如何在物理教學中培養學生的創新能力

摘要：以人的素質提高、生存方式和文化模式轉型為主要內涵的人自身的現代化，尤其是青少年兒童創新能力的發展、科學素養的提高，已成為21世紀教育改革的重要問題。新的課程理念，新的課程目的標給我們帶來予機遇，也帶來了挑戰，我們應該重新認識和定位自己的角色，積極投身到課程改革中去，和新課程改革一起成長和進步。

關鍵詞：中學物理；物理實驗；新課程；科學探究；創新能力

引言

我國正處在社會轉型與經濟結構變革時期，不僅要求培養的人才具有很強的社會適應能力和具有知識創新能力，而且要求大力提高全民族的科學素養，加快推進經濟建設轉移到依靠科技進步和提高勞動者素質的軌道上來。因此，以人的素質提高、生存方式和文化模式轉型為主要內涵的人自身的現代化。尤其是青少年兒童創新能力的發展、科學素養的提高，已成為21世紀教育改革的重要問題。

1 物理教育理念與策略

新課程強調：“義務教育階段的物理課程培養目標定位為：提高全體學生的科學素質。”物理科學素質是指參與社會生活，經濟生活，生產實踐和個人決策所需的物理學概念和物理探究能力。“物理科學素質”的提出可以說是新課程的核心理念。支撐這一理念的是“知識與技能”、“過程和方法”、“情感態度與價值觀”這三大支柱。現在的課程目標，較以前的教學目標有很大的區別，原來的教學目標強調對物理知識和技能的掌握，而新課標則更加關注過程和方法的體驗，情感和價值觀的培養。所以在物理教學過程中應注意以下幾點：

(1)面向全體學生，立足學生發展

物理教育要面向全體學生，給每個學生提供平等的學習機會，使他們都能具備適應現代生活及未來社會所必需的科學知識、技能方法和態度，具備適應未來生存和發展所必備的科學素養。為少年終身持續發展奠定基礎。物理教育必須改變學科本位的觀念，面向全體學生，注重使不同水平的學生都能在原有的基礎上得到很好的發展，認識到學生是發展的主體，追求發展是他們的權力，應滿足他們求發展的需要。

(2)體現物理知識的現代性

應從知識經濟、信息社會的視角，對已有知識重新審視并整合。重新審視什么是中學面向未來的物理學基礎，重新構建科學的基礎知識結構，不僅側重于學生終身學習和作為現代社會公民應必備的基礎知識和技能，使他們有扎實的知識功底、廣博的知識視野、合理的知識結構，而且要反映當代的科學成果和科學思路，反映科學技術的新進展和新思想。

(3)加強與現實生活和學生經驗的聯系

物理學教育課程要根據學生的心理發展規律。開發實踐應用的環節，引導學生從現實生活的經歷和體驗出發，讓他們在熟悉的生活情境中感受物理的重要性，了解物理與日常生活的密切聯系，逐步學會分析和解決與物理有關的一些簡單的實際問題。

要重視校外課程資源的開發利用。充分利用廣泛存在于學校、家庭、社會、大自然、網絡和各種媒體中的物理教育資源，形成教育資源共享的開放式課程，通過拓寬學習空間，滿足多樣化的學習需求。

(4)以探究性學習為核心

學生有強烈的好奇心和積極的探究欲。學習物理應是他們主動參與的能動過程，而物理學習過程不僅是眾多事實和理論，也是—個不斷探究的過程。《新課標》倡導通過探究性學習，構建一種積極的、主動的、自主合作探究的學習方式。這里探究既是物理學習的目標。又是物理學習的方式之一。要改變課程教材只是為教師講授提供藍本學生被動接受的狀況，將親身經歷以探究為主的學習活動作為學生學習物理的主要途徑，為學生提供充分的科學探究機會，讓學生主動地體驗探究過程，使學生在獲得科學知識和技能的同時，受到科學方法的訓練，體驗探究的樂趣，形成和發展探究能力以及交流與合作的能力。

