題，就該一題多變再歸類處理，先是物體放上水平傳送帶，①物體靜止；②物體初速與傳送帶同向，但小于傳送帶的速度：③物體初速與傳送帶同向，但大于傳送帶的速度；④物體初速與傳送帶同向，但等于傳送帶的速度；⑤物體初速與傳送帶反向，但小于傳送帶的速度；⑥物體初速與傳送帶反向，但大于傳送帶的速度；⑦物體初速與傳送帶反向，但等于傳送帶的速度；然后還可進一步拓展。將水平傳送帶換成傳送帶與水平面成一定角度的情形等。學習分子勢能時，可類比于力學中的彈簧振子模型：在解決電荷在電場中運動的問題時，可類比于力學中的平拋運動規律等來培養學生的比較概括能力和思維想象能力。

五、挖掘教材內容、感受創新思維

教師引導學生挖掘新教材增加的“做一做”小實驗、“閱讀材料”、“思考后討論”等內容，把一些教學難點和重點、趣味實驗，或學生自己的創新成果展示，精心設計為培養學生創新能力的教學切入點，激發學生學習物理的興趣和創新欲望，訓練科學思維方法、激勵學生的人格。如在“回旋加速器”的教學中，創設問題，讓學生思考“怎樣使帶電粒子加速”、“怎樣使帶電粒子偏轉”來充分展開思維空間，大膽創新設計，完全掌握直線加速器和回旋加速器的工作原理及其優劣性能。

新課標把“發展自主學習能力”作為課程總目標之一，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養學生搜集和處理信息的能力，獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力。如在電磁感應定律時，運用實驗手段，創設探究情境，先讓學生試著創新“發現”規律，享受創新的快樂和成功的愉悅，再以物理知識的重要作用和物理學家們的成長歷程、卓越貢獻為素材，突出科學家找出這些規律的過程與方法，讓學生感受科學家的創新思維。

物理教學不只是灌輸給學生某些知識，更重要的是引導學生學習掌握物理科學的方法，給學生話題，引導他們進行科學探究活動，調動他們自己去看書、查資料、做實驗乃至寫論文，逐步培養他們處理信息的能力、終身學習的能力與創新能力，以滿足現代社會的高素質創造型人才的需求。