高中物理教學過程中原創力的認識和培護問題研究

邱會明

（南京市金陵中學，江蘇 南京 210005）

1 原創力的研究背景

“新課改”以來，教育工作者越來越認可科學探究在物理教育中的重要地位.然而高中物理教學過程中還是呈現出“高考化”、“模式化”和“包辦化”等現象.絕大部分師生對原創力的認識還停留在“原點”，中學生的原創力匱乏.原創力是創造力中的精金，原創性思維也是人類思維活動中最富成效的思維活動.原創性不僅是教育的重要因素，且已經成為科技創新和國家創新的戰略資源.

江蘇省實施新課程已經有10個年頭了，隨著新課程改革的不斷深入，一方面是我們對教育的本源有更加清晰的認識，進一步回歸到生活、自然中；但另一方面一些人對教育的功利性有迫切的需求，大有愈演愈烈的趨勢.這就要求新課程從形式化、程序化中走出來，不能有“大躍進”式的發展和“復制”式的教學.該“慢”的要“慢”下來，提倡個性化的教學，留下適當的空間和時間，返樸歸真、貼近自然和生活.這樣，原創的元素才能生根和發展，原創力的認識和培護問題才能在中學物理教學中真正啟航.

2 原創力的具體涵義

原創力是極其個性化的創造能力，即具有個體特征的創造力，是由不同個體的先天及后天諸因素決定而生成的一種能力，是“我的”或“我”最先領悟到的那種創造力和與眾不同的創造沖動.高中物理教學活動中，師生會有很多“奇思妙想”和“一閃而過”的念頭，在課堂教學、實驗教學、研究型學習等教學活動中原創性表現為：“我”親自“發現”了一種方法、形成獨到的見解、提出嶄新的觀點等.“我”的“發現”具有物理學科本質的力量，具有不可復制性、不可替代性的特征.

3 原創力的認識及培護問題的實踐分析

對于普通中學生原創力的問題，還沒有人從理論到實踐做過系統的研究.不少教育工作者對于原創力還沒有基本的概念和認識，甚至有的人認為中學生根本就沒有原創力，因此首先要解決對原創力的認識問題.為此，我們做了一份有關物理教學過程中原創力認識以及培護的相關問卷.本問卷調查共計200份，無效問卷4份.被調查者的男女比例較為均衡.其中男生113名，占總體的57%.此外，該調查對高中各個階段的學生都有所涉及.其中，高一學生占20%，高二學生占60%，高三學生占20%.另外，我們深入課堂，尋找原創力的源頭，結合中學物理教學從實踐角度進行探索.通過中學物理教學過程中教師與學生互動的層面，討論如何創設最佳教學環境，拓寬和開啟學生原創力，對新課程的理念產生影響和新的認識.

（1）教科書中的話都是對的嗎？

由調查問卷結果可以看出，有近13%的學生認為教科書上的話都是對的.這一點可能與根深蒂固的思想教育有關.這些學生認為，只要是教科書上出現的話，都是經過無數人的推敲和審核，并且經過實質性的檢驗才得出的簡練話語，所以一般不會有錯.而有86%的被調查者認為教科書上的話也有可能是錯的.科學是在不斷地實驗與探討中形成的，有時候大部分人認為的事情不一定就是真理.就如同哥白尼的“日心說”，長期不被世人接受，但是真理是不會因為一時的誤解和鎮壓而泯滅的，所以我們很樂觀地看到，大部分的學生看到了這一點，沒有死板地認為教科書和教師的話都是完全正確的.

例如，有這樣的教學過程（高三復習片段）.

在復習物體運動規律時，教師總結了運動學公式，

教師：上述3個公式分別稱為速度公式、位移公式和1個有用的推論.這3個公式在形式上合乎邏輯嗎？

學生經過反復討論最后得出如下形式，

從上述看出，教科書上有的公式在形式上并非完美.如果這時教師能適時引導，從思維的源頭出發，讓物理規律回到“原點”，那么以后學生再讀課本時就會有更多的思考，質疑能力和科學素養將會得到進一步的提高.

（2）您經常會結合所學的物理知識與生活中的現象聯系在一起嗎？

當被問及現在所學物理知識與現實生活中的聯系程度時，有59%的被調查者會經常將現實生活與所學知識聯系到一起；有36%的學生很少將所學的物理知識與現實生活聯系；僅有6%的學生認為現在所學的物理知識與生活中的現象毫無關系.而事實上，在所有的自然科學中，物理學是與自然聯系最為緊密的學科之一.在課堂教學中，教師應該多啟發學生對物理現象的興趣，返璞歸真，從貼近自然和生活的角度來引導學生學習物理.

