在高中物理教學中培養學生創新能力的嘗試與思考

【摘要】創新能力是一個民族興旺發達的根基。作為理科的物理更是肩負著創新能力培養的時代使命。結合高中物理課堂教學實踐，本文從創新意識、創新精神、創新思維、創新方法、創新實踐等五個方面開展教學嘗試，并有一些自己的創新思考。本文對于高中物理教學中培養學生的創新能力有一定的啟迪和指導作用。

【關鍵詞】創新意識 創新精神 創新思維 創新方法 創新實踐

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）33-0117-02

創新是時代發展的不竭動力，是人類進步的內在追求。在社會化高度發達的今天，高科技發展對新時代的人才提出了創新能力培養的需求。作為理科學習中難度較大的物理學科，更是肩負著培養學生創新能力的時代使命。本文嘗試從創新意識、創新精神、創新思維、創新方法、創新實踐等五個方面的培養入手，探討學生的創新能力的培養問題。

一、培養創新意識

創新意識又稱為求新意識。創新意識包括了創造動機、創造興趣、創造情感和創造意志等方面。創新意識其實就是人們對于創新及其價值的認識。對創新的認識水平、認識程度決定了人們對待創新的態度。創新意識是人們在創造活動中表現出來的意向、愿望和設想，是我們創新的精神動力。

培養學生的創新意識首先要激發學生的好奇心和求知欲。教學中我們要有意識的通過激勵性的語言和嶄新的材料來培養學生的創新意識。如講電場和磁場時，由于我們平時接觸的物質都是具體可感的實物，因此學生對于電場和磁場的物質性較難接受。為此，我一方面從物質的定義即物質是客觀存在，來幫助學生認識到電場與磁場的客觀存在性。同時，進一步講述場是物質存在的一種形態，可以通過一定的方法檢測到。我們已經學習過的物質存在三種形態，即固態、液態、氣態。其實遠不止這三種。還有凝聚態，等離子態，反物質、場共七種。不少科學家還提出可能存在第八種形態，有待進一步研究證實。學生普遍都對我們的宇宙有強烈的好奇心，因此，講述物質的形態容易加深學生對電場和磁場的物質性的認識，同時激發了他們強烈的求知欲，培養了他們的創新意識。

二、培養創新精神

創新意識主要是指創新的動力來源，即創新的興趣、動機等，它源自于我們人類的好奇心和求知欲。創新精神則是創新過程中的意志、信心、勇氣和智慧等的表征。如果說創新意識是創新前的準備的話，創新精神則是在創新意識基礎上對創新過程的堅持與執著。創新意識引導學生走向創新之路，創新精神則激勵學生堅持創新歷程，走向創新輝煌的終點。

培養學生創新精神，首先要鼓勵學生向老師提出質疑性問題。學生小時候會提出很多問題，但隨著學習的深入，學習難度的加大，學生反而不敢問老師問題了。主要原因當然是怕自己問的問題過于“幼稚”而招來同學的嘲笑。為此，我們老師要鼓勵學生大膽的質疑問難，讓問問題的孩子感覺自己的問題有意義。對大膽提問的同學進行表揚，鼓勵其勇于發現問題，勇于提出問題。重視學生的問題有助于培養其熱愛物理的創新精神。

其次，培養創新精神可以定期舉行一些科技講座。利用學生對于宇宙人生的好奇，可以定期舉辦一些他們自己準備的科技講座。如同學們對于外星人感興趣，我讓他們收集資料，然后請對外星人有濃厚興趣的同學登臺開講座。他的講解引經據典，把我和同學們的注意力引向那無限廣袤的宇宙。同時，通過講座引發了大家對宇宙自然的好奇。黑洞、蟲洞、物質與反物質、量子衛星等都是同學們熱門的話題。

