物理教學與創新能力培養

　　摘要： 目前傳統教學中落后的教育觀念和方法仍妨礙學生創新能力的培養。因此，在物理教學中要充分發揮學生的主體性，改革實驗教學，開展研究性學習，培養學生的創造性思維，提高學生的創新能力。本文結合基礎教育及物理教學的改革與發展趨勢，指出物理教學中加強學生創新能力培養的必要性，結合創新教育論述了物理教學中創新能力培養的漸進措施及創新教育環境的構建。
　　關鍵詞： 創新能力物理教學創新教育
　　
　　隨著信息化社會的發展，培養創新型人才，變得尤為重要。在中學物理教學中實施創新教育，培養學生的科學創新精神和提高創新能力，是落實素質教育的核心。但就目前教學的實際情況來看，開展創新教育仍有許多亟待解決的問題，傳統教學中落后的教育觀念和方法在一定程度上妨礙了學生創新能力的培養。因此，在物理教學中要充分發揮學生思維的主體性，改變教師的觀念、改革課堂實驗教學，開展研究性學習，培養學生的創造性思維，提高學生的創新能力。
　　我國的中學物理教學十分注重系統知識的傳授，對于學生創新能力的培養和研究的重視程度不夠。教師在教學中也較少考慮如何培養學生的創新能力，在進一步深化素質教育的今天，教師應該結合創新教育的精神，在物理教學中加強對學生創新能力的培養。當然，創新能力的培養不是一蹴而就的，它是一個漸進的、長期的培養過程。下面主要闡述在物理教學中培養學生創新能力應重點解決的幾個問題。
　　一、物理教學與創新教育
　　1.在物理教學中開展創新教育的依據
　?。?）創新教育主要體現于主體參與。從教與學的關系來看，教學是教師的“教”與學生的“學”的雙邊活動，但不同的教學模式所取得的效果是有很大差別的。教師可以用一半的課堂時間就把教學要點講出來，用另一半時間為學生創造主體參與的教學環境，如師生共同探討、研究，鼓勵和培養學生的創新思維，營造一種和諧的、生動活潑的學習氛圍，這種教學模式比滿堂灌的教學模式的效果要好得多。
　?。?）知識的鞏固程度與教學、學習的方式有關。根據心理學的研究表明，學生對學習內容的鞏固程度，跟教學與學習的方式密切相關，一般來說，學生通過閱讀文字材料或聽老師講授之后，學生能夠記住10％～20％的內容；學生對他們看到的實物或實物現象能夠記住30％；如果又聽又看實物與實物現象，自己又描述，則能記住70％；如果學生親手作過，又描述或講過，則能記住90％，說明讓學生親手操作實驗能取得良好的效果。
　?。?）創新教育具有實踐性。物理是一門以實驗為基礎的自然科學，許多物理概念、規律都是借助于實驗而得到的。加強實驗教學是強化物理教學效果和開發學生創造潛力的有效途徑；利用物理學科的特點，可以給學生提供“動腦想”，“動手做”，“動口說”的機會，更好地培養和發展學生的創新意識、創新思維、創新技能，從而達到提高物理教學質量的目的。
　　2.物理教學中開展創新教育的做法
　　在物理教學中開展創新教育，就必須注意創設情境，激發學習興趣，提高學生創新思維能力；必須注意啟發學生的思維，讓學生參與教學過程、自始至終處于積極思維的狀態中。還要做好如下幾點。
　　（1）引入課題突出一個“奇”字。成功的課題引入能夠將學生的注意力引導到課題的內容中來，抓住中學生的心理特點，將課題設計得比較“新特”，就能夠使學生很快進入“角色”。如在講“摩擦起電、兩種電荷”一節內容時，可以把教材的范例實驗改用毛皮摩擦過的橡膠棒吸引一小撮棉花后，用力再將棉花甩出，就可以用橡膠棒控制棉花在空中運動的方向，即“棉花飛舞”，學生看到了感到非?！捌婷睢焙鸵苫蟛唤?。學生思維活躍起來，有的猜想棉花飛舞的原因，有的急切地等待老師揭秘，學生產生了濃厚的學習興趣和強烈的探求欲望。又如在講“機械運動”一節時，在引入課題時講述在第一次世界大戰期間，一名法國飛行員在2000米高空飛行的時候，從臉旁抓到一顆飛行的德國子彈，而飛行員卻“安然無恙”的故事，讓學生感到驚奇。好奇心促使學生急于想知道其中的奧妙，學生自然全神貫注地投入到教學活動中。
