中學物理教學與學生創造性思維能力的培養*

王 丹， 田韞慧

(吉林師范大學物理學院， 吉林 四平136000)

引言

《面向21世紀上海市中學物理學科教育改革行動綱領》中曾明確指出：中學物理教育要以“面向現代化、面向世界、面向未來”為改革的指導思想，以提高學生的科學素質為基本宗旨，以培養學生的創新精神和實踐能力為改革重點[1]，“以學生發展為本”為改革的行動準則.由此可見，創新精神和創造力培養是個人素質教育的重要部分,而這種素質的提高離不開對學生的創造性思維能力的培養.

物理學是一門自然科學，物理的魅力在于讓我們深入地認識世界，這往往也是學生的興趣所在，物理的教學應該是更貼近生活，是直觀的、具有發現性的.然而現今中學物理教學的現狀卻不盡如人意，部分教師教學觀念陳舊，認為物理教學內容深度淺，范圍廣，定性的多，定量的少，靜態為主，動態討論為輔，無從著手培養學生的創造性思維能力；還有部分教師教學方法單純，教學中照本宣科，方法含量少，教師講、學生聽，典型的“填鴨式教學”，以致學生發現不了問題，更不會提出問題，很大程度上扼殺了學生的創新精神，而培養學生的創造性思維能力更是無從談起[2].因此，中學物理教學必須進行改革.本文就中學物理教學如何培養學生創造性思維能力問題進行探討.

1 創造性思維與人類的認知過程

人作為一種感性的生物，對事物的認識是有一定的過程的，一般都是從直觀的感性認知到深入的理性認知.而創造性思維則是在此基礎之上的高級過程，是個人在一定經驗和知識的基礎上，從某些現象、過程和事實中形成新概念、建立新規律、完成新理論的思維過程.在物理學習中培養創造性思維，就是經過認真觀察和反復的實驗得到新的結論.這種開創往往伴隨著劃時代的意義，例如亞里士多德對自然現象的解讀，以及牛頓對宏觀物理學的定義，再到量子力學產生的爆炸式科學進步.每一次這樣的思想火花的產生都推動了科技的進步.

1.1 認知過程

人類在認知過程中，往往分為三個階段.一是對事物表象的認知階段.這個階段人們多注重事物的表象，容易過多地加入個人的感性思維.人類的科學發展也經歷了這一過程，就如亞里士多德對重物下落速度和力與物體運動關系的闡述.亞里士多德的闡述不正確嗎？當然不是，只不過受到時代的局限性，所以得出了不正確的觀點.普通人也是一樣，在未知的事物面前，大多會用第一印象來決定.第二階段是撥開表象看本質.這時人們能更深入地對現象做出解釋，發現其中各種因素的相互作用，從而達到理性的認知.在歷史上我們可以認為這是伽利略推翻亞里士多德觀點的時代，科學的進一步發展，帶來了新的觀點與理念.第三階段是對知識的具體應用與驗證.運用適當的方式來驗證已知規律和概念的正確性，并且學會對其進行應用.更高的要求就是在已知基礎上的發散性思維，從而發現新的知識.就像量子力學剛剛被發現的時代，一直被認為那是個偉大的時代.舊的知識體系已經接近頂峰，人們還在迷茫前路的時候量子給人們指引了方向[4].然后就是新大陸的開拓，新的理念、新的思想噴薄而出.就像是宏觀物理時代的厚積薄發.

1.2 物理學教學過程

教育過程應該遵循上述認識規律.在物理的教學中，也應該由淺入深、由直觀到抽象.第一階段是最直觀的觀察階段，教師應該通過舉例引導學生思考與課程有關的生活中的物理現象和物理過程，使學生有一個較為感性的認識.通常教師會應用投影圖像、模型、描述和物理的簡單實驗等方法與學生進行互動，使學生能有更直接、更深刻的感性認知.這是學生建立物理概念、物理規律的基礎，為進一步的思維活動和思維加工提供感性基礎.

第二階段是對感性的理解加以剖析，去除個人認識的局限性，取其精華去其糟粕，撥開問題的表面現象到達本質，幫助學生在思維中形成物理概念、建立物理規律，并且歸納出物理公式.在這一階段，教師的引導是非常重要的，教師提出問題，讓學生發散地思維.但一定要把握方向，處于初高中學習階段的學生大多對知識有個大致的了解，但不夠明確，容易形成錯誤的觀點.教師應引導學生向正確的方向分析問題，獲得對物理現象和物理過程的本質認識, 使學生的思維活動達到理性認識階段.從而實現學生的思維由感性認識到理性認識的改變.

第三階段是對知識進行應用與驗證.學生在學習了一定物理概念、定理以后，引導學生對階段學習過程進行回顧，加深理解，會應用物理的理論概念去解釋生活中的實際問題，使學生再次從單純的理論回到現實.從而達到從生活到物理，再從物理到生活的整個教學過程.