圖1

再看這樣的教學過程（高一教學片段）.

例1.長度為L＝0.5m的輕桿OA，A端有一質量為m＝4.0kg的小球，如圖1所示，小球以O點為圓心在豎直平面內做圓周運動，通過最高點時小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，則此時細桿OA受到

（A）8N的壓力. （B）8N的拉力.

（C）32N的壓力. （D）32N的拉力.

教師：分析小球的受力情況，由牛頓第二定律得到

此時細桿OA受到的彈力大小為8.0N，方向豎直向下.

在上述教師的解法中，從思維的過程來看，符合“分析受力→應用牛頓第二定律 →得出結論”，屬于常規解決問題的程序.然而，學生的思考符合“需要 →供應”關系.這種思維與生活相關，帶有原創的色彩，就應該加以呵護和培養.

（3）在物理課堂教學中，您經常會提問“為什么”嗎？

通過調查結果可以知道，有39%的學生在課堂中經常會提問“為什么”，41%的學生很少提問，有20%的學生不會提問.這里可以看到，很多學生對于現實中的物理現象是存在好奇的，引導學生的學習樂趣之時，也是教授學生知識的重要時刻.在提問的學生當中，有32%的學生提問的“為什么”大多數是書本以外的物理現象，有34%的學生提問的“為什么”也有一部分與書本上的物理現象有關.

對于學生的提問，教師的解答如何呢.這次調查顯示，有91%的學生認為，教師對學生的每次提問都很認真地進行了解答.而僅有5%的學生認為教師只回答與高考有關的問題，與高考無關的問題，教師并沒有認真解答.還有4%的學生認為教師的回答比較敷衍.而在日常教學過程中，有83%的學生認為教師會在課堂中引導學生一題多解，培養學生的發散思維能力.

請看這樣的教學過程（高一教學片段）.

例2.在空中，小球以20m/s的初速度豎直上拋，不計空氣阻力，問經過多長時間距出發點15m？

“時間倒流”的現象在解決問題中出現了，這是一個有趣且引起學生好奇的問題，學生為之一振.對于一些看起來“理所當然的問題”，教師不要輕易放過，要給學生思考的空間，引導學生探究和思考.這有利于引起學生的好奇心，對培養學生的發散思維、萌發想象力大有益處.

（4）在物理實驗中，您會怎樣操作？

在物理實驗中，有63%的學生是在模擬教師動作的基礎上，再自己動手操作，完全自己動手的占15%，單純模仿教師動作的占17%.物理實驗課是物理知識結合實際現象的很好的平臺，教師如果好好利用這個平臺，多啟發學生自己發現平凡生活中的物理知識，對學生的原創力培養會很有幫助.

請看這樣的教學過程（高二實驗片段）.

學生提問：在做“油膜法測分子直徑”分組實驗時，滴入一滴油酸酒精溶液后，痱子粉迅速向外擴散，碰到容器壁碎裂，得到的油酸表面不是一個圓，而是碎裂的分塊狀，為什么會出現上述現象？

教師引導：滴入一滴油酸酒精溶液后，痱子粉形成的層面破裂會不會影響到實驗的結果？

學生探究：滴入一滴油酸酒精溶液后，痱子粉形成的碎裂的分塊狀層面，水會充斥各層面之間，無法分辨水和油酸，給計算一滴油酸的面積帶來了困難，導致實驗誤差太大.

教師引導：痱子粉形成的層面為什么會破裂？

學生探究：滴入時針頭位置較高，液滴落入水面時動能較大，沖擊形成的水波讓痱子粉向外運動，撞到容器壁后反向運動，相互碰撞導致痱子粉層面的破裂.

教師引導：如何控制針頭的位置？

學生探究：擠出半滴左右的溶液，使其懸于針口而不落下，輕輕將針口靠近痱子粉，讓其落在水面上，油酸能形成一個較為完好的圓形層面.

……

通過師生深入的研討、質疑和探究，最終給出比較合理的解釋，并得到較好的實驗效果.對于每一個質疑和探究的過程都是師生思維碰撞的結果，這對提升學生的創新意識有較好的效果.對學生的創新思維的培養不能停留在口號上，教師一定要抓住“鍥機”，利用學生已有的知識對問題進行討論和探究.上述問題來源于實驗的本身，容易激起學生的興趣，對挖掘學生的潛能十分有益.

