在物理教學中如何培養學生的創新能力

許麗

黨的十八大報告中旗幟鮮明地指出：“全面實施素質教育，深化教育領域綜合改革，著力提高教育質量，培養學生創新精神.”新課程改革著眼于以培養學生創新精神和實踐能力為重點.在物理教學中實施創新教育，培養學生的創新精神、探究能力、創造能力，是落實素質教育的核心，是物理課堂教學的主旋律.如何培養學生的創新能力，找到培養和發展學生創新能力的有效途徑，在物理教學中顯得越來越重要.筆者認為，教學本身就是一個創新的過程，教師必須具有創新意識，樹立以人為本的觀念，改變以傳授知識為中心的教學思路，以培養學生的創新精神和創新能力為目標，廣泛開展豐富多彩的物理課堂教學，充分發揮學生思維的主體性，讓學生自主發展，促進學生創造性思維的培養，提高學生的創新能力.

1激發興趣，培養學生的創新意識

“成功的教學所需要的不是強制，而是激發學生的興趣.”興趣是構成創新動機最現實、最活潑的心理成份，是形成學生好奇心的基礎，是創新動力最重要的源泉.孔子曾說過：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者.”學生只有“好之”、“樂之”才能產生高漲的學習熱情和強烈的求知欲望，形成以學為樂的正確態度.因此，教學中要想方設法創設具體情境來喚醒和誘發學生的情感，激發學生內在的求知欲、好奇心，讓學生于無疑處生疑，以引發學生的求知欲和學習的興趣，培養學生的創新意識.如筆者在教學高一物理第一課時，講述我國物理學家錢偉長的故事：錢偉長高考時數學、物理、化學、英語共得25分，其中物理5分，英語0分，但中文、歷史都得100分，考入清華歷史系.“9·18”事變后，他立志造飛機大炮打日本鬼子，堅決要求轉到物理系，物理系吳有訓主任接納了他，從而造就了一位高考物理只得5分的大物理學家.同時，介紹有關物理學史，如瓦特由水沸騰對水壺蓋的推動現象受到啟發改良了蒸汽機；牛頓由蘋果落地發現了萬有引力定律；伽利略看到教堂天花板上掛燈的擺動提出了“擺的等時性”等.這樣，使學生認識到科學無處不在，創造就在我們身邊，物理這門科學的每一步發展都離不開創新，科學發現過程就是創新過程，這些實例可以激發學生的創新欲望.

又如筆者教學“動量定理”時，先介紹這樣一則報道：×月×日一架龐大的飛機被一個飛鳥撞壞，甚至因此墜毀.

問題提出，學生無不驚奇，竊竊私語，認為不可思議，簡直是天方夜譚.接著請學生估算一下飛鳥對飛機的沖擊力.設飛機的速度v=300 m/s，與一只身長l=20 cm，質量m=1 kg的飛鳥相撞.撞前飛鳥的速度可忽略，碰撞時間t=l/v.通過計算，學生終于明白了道理.通過設置疑難，使學生的思維處于“心憤憤，口悱悱”的狀態，大大地激發了學生的好奇心和求知欲.

2砥礪思維，發展學生的創新思維

未來教育應培養造就一批高素質的具有創新能力的人才.創新人才首先要具有創新思維.創新思維是創新實踐的先導.心理學告訴我們：思維是人們認識過程、人的智力發展的核心.砥礪思維，發展思維能力是物理教學的重要任務.要發展學生的智力，就要開啟學生思維的門扉.在教學過程中，要把傳授知識與教會學生思維結合起來，以訓練學生思維能力為核心，把思維活動當作教師與學生之間的聯系點.要讓學生敢于探索，積極求知.通過觀察聯想、縱向和橫向聯想、逆向聯想等思維方法，提高學生多向思維能力.要引導學生從具體事物中通過對比和類比，抽象出它們的共性，得出物理的概念，從物理實驗的事實中進行分析和綜合，概括出物理規律.

如筆者在教學“質點”這一概念時，舉了兩例.

（1）我國成功發射的“神舟”五號飛船載人艙長7.4 m、直徑2.8 m，升空后，其顯示在指揮部熒光屏上的僅是一個小小的光點.試問科學家們研究它飛行速度、運動軌道等一系列問題時，是否需要考慮它本身的大小和形狀？為什么？

（2）地球直徑約為12800 km，與太陽相距1.5×108 km，即地球直徑約是它與太陽距離的萬分之一.然而，我們研究地球公轉時，能否把地球這一龐然大物，看作一個有質量的點？為什么？學生經過思考，從而得出“質點”這一概念.在教學中，通過舉例創設情景，通過設問制造懸念，啟發誘導學生大膽猜想，引導學生進行抽象思維，在抽象中尋求共性，創造性思維得到訓練和發展.

做練習題是砥礪學生的思維，培養學生運用知識解決問題的重要途徑.因此，要加強解題訓練，諸如進行計算題、問答題、選擇題的訓練等，但要反對“題海戰術”.要精心設計練的內容，選擇練的角度和方式，努力提高練習的質量和做練習的效益.可通過一問多答，一題多變，一題多解，異題同解等形式進行練習，訓練學生解題思維的靈活性和敏捷性，發展學生的創新思維能力.