2 中學物理教學中對學生創造性思維能力的培養

物理作為一門基礎學科，是所有學科中與現實生活聯系最緊密地一門學科，在教學中應該抓住這一特點,從實際出發，改變傳統的教學方式，引導學生不拘泥于一種嘗試、一種方法、一個結論，而是善于進行發散性思維，培養創新能力.

2.1 鼓勵學生勤于觀察和勇于提出問題

作為教師應該鼓勵學生在日常生活中多觀察，善于觀察的人才能善于思考，思考是解決問題的關鍵.善于觀察的人才能發現別人忽略的東西.蘋果落地大多數人都見過，但是只有牛頓因為觀察到蘋果落地而提出了萬有引力定律.深刻的道理也同樣存在于很淺顯的現象之中.不斷地觀察、比較，再加入個人的理解與推理，從對物理現象、物理過程和物理事實的感性認識上升到理性認識, 使思維達到創新的境地.

在教學過程中，教師的主要任務不應該是知識上的灌輸，而應該是一個領路人、引導者.引導學生進行思考，錯誤的思想進行糾正，正確的予以鼓勵.鼓勵學生自己發現問題，勇于提出問題.愛因斯坦曾談到：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要, 因為解決問題也許僅僅是一個教學上或實驗上的技能而已, 而提出新的問題, 新的可能性, 從新的角度去看舊問題, 卻需要有創造性的想象力.”學生提出的問題往往具有隨意性，看到什么、想到什么，都可以成為他們的問題，即使問題本身是錯的，作為教師絕對不能對學生提出的問題直接否定，應給予學生提示，讓他們自己思考討論正確與否[4].有的問題可能具有一定的目的性，而有的有可能僅僅是出于好奇心.有目的的提問固然好，教師可以與同學們進行討論得出結果.好奇心也是很重要的因素，有時候想要找到問題的答案，好奇心和興趣才是最大的動力.這樣的問題，先不談對與錯，作為教師應該給予學生肯定，再引導學生找出重點問題，對其進行討論，最終解決問題.學生在解決問題的過程中將得到很好的鍛煉.

在質點運動教學中，若是教師直接給出質點概念：“質點是物理學中理想形態的具有質量沒有大小的點”.學生就會覺得比較抽象，很難理解，只能機械記憶，根本談不上培養學生的創造性思維.但是在教學中，如果教師先創設情景，舉一些相關的例子來說明物體的運動，如地球繞太陽的運動、月亮繞地球的運動、從北京開往上海的火車等，再通過圖示，以有限的形狀來表示物體在線性軌跡上的運動.通過這樣的例子使學生獲得感性認識，再引導學生思考為什么引入質點概念，什么樣的物體可以視為質點.讓學生認識到物體能夠被看成質點是有條件的、相對的，在情景教學中很容易理解質點的概念.使學生很容易接受物理學的研究方法：抓住要研究對象的主要因素和本質特征，不考慮要研究對象的次要方面，即物理學的理想模型方法.

2.2 以學生為主體，培養學生的創新思維能力

在物理教學中實施創新教育方法，首先是教師教育理念的改變.要開展創新素質教育，教師要改變以往的“封閉式”、“填鴨式”的教學模式，教學中要培養學生的學習興趣，發揮學生求知的積極性.由于學生的積極參與，并且每個學生的創造性都受到了重視，所以學生的創新能力有了充分的發展空間[5].作為物理教師必須跟上時代的步伐，從根本上轉變傳統的人才觀和教育觀，積極開展教育改革，在教學中引導開發學生的自主創新潛能，培養學生的創造性思維，時刻注重體現概念邏輯規律在認識上的自我了解和應用上的創新，引導學生在學習物理過程中發現問題、領悟問題，進而達到培養學生創新能力的目的.

比如在力學教學中，講授“萬有引力”時，通過多媒體課件給學生演示兩幅都畫著蘋果樹的圖畫，一幅畫中有成熟的蘋果從樹上落下，另一幅是在蘋果樹梢掛著月亮，這樣的兩幅圖畫很能吸引學生的注意力，學生很自然地由枯燥的被動學習轉變為有意識的自主發現.教師再引導學生根據課件顯示的圖畫展開聯想，提出問題，然后對有針對性問題進行討論：“為什么蘋果會落地，而不是飛向天空？”“若蘋果樹長到月亮那么高，是不是蘋果就會像月亮那樣一直掛在天空？”“月亮為什么不像蘋果一樣落下來？”等等.進行這樣的討論能調動學生的積極性，使他們主觀上就想要知道各個問題的答案，更會積極地參與討論.經過引導分析和研究確定，步步深入，最終引出萬有引力，學生就會很容易接受.這樣通過假設、想象的方法授課，學生成為課堂的主體，無形中就培養了學生的創造性思維能力.

