物理教學中如何培養學生的創造能力

柯強新

什么是創造？我認為是一個“新”字。凡是能形成有社會價值的新理論、新方法、新技術成果的活動，都是創造活動。創造能力，主要包括創造的品質能力和創造的智能能力。其中創造的品質能力又分為創造的指導能力（世界觀、道德、膽識等）和創造的動力能力（理想、信念、欲望、熱情等），前者在整個創造過程中具有決定性和方向性的作用，后者是推動創造主體的力量因素。而創造的智能能力除文化涵養外還應包括創造性思維和創造性實踐能力。其中自學、觀察、想象、思考、分析、綜合以及創造性的發現問題和提出問題都屬于創造性思維范疇。創造的智能能力，主要是解決靠什么條件和途徑去實現創造的問題。

一、運用物理學史的豐富材料，進行創造性的個性品質教育

現行高中物理課本涉及到的物理學家約有40多位。其中包括經典物理學的創始人牛頓、伽利略、庫侖、麥克斯韋，現代物理學的前開拓者愛因斯坦、普朗克等，還有各學派、學說的代表人物哥白尼、惠更斯、玻爾等人。在內容上生動地說到人造地球衛星；從牛頓運動定律的建立到相對論力學的初步知識；從宏觀天體的開普勒定律、萬有引力定律到微觀粒子的量子化規律；從光的直線傳播到光的波粒二象性等內容，教材都有研究或涉及。可見，物理學史豐富生動的史料，本身就是一幅理論與實踐交叉，失敗與成功并存，邏輯與非邏輯并用的巨幅畫面；是對學生進行創造需要的個性品質教育的生動材料；在實施創造能力教育方面有其不可替代的作用。

結合物理學史的講述，每次我都有意識地引導學生了解研究物理問題的方法，消除科學創造的神秘感。物理學史表明：雖然物理學家所處的時代不同，然而在思維方法、研究方法上大部分是一脈相承的。把在當時的歷史條件下，物理學家們研究問題的觀察、思想和實驗等介紹給學生，啟發學生掌握研究物理問題的方法。例如在介紹“法拉第電磁感應的發現”時，我首先強調了法拉第對1820年奧斯特電流效應的繼承和發展，接下來講述了法拉第實驗的設計思路和實驗分析，以及后來的現象、規律的發現和概括。這些對于一向崇尚書本重視理論推導的學生來說十分必要。他們平時對物理定律的獲得和理論的形成總是感到深奧莫測，認為是科學家們的“靈感”所創造的。其實物理規律的發現，都經歷了從片面到全面的不斷發展的歷史過程。學生比較深刻地認識到：英國物理學家牛頓對萬有引力定律的發現，并不是牛頓從蘋果落地所得的“頓悟”中產生的。而是牛頓在研究和概括前人的成果，并用數學方法對月球與地球間引力及運動規律作了大量的驗證工作后，才得出萬有引力定律的表達式。這種引導和教育十分必要，使學生對科學家的樸素崇拜轉為對他們為科學而獻身的學習，消除了對權威人物的神秘感和敬畏感。樹立了攀登科學高峰的理想和信念，發現了蘊育在自己身上的創造潛能，不斷地破除對創新和創見的神秘障礙。

二、改革實驗教學，培養學生的創造實踐能力

物理知識來源于實踐，探索物理規律和檢驗結論離不開實驗。可以說實驗和實踐是發現和創造的突破口，也是檢驗真理的標準和歸宿。我國學生在動手實驗能力上的差距，嚴肅地提醒我們必須創造條件，加強實驗教學的研究和要求以提高學生的實驗能力，培養通過實驗研究和發現問題的習慣和能力，以適應未來對創造性人才的要求。

1. 通過講科學家的創造實踐，培養學生的科學態度，嚴格學生實驗的規范要求，形成良好的實驗能力。例如，在介紹“測定光速的實驗”時，向學生講述丹麥天文學家羅默通過整年的連續觀測指出木星的衛星食周期不是恒定的，才發現光是以有限速度傳播。說明任何概念的建立，定律和原理的發現都是通過長期艱苦的研究和大量的實驗依據才能得到。接著要求學生樹立嚴謹的科學態度，從一個一個實驗做起，一點一滴培養，從實驗報告提前獨立設計，人人動手實驗，到步驟的正確操作和實驗完成后的儀器復位等都要求學生一絲不茍地完成。

2. 培養觀察能力。發現是創造的起點，創造性的能力來自于對新問題的發現。而要發現新問題，觀察是必不可少的一環。只有做到“敏其光，貫其神，察其表，入其里”才能有所發現。平時我注重引導學生對周圍生活和環境的觀察，發現身邊的科學現象和問題。在實驗中培養學生善于觀察，勤于動腦的習慣。例如在演示光的雙縫干涉和單縫衍射現象時，我讓學生通過觀察實驗現象的異同，得出它們物理本質的異同。