再次，培養創新精神要與學生的思想教育相結合。如，今年6月6日，“全球航天探索大會”在我國北京開幕。為此，我讓對航天事業有濃厚興趣的學習小組“航天組”做了專題報告講座。通過講座同學們知道，自92年起，我國已經將11名航天英雄送入太空，并成功返回。楊利偉是我國第一位進入太空的航天英雄，劉洋是首位進入太空的女航天員。我國在2016年就和美國并列登上了世界航天發射的冠軍寶座，我國的航天成就舉世矚目。這些成就激起了同學們的愛國豪情和創新精神，紛紛表示要學好物理，將來更好的報效祖國。

三、培養創新思維

創新能力是以創新思維為基礎的。因此，培養學生的創新能力的核心就是培養學生的創新思維能力。

首先，創新思維體現為思維活躍，能夠發散思維和多元思考。

例：一輛汽車以的速度行駛，剎車后以加速度勻減速行駛。某觀察者在1s內看到汽車通過的位移。求汽車應在觀察前幾秒開始剎車？

上課時我只是分析基本思路和基本方法，求出觀察前6s開始剎車。然后啟發同學們用多種方法求解，進行創新思維活動。絕大多數同學都提出了三、四種解法，還有些同學列出了七、八種解法。同學們分別用位移公式、即時速度公式、某段位移上的平均速度等于中間時刻的即時速度公式和圖像法求解。還有的把這個運動倒過來看，是初速度為0的勻加速運動。用連續相等的時間內的位移之比等于連續奇數之比，用公式等求解。一題多解的發散思維大大調動了學生的積極性，培養了學生用多種方法解題的能力。

其次，創新思維通常表現為對問題的整體思維能力。整體思維適用于求系統所受的外力，作為整體的幾個對象之間的作用力屬于系統內力不需要考慮，只需要考慮系統外的物體對該系統的作用力，故可以使問題化繁為簡。

如，在粗糙水平面上有一個三角形木塊A，在它的兩個粗糙斜面上分別放有質量為和的兩個木塊B和C，如圖1所示，已知，三木塊均處于靜止狀態，則粗糙地面對于三角形木塊（ ）。

A.有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向右

B.有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向左

C.有摩擦力作用，但摩擦力的方向不能確定

D.沒有摩擦力的作用

由于三角形木塊和斜面上的兩個物體都是靜止的，可以把它們看做一個整體，如圖2所示，這個整體豎直方向上受到向下的重力和向上的地面支持力，處于平衡狀態，水平方向無任何滑動趨勢，因此，不受地面摩擦力的作用。選D正確。endprint

創新思維除了發散思維、整體思維外，還體現為簡單化、理想化思維。如在力學的受力分析中把物體看著是理想的剛體，把受力重心當做一個點。這種理想化的思維摒棄了很多無關因素，從而使思考過程變得簡單。

另外，創新思維還需要突破常規的奇思妙想，也可以換個角度思考，可以培養學生逆向思維能力等等。

四、培養創新方法

創新的方法是在創新思維的基礎上發展起來的一些快速思維模式。如，前述的整體法、理想化方法、多角度發散法等等。常常有一些同學解題時有什么瞬間秒殺的方法。這就是他平時注意總結思考，得出了一些自己的創新方法的緣故。

下面，我以彈性碰撞為例，探討一些物理解題中的創新方法。

彈性碰撞是妙趣橫生，耐人尋味的特殊碰撞。設主碰球質量，被碰球質量，根據動量守恒和機械能守恒，有：

（1）（2）聯立，解得：

這個結論雖然具有對稱的美感，但相信不少同學對它還是感冒的，感覺它太復雜了點。但沒有關系，我們可以以此為基礎，得出以下一些創新的解題方法。

例如，我們可以得到一個鮮為人知的結論：。這個結論可以秒殺下面這道選擇題：

例：質量為M=3kg，速度為的小球，與質量為m=1kg，速度為的小球發生正碰，以下各組答案表示完全彈性碰撞的一組是（ ）。

A. B.

C. D.

直接套用結論，可以很容易選擇A。這個結論也可以簡單判斷和區別彈性碰撞。

其次，通過進一步思考，我們可以得到一些新的結論，產生一些解題的創新方法。如：若m1=m2，則。相對于兩個質量相等的小球彈性碰撞后，它們交換了各自的速度。這樣我們如果找兩個質量相等的剛性小球，相繼懸掛成為鐘擺，同時由靜止自由釋放，它們碰撞后不斷交換自己的速度，導致擺的角度也不斷交換，讓我們看到一個妙趣橫生的鐘擺碰撞現象。