2 物理實驗教育的設計和實施

新課程將“注重科學探究，提倡學習方式多樣化”列為五大課程基本理念之一，這就從根本上改變了原有的應試教育下的填鴨式教學，改變了學生死記硬背的學習方式，將科學探究列為內容標準，旨在將學習重心從過分強調知識的傳承積累向知識的探究過程轉化，學生從被動接受知識向主動獲取知識轉化。

科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。科學探究包括以下幾個要素：1、提出問題；2、猜想與假設；3、制定計劃與設計實驗；4、進行實驗與收集證據；5、分析與討論；6、評估；7、交流與合作。針對科學探究具有多種多樣的形式，具有多個要素，《新課標》指出：在學生的科學探究中，其探究過程可以涉及所有要素。也可以只涉及部分要素。由于物理課中的大多數探究活動都是按照教材的順序進行的，而且只涉及部分要素，因此在設計科學探究活動中必須注意兩點：一是要符合學生的認知規律，從易到難，循序漸進；二是要注重課內和課外的結合。

(1)完成基礎實驗的設計

通過簡單的實驗設計來培養學生思維的發散意識、構建網狀的思維鏈。例如：讓學生設計區分食鹽水和酒精溶液的實驗方案。學生可以從不同學科的不同角度去考慮，可以從物理學科出發，利用密度、氣味、沸點、導電性來區分；可根據溶液的揮發性，特殊反應現象、可燃性來區分；也可以根據生物細胞對溶液反應等去設計。再比如讓學生去設計怎樣估測山高的方案。學生可以從溫度、濕度、氣壓、聲、光、降雨量、生物的分布等去設計。通過這樣的設計，學生的思路開拓了，知識間的聯系加強了，也就為發散思維、創新思維的形成創設了條件。

(2)設計培養程序，漸進提高探究能力

心理學研究表明：初中生能力形成必須經歷一個過程，不可一蹴而就。因此，根據循序漸進與分層遞進的原則，設計了以“扶、引、放”為階段標志的培養程序，使科學探究能力的培養實現科學化、系統化。

首先，以“扶”的方式幫學生“上路”。

所謂“扶”是指在提出問題后。按進行猜想與假設一制定計劃與設計實驗一進行實驗與收集證據一分析與論證的程序。采用填空的形式，使學生的探究活動完全以填空的形式出現，這就便于學生把已有的知識經驗與要探究的內容聯系在一起進行思維，從而縮小學生的探索范圍與探索的難度。學生常把自己當成或希望自己是一個探索者、研究者與發現者，“扶”使學生探索愿望成為現實。

其次，以“引”的方式引導學生“學走路”。

“引”既是由“扶”到“放”的過渡階段。也是把已經設計好的實驗(可以是完全正確的設計方案，也可以是正確、錯誤兼備的方案)交給學生讓學生分析實驗的設計原理。做出正確的探究判斷，從而形成與發展科學探究能力。如教滑動摩擦力的大小與哪些因素有關的實驗時，教師提出可能的因素(接觸面粗糙程度、壓力大小、接觸面積、物體運動速度)與實驗方案，但故意不講明要采取控制變量法，讓學生自行判斷、分析、實驗。

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第三，以“放”的方式讓學生“自己走路”。

“放”是指在觀察對象或在提出問題后，提供部分或全部實驗材料(若實驗器材學生自己能準備，可讓學生自行解決)，讓學生完成實驗探究的全過程。例如：在教授完“壓強”知識后，我會布置一道研究課題，讓學生探究“如何增強紙張的承壓能力?”(也可以是其它課題，如：折紙承受的力與紙所折的道數是否有關的，要求學生設計好實驗方案，完成實驗報告。以“擱住紙條”為載體，通過設計探究方案，指導學生如何進行物理探究，培養學生嚴謹的分析和探究思想。

