物理學的發展史就是一部創新的歷史,物理學的發展過程中每前進一步都是一種創新活動。許多重要規律的發現,既包含著物理學家探索知識的坎坷經歷、深入思考和仔細研究,又顯示出物理學家們非凡的創造思維和科學的研究方式。只要我們從培養學生創新能力的角度去認識、去思考,就能發現、領悟教材中蘊含著許多能夠培養學生創新能力的內容。
創新能力的培養是應試教育向素質教育重要標志之一,也是當今教育教學創新的方向,那么在中學物理教學中如何培養學生的創新能力?下面我談幾點看法。
一、培養學生的廣泛興趣,增強創新能力
豐富的知識是創新能力的基礎,但愛好和興趣能給予創新以力量。達爾文說:“我之所以能在科學上成功,最重要的一點就是對科學的熱愛,堅持長期探索。”為激發學生學習物理的興趣,教師經常要介紹科學家成功的軼事或物理學發展的歷史,讓學生深入了解科學家成功的艱辛與喜悅,從中覺得搞發明創造是個“苦差事”,但苦中有常人從未有過的快樂,學習科學家的探索精神,在科學上奮力攀登。物理有與我們現實生活聯系十分緊密的特點,教師要根據學生已學的知識,結合其它相關學科知識,提出各種問題,進行探究。如“電在你家的應用”,“人從高處跳下為啥要蹲著”等,這既可拓寬學生的知識面,又讓學生覺得所學物理知識能解釋許多生活現象,體會到學物理就是學會生活的感覺,從而提高學物理的興趣。
二、培養學生敢于質疑、進行發散思維的能力
發散思維又稱求異思維、擴散思維、輻射思維等,它是由某一中心向不同方向、不同角度、不同層次輻射,從而引出許多新的信息的思維方式。發散思維是創造性思維的主要結構成分,從某種角度來說,發散思維品質的高低決定著創新思維能力的高低。目前,許多有志于教學創新的教師,在各自的教學實踐中探索、實施著這種思維的培養與發展,物理上的爭論,往往是生活中看到的表面現象與物理原理相矛盾的問題。只有用“事實越說越清,真理越辯越明”的道理,經過爭辯才能使學生明白其物理含義,如“力是不是物體運動的原因”發散思維就是不同尋常,從多方面求新變異的思維。心理學家吉爾福認為:“創造作為一種心理活動,來源于發散思維?!卑l散思維是一種高層次的思維方式,是創造性思維的主要形式。其形成并非一朝一夕,而要在老師指導下由無到有,由有到巧的過程。因此,在教學中,教師要注意培養學生的新奇感,對問題多來幾個假設,多來幾種分析方法,多來幾種解決方法。比如《密度》一節中,從實驗得出“等體積的鐵塊和木塊質量不同”的結論后,提問學生:比較其中那些數據可得出什么結論?這說明什么?給學生時間,讓學生思考、想象,發現問題和規律,培養學生發散思維能力,從而培養學生的創新思維能力。
三、與教材相結合,培養學生設計實驗創新能力
當今教材中的學生實驗大多都屬于訓練類、測量類和驗證類,它對于訓練學生掌握基本儀器的操作,學會對物質的某些特性和某些物理量的測定方法,以及驗證所學物理規律的正確性起著很好的作用,但有關探索性、設計性方面則涉及太少,這不利于學生通過實驗觀測來模仿前輩科學家的發現過程,也不利于培養學生獨立設計實驗的能力,因此很需要加強實驗設計訓練,使學生從照著教材做實驗逐步過渡到能作部分實驗設計,學會自行選用儀器,確定實驗步驟或設計簡單的裝置、電路等。例如,在學生電學分組實驗之中,在掌握實驗原理之基礎上,允許學生用不同的器材、不同的實驗步驟進行操作實驗,可以極大地提高學生學習物理的興趣,發展學生的個性,活躍學生的創新思維。在實驗中學生需要在各種因素中取舍,對所得的信息進行篩選,這就要求學生在追求既定目標的過程中應變、思考和探索,使學生的分析、抽象、綜合、表達的能力都得到訓練和發揮。
四、注重物理方法,滲透物理思想,培養學生的創新能力
學物理不單是學物理知識,在物理教學中開展物理方法的教育,指導學生學會用正確的物理方法研究問題,有助于對學生的創新能力的培養。要突出物理思想,首先要注意階段性和層次性。由高到底有觀察法、控制變量法、推理法、類比法、數學法、等效法、近似法、假設法、模型法。其次,教師要明白學生對物理的領悟是一種潛移默化的滲透過程,而不可把方法當作知識向學生灌輸,“潛識”的不同年級內容對同一方法滲透過程是螺旋式遞進的,不能一步到位。例如,在“牛頓第一定律”要滲透推理法,“點電荷”教學中要滲透模型法和假想法思想。
五、注意課堂外的探究活動
課外探究活動主要是在教師的指導下,由學生自主設計探究計劃,學生主動開展。課外的探究內容之選擇,應該注重以下幾點。1.物理知識的應用。如我們學習關于電的知識后可以組織學生參觀小型水電站,使學生了解水的勢能是怎樣轉化為水輪機的動能,又是怎樣通過發電機轉化為電能的,從而真正獲得能量轉化的感性認識。還可以讓學生了解各種簡單機械、傳動裝置,甚至于復雜機器的構造和工作原理,以及比如平衡與穩度、摩擦力、浮力、壓強、電控、聲控、光控等知識在各種裝置和生產生活中的應用,從而把物理學知識與生產生活密切結合起來。再如學習了簡單機械后,可以嘗試制作搬運重物上樓用的“爬樓車”,通過這些活動使學生學習如何運用知識解決實際問題。2.課內學習內容的延伸。課外小實驗是教師根據教學實際要求,給學生布置的,讓學生單獨或幾個學生組成一組,找儀器材料,設計并獨立或合作完成的一些小實驗。課外小實驗隨時隨地可以完成,不受時間地點的限制;可以使用身邊隨手可得的物品進行,“瓶瓶罐罐當儀器”,不受實驗設備的限制;實驗過程簡單,操作方便,實驗成功率高,效果直觀明顯。課外小實驗可拉近物理學與生活的距離,讓學生深切感受到科學的真實性,感受到科學和社會、科學和日常生活的關系。
現代創造學理論告訴我們:人人都有創新的潛能,這種潛能是可以開發和培養的,僅僅是每個人所展現的形態、程度、質量不同而已。只要廣大教師努力學習,及時補充新鮮血液,把握創新素質培養目標,充分挖掘創新素材,運用有效的教學方法和手段,一定能培養出大批具有創新能力的人才,使我國的科技創新能力大大增強,為我國經濟發展提供強大的動力。