（5）當對一個問題提出新想法時，教師的做法是什么？

有90%的學生認為，當自己對一個問題提出新想法時，教師會認真傾聽，并詳細解答.還是有6%及4%的學生認為教師對于與高考無關的問題不愿回答，或回答比較敷衍.

請看這樣的教學過程（高一教學片段）.

例3.甲、乙兩汽車沿平直公路從某地同時駛向同一目標，甲在前一半時間內以速度v1做勻速運動，后一半時間以速度v2做勻速運動；乙在前一半路程內以速度v1做勻速運動，后一半路程以速度v2做勻速運動，且已知v1≠v2，則下列判斷中正確的是

（A）甲先到達目標.

（B）乙先到達目標.

（C）甲、乙同時到達目標.

（D）因為到目標的距離末知，故無法判斷.

教師：根據運動學公式及s-t圖像，得出答案為選項（A），還有其他解法嗎？

學生1：若v1＞v2，甲在前一半時間內以v1走的路程大于前一半的路程，在甲走的這段路程內，乙的平均速度小于v1，甲、乙在以后走的路程和速度都相同，故甲先到達目標.若v1＜v2，甲在前一半路程間內的平均速度比乙大，在后一半路程內的速度和乙相同，故甲先到達目標.

學生2：若v1＞v2，假設v1為光速，v2為蝸牛的速度，由于光速太大，對于有限的路程，甲所用的時間很少，趨近于0.而乙前一半路程用光速行駛，幾乎不用時間.但后一半路程用蝸牛速度行駛，會用很長的時間，故甲先到達目標.

師生：鼓掌.

上述兩位學生對物理過程的理解非常深刻，用簡單的數學知識解決了物理問題.在解決物理問題過程中，所用的數學知識越簡單，對物理思維的要求越高，而這種思維形式往往帶有“原始”的色彩，從培養學生原創力的目的來講，教師應給予足夠的重視.

（6）當對某一問題認識不一致時，你們班學生的做法是什么？

在調查中發現，有20%的學生認為當對某一問題認識不一致時，班上學生都會聽教師的.而76%的學生進行了激烈探討.還有5%的學生認為應該少數服從多數.可以看出，大部分的教師還是在做引導學生發散思維和各抒己見的學習方式.

再看這樣的教學過程（高三教學片段）.

圖2

例4.如圖2所示，一輕繩通過一光滑的定滑輪，兩端各系一質量分別為m1和m2的物體，m1放在地面上，當m2的質量發生變化時，m1的加速度a的大小與m2的關系圖像是圖3中

圖3

學生1：當m2≤m1時，a＝0，故排除選項（B）、（C）；當m2＞m1時，隨m2的質量發生變化，m1的加速度a也發生變化，故選（D）選項.

學生2：由牛頓第二定律可得m2g－m1g＝（m2＋m1）a，從函數關系分析可知，選項（D）圖像不正確.

教師：用幾何畫板可以得到正確的圖像.

學生討論用幾何畫板得到圖4中的圖像，經過進一步理論分析，證明選項（D）不正確并進行了糾正.

當學生提出疑問時，教師能提出合理的解決問題的方案，在教師的正確引導下，師生共同努力，最終得到正確的結論.上述探究過程基本符合“提出問題→猜想與假設→制定計劃與設計實驗→進行實驗和收集數據→分析與論證→評估→交流與合作”過程，不僅能培養學生的科學素養，同時也創造了民主、和諧的教學環境，為學生原創力的滋生創造了條件.

圖4

4 結語

教學中原創力的培護，是指教育者尊重、激發、開啟不同個體的那種創造力，或與眾不同的強烈指向性的創造沖動.通過培護，其將成為一種有個性的創造性思維能力.在物理教學過程中，為了使各種教學活動具有民主、和諧的氣氛，師生除了自然地進入探究性學習以外，還為一項屬于自己的但還處在未知階段的某項“發明創造”萌動著.當偶然公布某人的“發明成果”時，師生都沉浸在理性的思考中，并為“發明成果”發出由衷的驚嘆和贊賞.這種狀態對學生原創力的提升起到了積極的培育和維護作用，為將來學生原創力的拓寬和發展打下一定的基礎.