　　（2）授課的進程突出一個“思”字。教師要落實如何從“教”的角度喚起學生的“學”，以學生活動為主線，讓每個學生參與教學全過程。教師要有目的地提出一系列帶有思考性的問題，啟發、誘導學生層層深入地思索，讓學生舉一反三，使學生思維處于積極狀態。如講“牛頓第一定律”一節內容時，在做完斜坡小車的演示實驗后，可圍繞實驗提出如下問題讓學生思考：運動的小車為什么會停？小車運動的距離為什么有近、有遠？小車為什么要從同一高度滑下？假如在特別光滑的平面上，沒有阻力，小車將怎樣運動呢？經過教師一環扣一環的提問，促使學生開動腦筋，由一個問題的解決迅速過渡到另一個問題，引導學生主動學習、主動探索，讓學生自己發現問題、發現規律，從而不斷提高學生的創新意識和創新能力。
　?。?）鞏固練習突出一個“活”字。鞏固練習是教學過程中的必要環節。在鞏固練習時，可以對學生進行發散思維的訓練，以提高學生的發散思維能力；教師應多啟發學生進行發散思維，多向學生提出一些答案不唯一的問題，如一題多解、一題多變的問題都可用于進行發散思維訓練。例如，有一個鐵球質量為7.2千克，體積為1立方分米，這鐵球是空心還是實心的？教師可啟發學生通過比較質量法、比較體積法和比較密度法等三種方法解題。利用多種方法解題，從中再進行比較、歸納，就能使學生掌握的知識系統化、更具靈活性，真正把知識學“活”，真正使學生掌握認識方法和學習方法，真正變“學會”知識為“會學”知識，終身受益；并促使學生的思維多向化，從而使學生的創新思維和創新能力得到實質性的培養和提高。
　　二、實施創新教育的基本途徑
　　1.物理實驗教學是培養創新能力的有效途徑
　　在物理實驗教學中，不僅要讓學生學會實驗的具體做法，掌握一些基本的實驗技能，還要引導學生學會研究物理問題的實驗方法，為培養他們的物理創新能力打下良好的基礎。如常用的間接測量的實驗方法、“控制條件”的實驗方法、“以大量小”的實驗方法、測量微小量的“疊加法”、“替代法”和“比較法”等。教師通過選擇典型的實驗（可充分利用教材中的小實驗、學生實驗等內容），通過多種實驗方案的設計、討論和辨析培養學生的物理創新能力。
　　另外，教師可以把某些學生實驗和演示實驗設計為探索性實驗，使之達到不同層次的創新能力培養目標。探索性實驗教學較課堂教學有更廣闊的活動空間和思維空間，可以激發和滿足不同層次學生的探索與創新欲望。學生在自己“探索”物理規律的實驗過程中可以把動手和動腦結合起來，鍛煉和培養自己的創新能力。教師應選取合適的、需要探索的問題作為實驗內容，在教學中可以利用新舊知識間的聯系提出需要解決的問題，并設計一系列有針對性、啟發性的問題作為鋪墊，設計問題時應充分滲透創新能力的培養，要利用學生的原有知識，引導學生在運用知識的探索過程中有所“創新”地解決問題。
　　再者，教師要注意減輕學生的作業負擔，使學生有時間和條件接觸自然、參加社會實踐，在教師的指導和幫助下，選擇進行發明創造的課題，并通過自己的創造性工作，以自己的創新行動滿足學校、家庭和社會的各種需要。
　　2.物理習題教學是培養創新能力的有效途徑
　　習題教學是培養學生創新能力的一個有效途徑。如果教師經常在授課過程中有“創新舉措”——創新的思維方式及創造性的解決問題的方案，這種創新示范作用就會對學生產生重要的、潛移默化的影響，學生也會產生創新的想法，這就是其創新欲望的體現。習題教學要跳出“題海戰術”的誤區，使學生盡量從不同的角度、運用不同的方法分析和解決同一問題，運用一題多解、一題多變等形式將學生從單一的思維模式中解放出來，這樣學生再遇到新類型的問題時，就能以發散思維或集中思維等創新思維方式解答問題。
　　
　　3.開展研究性學習活動是培養創新能力的有效途徑
　　創新教學的構成要素是研究性、主體性、發現性、歸納性等，這就要求在實施教學方法創新的同時，用“創造性地教”為學生“創造性地學”創造環境和條件。研究性學習就是根據這一需要設置的新的課程計劃，具有典型的創新教育功能。
　　研究性學習是學生在教師的指導下，從周圍生活和社會生活中選擇和確定研究課題，以類似于科學研究的方法主動地獲取知識、應用知識、解決問題的學習活動。通常有：查閱資料、實驗操作、走訪專家、社會調查、問題討論、現場觀察等。
　　結合中學物理教學開展研究性學習，學生接觸到大量的實際問題，學生在自主活動中，提高應用所學知識解決實際問題的能力。例如幾乎所有的課題研究，第一步是收集信息資料。有的從圖書館獲取資料，有的從網上獲取信息，有的采訪專家，有的編寫問卷調查表，有的通過實驗獲取數據。第二步是處理信息資料?；蜃鞒鼋y計，或制成圖表。第三步就是加工信息資料。因此研究性學習不僅培養了學生收集、處理和加工信息資料的能力，更重要的是培養了學生的創新思維和促進了學生的創新能力的發展。例如一位參與過研究性學習的同學談道：研究性學習是個人興趣、個性特長最好發展的。
