高中物理課堂教學中學生創新思維培養策略的研究

張齊峰

1 問題的提出

李克強總理在2015年3月5日第十二屆人大第三次會議上的政府工作報告指出：“要堅持立德樹人，增強學生的社會責任感、創新精神和實踐能力，培養中國特色社會主義建設者和接班人.” 當前基礎教育改革的一個重要目標，就是培養學生的創新精神，但當前存在兩種錯誤認識.一、認為發明沒有的東西，才算創新.二、認為逆向思維、形象性思維、批判思維、比較思維和邏輯思維等才是創新思維，錯誤將創新思維等同于創新思路.課堂是學生學習的主陣地，在課堂教學中該如何培養學生的創新思維呢？本文在這個方面做了一些嘗試.

2 理論綜述

2.1 中學生創新思維

中學生創新思維，主要包括三個方面.一、具有創新意識：敢想，敢問、敢做，有不同尋常的解決問題的態度和意愿.二、具有創新思路：能提出新問題，設計新的物理實驗，做出新的物理解釋.三、具有創新做法：作業具有多種解法或多個答案，能多角度、多層次思考問題，對問題給出合理的解釋或解決.

2.2 國內外研究現狀

英國倫敦大學遷爾喜學院亞瑟·莫里斯·路卡斯教授研究了“探索式”教學，目的是培養學生像科學家那樣去思考問題、分析問題和解決問題.近年來，我國許多學校對學生創新能力的培養作了一些理論與實踐研究.其中華東師范大學教科研所構建了“引導-探究”教學模式，以解決問題為中心，引導學生通過“發現問題、提出問題、分析問題、創造性的解決問題”等步驟去掌握知識，以達到培養學生的創新精神.這些成果，重視了創新方法的指導和培養步驟，但忽視了對創新方法的激勵、熏陶和實踐.

3 培養策略與結果分析

3.1 培養策略

根據以上分析，筆者的培養策略是通過激發創新、感染創新、訓練創新和實踐創新來培養學生的創新思維.先讓其“心動”；再熏其“方法”，練其“技能”；最后促其“行動”.

3.2 培養步驟

3.2.1 激發創新

興趣是思維的觸發劑，當學生對某問題發生興趣時，思維就會活躍起來.激發創新，盡可能滿足三個特點.第一，有新意.創設認知的沖突，設置思維的障礙，激發探究新知的好奇心.第二，有強度.心理學表明，作用于感官的刺激物必須達到一定的程度，才能被客體所感知.在不引起學生消極情緒的情況下，現象越強，感知越深刻.第三，有對比.把兩種對應的事物對照比較，更能啟發人由現象進入本質的思考.

案例一 敲掉一支廢舊40 W日光燈燈管的玻璃，用夾子取下一端燈絲，把它固定在鐵架臺上，將其引線連在大型示教歐姆表上.在室溫下，測得燈絲電阻為4 Ω.然后在酒精燈加熱，燈絲變紅，表示數為20 Ω.酒精燈拿開，示數變小.再加熱，示數又變化.但把合金拿到酒精燈上加熱時，表示數幾乎不變.不同的材料，溫度不同時，導電性能有何規律呢？

3.2.2 感染創新

挖掘教材中經典的科學思維、巧妙的實驗與儀器設計原理以和深邃的推理，熏陶學生創新方法.如抓住主要矛盾把繁雜地實際問題簡化的理想化模型法，把多因素問題變成多個單因素問題的控制變量法.如回旋加速器實驗設計原理，卡文迪許扭秤裝置的設計原理和推理并建立開普勒第三定律的過程等.

案例二 由于做自由落體運動的物體速度變化太快，當時又沒有準確測量時間的儀器，很難測量位移與相應的時間關系，因此伽利略不得不嘗試將快速下落運動轉為慢速運動.當斜面傾角不變時，經過多次實驗得出，從靜止開始下落物體的位移與時間的關系為s∝t2；當斜面傾角變大時，仍有關系式s∝t2.伽利略由此推理得出：當傾角為90°時，物體做自由落體運動時，位移還是s∝t2.伽利略創立了“對物理現象進行實驗研究，并把它與數學方法和邏輯論證相結合的科學研究方法”，被譽為是經典物理學的奠基人.

3.2.3 訓練創新

首先，營造民主氛圍.美國的托馬斯認為，創造力的發展，必須要在自由安全的氣氛中進行.班級民主認為，可以采取以下方法逐步營造.建立教師積極的期望效應和良好的班級規則，鼓勵學生主動參與.不輕易打斷學生的發言，避免久而久之學生的積極性會減退.修煉教師課堂駕馭的內力，在適當的時候通過提問或追問等方式實現你的教學意圖.

其次，訓練問題意識.教育心理學家認為，敢于提問、善于提問是創新的起點；敢于質疑、敢于探索是創新的關鍵.課堂內，可以采取自學生疑、教師設疑、相互質疑和個別答疑等手段，逐步訓練.

還有，多引導自行探究.在學案的引導下，讓學生自主設計合理實驗步驟、探究實驗結論、發表討論意見和完善實驗結論，逐步訓練學生思維的廣闊性、靈活性、懷疑性和批判性.

3.2.4 實踐創新

（1）開展課內小發明和小制作.設計問題，讓課內知識現學活用.如學習“直流電動機”時，要求學生利用表層有一層絕緣漆的線圈動手制作一臺電動機，并思考能量轉化的情況.學習“平拋運動”時，要求學生測量汽車瞬時速度.

（2）建立課外實踐小組.擴大學習范圍，拓展課程內涵.學習“圓周運動”后，布置學生課后調查分析，轉彎時翻車的原因及防治辦法.

3.3 研究取得的結果

結果1 學生思維更靈活.從上課情況來看，課堂氣氛更活躍了，對新事物或新問題充滿好奇，也更喜歡與他人交流和討論，即創新意識更濃了.

結果2 實驗班與普通班的對比.實驗班的平均分呈進步趨勢，但不同實驗班進步情況不同.說明班級的進步與實施課題有關，還與班風、學風和學生的基本情況有關.研究還發現，實施課題研究后，對年級前1～500名（占50%）的學生作用明顯.對前800～1000名（占20%）的學生作用不明顯.

4 研究總結

從研究結果來看，在課堂教學中，通過激發創新、感染創新、訓練創新和實踐創新，能提高學生的創新思維.但其中，也存在一些不足.第一，學生成績進步是多方面的原因.經過本課題策略培養后，沒有具體的量表，看出學生在創新意識、創新思路和創新做法，分別提高了多少，哪些策略占主要作用？這還需進一步研究班級成績提高.第二，若想提高年級后20%的學困生的成績，還需其它措施相輔助.