3. 提倡思考，鼓勵創見。未來的文盲不是沒有知識的人，而是不懂得思考和不善于思考的人。我不放過每次實驗的機會，引導學生思考，養成科學、有序的實驗思維程序，對每個實驗，要求學生有目的地思考：應該怎樣做？解決實驗步驟問題→為什么這樣做？以弄懂實驗原理→還可以怎樣做？以培養創見發展的品質→這樣做有什么問題？了解產生實驗誤差的原因。

因而激發學生的實驗興趣，鼓勵學生的創新思維，開發學生聰明才智，使學生有目的、有信心、有能力做好每個實驗。

4. 挖掘實驗內容，歸納實驗方法、提高實驗能力。例如在做“驗證機械能守恒定律”實驗時，我要求學生運用學過的知識，設定實驗內容，設計幾種機械能守恒定律驗證的方法。在實驗過程中，同學們不但采用了“打點計時器加重錘”來驗證機械能守恒定律，還采用了“打點計時器加實驗小車”來驗證機械能守恒定律等；也采用其他各種實驗儀器來驗證，歸納了這個實驗的方法，從而充分培養了學生的實驗能力。

5. 加強課外興趣實驗，開設物理實驗選修課。為了進一步培養學生的實驗能力，我積極鼓勵學生自己設計課外興趣實驗，成立課外興趣小組，開設學校興趣實驗室，對學有特長的學生開設了提高性的中學物理實驗選修課。在高中物理學習過程中，一共為學生開設了“惠斯通電橋測電阻”、“用模擬法測繪靜電場等位面”、“示波器的基本原理及使用”等12個實驗。對提高學生的實驗能力，養成通過實驗研究和發現問題的習慣和方法起了很好的促進作用。

三、改革教法、深挖教材的創造性內容，培養學生的創造性思維

課堂是中學生學習知識的主陣地，也是開發智力培養創造性思想能力的基本組織形式。但后者顯然是傳統教學方法所不能完成的。我在深化教學改革的過程中，結合理科實驗班學生的特點和培養目標，積極探索教法改革，挖掘教材的創造性內容，通過教學過程中的各個環節，努力實現對學生創造性思想活動的開發。endprint

物理概念、定理、定律和規律一般都是通過一定的物理思維和研究方法一步步地建立的。在教學中向學生講清它們的形成過程和研究方法對開發學生積極的思維活動是很重要的。因而我在備課中有意識地挖掘這方面的教材，上課時把學生引導到討論物理研究方法的思路上去。例如，我在講述電場和磁場時為使抽象的思維具體化，運用“類比”重力場的方法加深了學生對兩種場性質的理解。在引入電場強度E和磁感應強度B時，啟發學生深刻理解“比值定義法”的特點和適用條件。在學習“運動（力）的合成和分解”的知識時，課堂上積極的討論加深了學生對“等效替代”物理意義的認識。多年來我堅持深鉆教材，在教學實踐中注重指導學生運用歸納、綜合、類比、推理、理想化和演繹驗證等研究方法，這樣既揭示了概念和規律的內涵拓寬了外延，又培養了學生發現和研究問題的創造性思維。

實踐是創造性思維的基礎，在講述電磁感應時我又出示這樣一道富于發散性的問題：垂直于紙面的水平勻強磁場B，在圖示該磁聲上邊緣h高處有兩個用同樣金屬材料制成的矩形線框Ⅰ和Ⅱ，它們的大小形狀相同，線框Ⅰ比Ⅱ粗，今令其同時放手下落，請學生思考下落時間t1和t2的關系。

此題運用力、電綜合知識經過推演可以得出答案。我啟發學生進一步思考Ⅰ和Ⅱ兩個研究對象的特點，找了它們之間的異同，發現形狀相同，粗細有異，使學生從中“悟”出粗框Ⅰ可視為若干個相同細線框Ⅱ的集合。通過研究對象的“發散”簡單得出t1=t2的結論。我提醒學生深刻認識到研究對象的變式，思維的發散原則具有廣泛適用的意義。對學生的求異思維我積極支持，對他們提出的不同看法我持寬容的態度，或采取討論的方法或請學生親自試一試，不強硬推行某一固定的思維模式，使課堂處于活躍的氣氛中，學生處于積極的思考中。

在教學過程中抓住學生的自學環節對培養學生的創造性思維也是非常重要的。這是因為創造能力通過創造性的活動來培養和不斷形成的。這就需要為學生提供自學和實踐的機會與時間。我除了指導學生進行假期的階段性自學和課余的小結性自學外，對物理班的部分學生實行了階段免學、學期選修和免考的措施，為學生提供自學的充足時間。在自學內容上采取必讀和選讀結合的方式。為使學生取得更好的自學效果，我除了實行單元自寫小論文的方法，還在期末階段采用學生自選研究課題開展答辯方式，將創造性思維活動向深層次發展。

培養學生創造能力的途徑是多種多樣的，結合物理教學過程開展創造能力的培養也是多方面的。本文僅就自己的教學實踐，淺談以上做法和認識，以期與同行探討和研究。

責任編輯羅 峰endprint