由“扶”到“放”的設計形式構成了循序漸進地培養學生探究能力的框架。形成由教師引導學生探究到逐漸使學生獨立探究的格局，是培養學生創新能力的基礎。

(3)注重課內知識和課外實踐相結合

《新課標》指出：改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現狀，提倡學生主動參與、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以及交流與合作的能力。

在教學過程中，教師應通過精心設計，認真組織各種形式的科學活動，鼓勵學生通過動手動腦“學”知識，如測量、搜集信息、現場考察、自然狀態下的觀察、實驗、情境模擬或再現、科學小制作、討論辯論、科學游戲、參觀訪問、競賽、科學報告會、家庭科學活動等。注意學生參與的目的性、實效性。保證學生有足夠的探索時間和體驗的機會。對社會生活中的物理現象，注意在教學中尋找新的視角和切入點，使學生形成新的認識，啟迪科學的思維，揭示物理現象的本質，使學生感受物理的真實性，感受物理學與社會、日常生活的關系。例如，我在將要上完初二年物理前，要求學生利用一星期時間進行一次家庭活動：探究廚房中的物理知識。要求學生寫出所有與物理有關的廚房用具及廚房活動，并寫好實驗報告。我們也應利用學生身邊常見的物品引導學生做一些與所學物理相關的實驗。比如，請學生思考利用一塊橡皮泥可完成哪些相關實驗?由此來培養學生的發散思維和創新思維能力。許多學生思考后總結出可利用橡皮泥完成諸如①探究影與物的異同實驗：把橡皮泥捏成球狀和圓柱狀，光從不同的方向入射，橡皮泥所成的影子形狀不同；②探究質量、密度與物體形狀的關系實驗：隨心所欲地把橡皮泥捏成各種形狀，每操作一次測一次質量，用排水法測一次體積，發現質量、體積均不改變，說明了物體的質量和密度與物體的形狀元關；③探究浮力與物體形狀的關系實驗：橡皮泥捏成各種各樣的形狀，放入水中，用測力計可間接測出橡皮泥受到的浮力不變，說明了浮力與物體的形狀無關；④完成力使物體發生形變的實驗：橡皮泥放在手掌上，用力使橡皮泥變扁、變圓，說明了力可以改變物體的形狀；⑤完成空心法增大浮力實驗：把橡皮泥放入水中下沉，說明了重力大于浮力，撈出后，把它捏成船狀，輕輕放入水中，橡皮泥浮于水面上，說明了利用空心法，增大排水量，可增大浮力；⑥證明大氣壓存在的實驗：橡皮泥捏成蛋殼狀(使之略大于廣口瓶口)，把沾有酒精的棉花點燃放入瓶中。立即把橡皮泥放于瓶口，它會在大氣壓的作用下慢慢被壓入瓶中。這些實驗極大地激發了學生的學習興趣，同時也增加了學生的動手動腦的機會，有利于學生思維能力的培養。再比如，對于歷史上科學家當初做的一些比較簡單的、能為學生接受的實驗、發明和發現，我們可以把它們作為教材的課外小實驗、小制作、課堂實驗等讓學生完成。這有利于對學生進行科學方法和科學思維的訓練，有利于培養學生質疑精神和提出問題的能力。

3 結論

總之，教學是一門科學，也是一門藝術，應該具有創造性。創新是教學的靈魂，也是教學的最高境界。教師在教學中應認真研究教法，利用一切可利用的資源，創造一切有利的條件，有目的、有步驟的發揮實驗探究在教學中的作用，給學生以充分想象和獨立思考的空間。使學生主動地去探究科學知識，手腦并用地參與活動。體驗自我設計獲得成功的喜悅，讓學生的個性、獨立性、協作精神得到充分的發展和展示，這才是真正意義上的創新教育。只有這樣學生的創新精神、創新意識、創新思維等創新素質才能夠得到實質性的具體的培養。學生的創造能力不斷提高，既體現了物理本身研究、學習的特征，更是學生可持續發展的需要。