例如，甲乙兩車分別以2 m/s和3 m/s的速度沿相同方向作勻速直線運動，甲在乙前方200 m處，則乙車出發后多長時間才能追上甲車？

方法一：此題是從不同地點同時出發的追及問題，則有：t甲=t乙，s1+200 m=s，代入數據即可得到結果.

方法二：甲乙兩車沿相同方向作勻速直線運動，則乙相對甲的速度為v=v乙-v甲，最后兩者相遇，則甲相對乙的位移為s=200 m，由s=vt可得結果.

通過這兩種不同方法的訓練，既提高了“學困生”的學習積極性，又培養了“優生”的發展思維能力，滿足了不同層次學生的要求.

又如在學生解答了“一列火車長200 m，以15 m/s的速度通過一座長1.6 km的大橋，問需要用多少時間？”解完這道題后，教師把題目改為：“如果這列火車以相同的速度，通過另一座橋用150 s，那么橋有多長？”還可以把這道題改成：已知火車長、橋長和過橋時間，求火車過橋速度；已知橋長、火車速度和過橋時間，求火車長等題目.通過這種“一題多變”的習題探討，開拓學生思維，培養了學生的創新思維.

3注重實驗，提高學生的創新能力

物理教學是以觀察、實驗為基礎的.心理學家皮亞杰認為：“智慧的鮮花是開放在手指尖上的.”一語道出了實踐操作的重要性.實驗是學生學習物理的重要途徑和基本方法，是物理教學實施創新教育的重要基礎和手段.實驗不僅對激發學生學習興趣，提高實踐能力具有不可替代的作用，而且也是為學生創設創新氛圍，培養創新意識、創新思維和創新能力，提高科學素質的有效途徑.教學中，教師要根據新課程標準的要求，超越學科本位的理念，以提高學生科學素質為教育目標，著眼于學生的發展，堅持理論聯系實際，注重實驗，要進行常規的、有序的實驗訓練，并創造各種條件，增加學生動手機會，在實驗中創新，在創新中實驗.有條件的學校還要適當增加探索性和設計性的實驗.學生通過對物理儀器的構造、實驗原理、實驗步驟、實驗結論等進行分析和探索問題，使學生成為知識的再發現者，而不是接受者.從而加深理解物理概念和規律，有效地提高了學生的觀察能力、探究能力、創新意識和創新能力.

如在教學“超重和失重”時，筆者和同學們一起設計了一個簡易演示器：在一個礦泉水瓶子的底部開個大約一元硬幣大小的小孔，在瓶口扎塊橡皮膜，從瓶子的底部先注入適當的水，使橡皮膜幾乎水平，然后手持瓶子加速上升，可觀察到橡皮膜向外凸出，甚至會形成一個水球，說明瓶內的水對橡皮膜的壓力增大，此時水處于超重狀態；再多加些水，使瓶子在靜止狀態時橡皮膜已向外凸出形成水球，讓瓶子在高處自由下落，可觀察到此過程中水球消失了，說明瓶子里的水在自由下落過程中對橡皮膜沒有壓力的作用，此時就處于失重狀態了.通過指導學生親自動手，自主探究，讓學生在觀察物理現象、探究物理規律的同時，體驗到“創造”和“發現”的快樂.學生通過觀察和思考，最終得出實驗結果，不僅讓他們感到其所獲得的結論是可靠的、深刻的，更讓同學們感到課本上的實驗不是唯一的，可以用不同的器材、不同的實驗方法進行實驗，有利于發展學生的個性，活躍學生的思維，可以激發和滿足不同層次學生的探索與創新欲望，使之達到不同層次創新能力培養的目標.

在傳統的實驗教學中，課堂演示實驗基本是教師的獨角戲，一切以教師為主體，學生僅僅是旁觀者，是被動接受的容器，演示實驗不能發揮應有的作用，也不利于學生創新能力的培養.筆者在教學中進行一些創新設計，有意識地將一些教師演示實驗，改為學生探索性實驗，師生共同參與，教師通過激發學生的好奇、困惑、懷疑和矛盾，從而激發學生的探索心理，形成探索問題的情境，促使學生積極思考、分析、討論，充分發揮學生的主體性.如在教學“力的分解”時，筆者讓同桌的兩個同學互做實驗：學生A把手臂曲起，手掌撐腰，這樣手部和身體一側就形成一個三角形.學生B在學生A的肘端施加一個豎直向下的壓力，這樣學生A就能形象深刻地感受到該壓力產生兩個作用效果：一個是沿肩部向肘端方向的拉力，另一個是沿肘端向腰部方向的壓力，也就能將壓力沿這兩方向分解了.學生通過對物理知識的親自動手實驗、觀察、思考，有效地提高了學生自主實驗的積極性，激發了學生的創造性思維，對學生創新能力的培養起著潛移默化的作用.

總之，培養學生的創新精神和創新能力并不是一朝一夕的事，物理教師要踐行新課程理念，在教學中通過優化教學結構、教學方法和教學手段，結合學生的特點，正確地應用科學的方法，多方位多角度激發學生興趣，啟發學生創新思維，使學生在學習中學會思考，學會創新，促進思維發展，同時也培養了學生創新精神和創新能力.·教學隨筆·