再特殊化，若m1=m2，且，則有。這就是英國皇家學會的一個很著名的實驗。在天花板上懸掛很多相等的擺長的鐘擺。當第一個小球擺下去后，這個速度會依次傳遞到最后一個小球，最后一個小球也就擺到第一個小球原來的高度。然后又不斷往復的擺回去。這樣，中間的小球不運動，只起到傳遞速度的作用。

若，且，則。這個結論可以解釋一個大人跑步時不小心撞到小孩，小孩更容易摔倒。如果遠遠大于，即，且，則又有。這就好比飛機撞到小鳥，小鳥很受傷，飛機卻沒有損傷一樣。在α粒子散射實驗中，為了排除α粒子大角度散射不是電子造成的，課本用了這樣的比喻：α粒子遇到電子就像高速飛行的子彈遇到一粒塵埃一樣，電子的作用可以忽略。

若，且，則。這個其實就是小球被反向彈回。若，且，則，這就是成語蚍蜉撼樹，樹沒有受到影響，蚍蜉被彈回。乒乓球碰到墻壁以后也被反向彈回，它的動量發生了2倍的改變。即。氣體分子持續頻繁的碰撞器壁，給器壁一個持續恒定的壓力，而每個分子都被反向彈回。

這樣，通過特殊化的方法，以及感性與理性交織的發散思考方法，我們可以讓自己的創新思維走得更遠，從而產生更多的創新方法。

五、加強創新實踐

開展多種實踐活動進行創新實踐。

首先，我們要充分做好書本上的分組實驗。教材中的分組實驗全部都讓學生分組做好，另外還從演示實驗中挑選一部分讓學生自己做，增加學生動手機會。只有多動手，才能培養自己的實踐能力，增長才干。

其次，加強課堂互動。如，對實驗中的誤差產生原因組織學生認真討論。并讓學生自己提出改進措施。對較好的措施進行表揚，鼓勵同學們改進某些實驗環節，如《研究平拋物體的運動》實驗中，用一個帶圓孔的小卡片，找出小球平拋軌跡上的一系列位置，同學們操作起來很不方便，學生想出了很多改進方法，學生用自己改進后的方法操作，效果很好。創新實踐能力也得以提升。

最后，要充分利用書中的小實驗、小制作，引導學生在課外自己動手做，以培養學生的實驗興趣和動手能力。高中課本中的小實驗學生全部都做，并寫出實驗報告或者小論文。每一學期進行一次檢查評比，每一學年搞一次小制作、小論文交流和展覽，對有創新的給予獎勵，大大調動了學生動手做實驗的積極性，培養了動手能力。

綜上所述，高中物理教學肩負著培養學生創新能力的時代使命。我們要在有限的課堂教學中激發學生的創新意識，堅持創新精神，培養創新思維，不斷改進創新方法，投入到創新實踐中去。創新意識、創新方法、創新思維、創新方法、創新實踐是一個逐漸強化的精神之旅，陪伴我們物理學習的每一次努力！愿高中物理課堂培養出更多具有創新能力的新時代學子！

參考文獻：

[1]師文惠.物理其實很簡單[M].江蘇鳳凰教育出版社，2016、06.

[2]李仲旭.巧學妙解王（高中物理）[M].河南科學技術出版社，2011、10.

[3]范長虹.高中物理教學中對學生創新能力的培養探究[J].西部素質教育，2017（02）：219.

作者簡介：雷紅媛（1972.08-），女，福建寧化，本科，中學一級，如何提高課堂效率。endprint