2.3 創造條件，培養學生的實驗能力

實驗操作能力也是培養學生思維能力的重要方式.中國的教育體制決定了培養學生的動手實踐能力不會得到重視，因為高考不會檢驗學生實驗操作能力，教師也就不會去培養學生的動手能力，但是這被忽略的部分卻能起到重要的作用，因為人類的進化就是從使用工具開始的[6]，對工具的靈活運用，不斷地鍛煉了人類的思維.從最初的木棒石斧，到后來的青銅器具，人類的思維開發與使用工具的發展基本上是同步進行的.

通過一些簡單的實驗，培養學生的實驗操作能力.下面根據簡單器材設計自由落體運動實驗.

實驗器材：細線若干，帶橫梁的鐵架臺一個，穿孔小球不同質量兩個，小鐵片一塊，白紙若干張.

實驗過程：先由教師把一小球用細線懸掛在較高的鐵架臺上，提出問題讓學生思考：小球此時受到幾個力的作用？將細線燒斷后，小球受到幾個力的作用？小球將做什么運動？運動軌跡怎樣？再引導學生思考：在重力作用下，物體下落過程中是重的物體下落得快還是輕的物體下落得快？物體下落得快慢與什么有關？提示學生猜想影響物體下落的因素，組織學生討論后得到相關假設：假設一，物體下落的速度與物體的質量有關；假設二，物體下落的速度與物體受到的空氣阻力有關.根據這兩種假設引導學生自己去思考、猜想、分組討論，激發學生的創造欲望，指導學生設計實驗方案檢驗假設的準確性.

在教師的提示下，學生經討論設計檢驗假設的方法：“將不同和相同質量的物體從同一高度同時落下，比較物體下落速度快慢”.學生用不同質量小球懸掛鐵架臺來實驗，結果為兩球同時落地；再以同質量的紙張與紙團同時從同一高度落下實驗，則紙團先落下.分析實驗結果：實驗中不同質量小球同時落下，說明物體下落速度與質量無關.如果物體下落速度與質量有關，則同質量的紙團和紙張應同時落地，但實驗結果相反，這也說明了物體下落速度與質量無關，所以假設一不成立.再分析紙團與紙張下落速度不同，是因為空氣阻力作用.紙張在落下時受空氣阻力較大，所以比紙團要后落地，這說明物體下落過程中要受到空氣阻力的作用.為驗證這一結論，引導學生再設計實驗：使紙團與小球同時從高處下落，結果小球與紙團幾乎同時落地，這是因為紙團與小球下落過程中受的空氣阻力都較小，實驗結果驗證了假設二正確.

這種簡單的實驗設計，由學生自己動手，學生能夠感受這些物體的下落過程，然后再引導學生得出自由落體的定義：“物體只在重力作用下由靜止開始下落的運動”.實際的生活中，空氣阻力是一定存在的，強調只受重力的自由落體運動是一種理想化的模型.而在某些情況下空氣阻力對物體的影響較小時，是可以忽略阻力作用的，這樣就可以導出自由落體運動的近似條件：“物體所受阻力小于物體本身重力”.這與伽利略的研究結論相符，再經由對下落物體運動過程的詳細分析，使學生能夠很自然地理解自由落體運動速度變化規律.

物理學是門實驗科學，更應該發揮出它本身具有的魅力.思想可以信馬由韁，同樣也很有可能出現偏差，親自動手去驗證就可以修正偏差理念.在物理實驗教學中,不僅要讓學生學會實驗的具體做法和一些實驗技能, 更重要的是引導他們學會研究物理問題的實驗方法, 培養他們的物理創造思維.

3 結語

中學作為基礎學習的一個階段，如何良好地開發學生的各方面能力是非常重要的，它跟小學不一樣，教師不應該告訴學生怎么去做，而是教導他們怎么去發現.法國科學家貝爾納說：“良好的方法能使我們發揮天賦和才能, 而拙劣的方法則可能阻礙才能的發揮”.教師在教學過程中如何引導學生開拓思維是非常重要的課題.教育的過程應該是一個引導的過程，而不是教師單方面的灌輸.鼓勵學生創造性思維，是物理教學中應該重視的方向.一個知識型的人才也許可以發揮百分之百的才能，一個創造型的人才往往是不可估量的.

參考文獻：

[1]劉甲珉.中學物理教學與創造思維能力培養[J]. 青島教育學院學報,2001,14(1)：39-43.

[2]袁富中.挖掘課本習題提高學生創造性思維能力[J].數學學習與研究,2010,(2)：30-31.

[3]趙瑞巧.把握學生心理實施物理探究式教學[J].中小學電教(下半月),2010,(1)：113.

[4]劉長富.更新教育觀念改革物理教學方法[J].湘潭師范學院學報, 2004,26(3)：104-106.

[5]曾榮光.教育政策研究,議論批判的視域[J].北京大學教育評論,2007,5(4):1-29.

[6]孫振東.學校知識的性質與基礎教育改革的方向[J].教育學報,2006,2(2):11-24.