試論在物理教學中培養學生創新思維

范 林

（重慶市云陽縣養鹿中學，重慶 404500）

“教育要面向現代化，面向未來。”當今時代要求學校培養創新人才。創新人才首先要具有創新思維。而物理這門學科的每一步發展都離不開創新，科學的發現過程就是創新的過程。物理新課標要求在傳授知識的同時注重能力培養，特別要重視探索能力、發現能力和創造能力的培養。物理學作為自然科學的基礎學科，蘊涵著許多種思維方法和思維方式，是培養學生科學創新思維的極好素材。中學生處在思維發展的最佳時期，因此，借助高中物理教學培養學生的創新思維能力，應是中學物理教育的根本目標和任務。

一、好奇心和興趣是創新思維的驅動力

蘇霍姆林斯基說:“教學和教育的技巧和藝術就在于,要使每一個兒童的力量和可能性發揮出來,使他們享受到腦力勞動中成功的樂趣”。求知欲,也叫學習興趣,是力求探索,認識客觀世界,渴望獲得科學知識不斷追求真理。求知欲作為內在力量促使人致力于從各個方面去認識對象,了解對象產生的原因,找出規律性的東西,它是活動動機最現實最活躍的因素。培養創新思維的關鍵,首先在于是否激發起學生強烈的求知欲望。

布魯納的理論認為:人們同周圍世界的相互作用,都涉及對現有類別有關的刺激輸入進行分類,如果刺激輸入與人們已有的類別全然無關,那么它們是不能被加工的。即使剛學物理的學生,頭腦中對物理問題的了解不是空白的,而是早已印上了千奇百怪的東西。這些“前科學概念”中當然包含了理解和誤解。這時就需要教師精心設計與該知識有關的實驗和教學教案,引導學生進行仔細觀察、分析、比較,透過種種非本質的表象,看清實質性的問題。如關于浮力的問題,學生早已知道浸在水中的物體要受到浮力,但常常認為木塊浮在水面是由于木塊受到浮力大,而鐵塊沉入水中是由于沒有受到浮力或受到浮力小,這些似是而非的概念常給正確概念的建立和鞏固造成許多困難。但如果我們在教學設計時恰如其分地利用學生在這些司空見怪的問題上的似是而非之處,出其不意地在他們面前展開一幅新畫面。比如,針對上述學生對物體浮沉的錯誤認識,設計一個小實驗,測出漂浮在水面的木塊所受的浮力小于沉入水中鐵塊的浮力大小。這一情景與學生頭腦中原有概念沖突的矛盾,將會激起他們在自然界奧秘面前的驚奇感,促使他們主動思考,探究一個“為什么”的答案,從而產生濃厚的學習興趣。

二、想象是創新思維的翅膀

愛因斯坦在探索的動機中寫道:“物理學家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律,由此世界體系就能用單純的演繹法建立起來。要通過這些定律,并沒有邏輯的道路;只有通過那種以對經驗的共鳴的理解為依據的直覺,才能得到這些定律。”科學的原理總是先猜測到,然后通過探索性的演繹加上驗證;科學的發現常常是先猜測結論,然后給予邏輯或實驗的證明。在我們的物理教學中,從猜測著手,培養學生的想象能力,為創新思維奠定基礎。

不論教師的講授,還是實驗,都應努力創造一種有利于學生獨立思考的情景,將學生始終置于探索者、發現者的位置。將許多物理課移到實驗室去上,也可將驗證性學生實驗改為探索性學生實驗。教師還應指導學生,充分利用身邊的一些簡單材料,開展“低成本實驗”,主動地去探索未知世界。當創造和發現伴隨著學生學習過程中,學習將會充滿樂趣,將會產生主動學習,發揮想象的強大動力。如教師在上“比熱”課時,啟發學習提出“猜想”相同質量的不同物質的水、煤油同時加熱,對溫度升高有三種預測:水比煤油升得快或慢或相同。到底如何?請大家做實驗,讓學生自己尋找答案。

泰勒認為:具有豐富知識和經驗的人,比只有一種知識和經驗的人更容易產生聯想和獨到見解。教師在平時教學中,只要有意識地加強學生對典型題的分析、研究,從多方位,各個角度加以訓練“一題多解”、“一題多變”,加以綜合比較,有助于提高學生解決問題能力和學生創新思想的養成,在掌握知識和培養能力上起到了事半功倍的作用,從而更好地開拓視野,發揮想象能力和實際綜合能力,對學生智力開發大有益處。

變換思維角度,加強立體思維。在習題教學中,經常編排一些富有啟發性的問題,或者對某一問題采用多種途徑和方法進行求解,或者通過改變提問題角度,改變問題條件等方式把一個總是變化成多個問題。通過這種方式可以訓練學生發散思維和集中思維,從而有效地培養學生的思維能力。任何一個創造過程都是經過從擴散到集中,再從集中思維到擴散思維,多次循環,直到問題解決。

三、競爭是創造思維的催化劑

競爭,可以明確思維的動機,提高思維的力度和速度,最大限度地激發各種創造因子的能量,提高思維效率。競爭,還可以刺激信息交流與反饋,促進信息盡快地系統化,網絡化,簡化和優化,從而刺激靈感的出現,頓悟的產生。如在課堂教學中講到“摩擦”這一節中,提問:“在水平地面上騎自行車時兩個輪胎與地面的摩擦分別屬于摩擦中的哪一種形式?”讓學生進行討論,爭辯,大致分兩種觀點:第一種認為自行車后輪胎受到地面給它向前的靜摩擦力,前輪胎受到地面向后的滾動摩擦力;第二種認為自行車兩輪胎都受到地面的向后的滾動摩擦力。將持兩種不同觀點的同學各抒已見,爭論得十分熱烈。教師給予引導,啟發,問題在爭論競賽中圓滿解決。不過,教師在表揚思考總是快而正確的同學的同時,不訓斥那些思維不十分敏捷的同學,不打擊他們的積極性,相反要鼓勵他們進行大膽猜想,養成善于提問題,敢干發表見解,能思善辯的好習慣。提倡學生爭辯,競爭是培養學生靈活思維,快速決策的可行措施。在教學單元小結后,還可進行相關知識競賽的各種測試和訓練,還可組織開展小發明小創造競賽。這些活動的開展對培養學生的創造思維是十分有效的途徑。

總之，物理課堂是培養學生創新思維的主陣地，我們要更新教育觀和人才觀，充分利用概念、規律教學，實驗教學和習題教學等機會，營造創新教育的氛圍和機制，相信和尊重學生的創新才能，鼓勵他們不斷強化創新意識，發展個性，善于質疑，標新立異，奇思妙想，真正把探索創造的時空留給學生，為培養學生的創新精神、創新思維和創新能力貢獻自己的創造才能。