　　三、實施創新教育的基本策略
　　1.重視學生創新人格的培養
　　人們的價值觀念正經歷著從重視人的創造物的價值到重視人自身的價值的轉變，而對人的品質評價已趨向于提倡人的創造性、開拓型的性格。因此，我們最終應把創新能力的培養落實到學生創新人格的塑造上。凡是有利于創新活動的個性品質，都是創新需要的，這些個性品質稱之為創新個性。創新個性具有相當的完整性和持久性，對學生今后的發展將產生積極的和決定性的影響。
　　創新人格主要表現為：良好的思維品質；獨立的個性特征，如懷疑精神、創新意識、不迷信權威；優良的意志品質；強烈的求知欲；不竭的進取精神。具有創新人格的學生往往顯示出首創性、感覺敏銳、洞察力強、能獨立判斷、能接納新經驗、持懷疑態度，不太關心細節和實際而具體的事物，對于理論觀念及符號轉換很感興趣。為了塑造學生的創新人格，在教學中應做到如下幾點：保護學生的好奇心，清除學生對錯誤的恐懼心理，鼓勵獨創性與多樣性，鼓勵幻想；鼓勵他們與有創造力的人接觸。
　　2.課堂教學是培養學生創新能力的主渠道
　　在課堂教學中，教師要注意構建和諧、民主的課堂教學氛圍，使師生交往的心理狀態達到最佳水平，以保證學生心情舒暢、思維敏捷，使各種智力和非智力的創新因子都處于最佳的活動狀態，從而提高教學效率。當學生的思維活動和結論超出教師所設計和期望的軌道時，教師不應強行把學生的思維納入自己的思維模式中，用自己或教材上的結論束縛學生的創新思維，更不能用粗暴的方式中斷學生的思維進程。教師要善于鼓勵學生大膽質疑，歡迎學生與自己爭論，要給予學生發表意見的機會，使學生逐步具有創新意識。如在物理課堂教學過程中，某個學生提出了與教師截然不同的見解，教師不應該只是簡單地否定學生，而應引導學生（課上或課下）審視其觀點，并得出正確的結論。這樣做可以保護學生學習的積極性，使學生樹立起進行獨立學習及創新的自信心，使其創新思維處于活躍狀態。
　　3.營造良好的班級創新環境
　　班集體作為創新能力的社會環境影響個體的創新能力。教師要在班內營造有利于創新的教學環境，這包括教學心理環境和教學物理環境。對于適于創新的課堂教學心理環境，前面已有所論述，另外還包括非課堂教學心理環境的班級心理環境及教學物理環境的營造。
　　物理教師可利用靈活的形式組織學生參與各種活動，如在班內展示學生的各種創新成果（科技小發明、小論文等），舉辦物理知識競賽，實驗創新能手的評比等，并辦好科技板報、手抄報，使班內形成以創新為核心的班級輿論。教師要經常與學生交流，并組織學生之間互相交流創新體會，鼓勵學生之間的適度競爭、相互合作與交流、相互了解和相互寬容，使全體學生的創造能力和每個學生的創新能力相互激勵，同步增強。
　　4.創造創新教育的大環境
　　如果從教育教學的全局來考慮，創新能力的漸進培養階段就是這樣的：課堂創新教學環境的構建→學校創新教學環境的構建→開放的創新教學大環境的創建。因此，我們還必須注重創造創新教育的大環境，使之與創新能力培養相適應。物理教學應該是一個開放的教學體系，教師要注意物理學發展的最新動態并把它及時地反映在平時的教學中，如華裔物理學家屢獲諾貝爾獎、中國載人航天技術的重大突破等，這類內容極易激起學生的愛國熱情，并能轉化成為他們創新活動的動力。物理教學要從課內擴展到課外，從校內擴展到校外，要加強與其他學科的交叉滲透，將一些關系密切的學科內容加以融會貫通，加強學科創新能力之間的有效遷移，從而提高學生綜合應用知識、創新性地解決實際問題的能力。也就是說，各學科教學之間應加強聯系與合作，使學生的創新能力達到整體漸進提高的目的。為了充分發揮學生的創新潛力，學校要采取措施構建創新教育環境，如為學生提供自主性、首創性和個性化表現的機會；合理安排課程，為學生創新才能的發揮留有余地；對學生的創新成就進行獎勵等；要在校園中形成濃郁的崇尚創新、尊重創新人才的氣氛等。
　　創新能力的培養也需要學校、家庭和社會之間的相互協調，教育工作者要努力創造學校、家庭、社區三位一體的創新教育大環境，使學生能夠處處感受到創新的氣息，以創新的心態學習和生活。