高中物理教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

劉仲祥

摘要：本文主要就高中物理教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)進(jìn)行了探討，分別從培養(yǎng)發(fā)散思維，深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，發(fā)展求同思維和求異思維和培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際能力四個(gè)方面展開了探討，希望起到拍磚引玉的作用。

關(guān)鍵詞：高中物理；課堂教學(xué)；創(chuàng)新思維；能力培養(yǎng)

物理創(chuàng)新思維是在已有物理知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過一些物理現(xiàn)象、過程和事實(shí)，來總結(jié)出的新概念、新規(guī)律以及完成新理論的思維過程。從學(xué)生的角度來說，物理創(chuàng)新思維主要指學(xué)生以前沒有接觸的、不涉及社會(huì)和科學(xué)價(jià)值的創(chuàng)新思維。只要學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)有新的思想方法和新的設(shè)計(jì)觀念等，都能視為創(chuàng)新思維。在當(dāng)前的高中物理教學(xué)中，應(yīng)該把培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力納入教學(xué)目標(biāo)當(dāng)中，讓學(xué)生學(xué)會(huì)自己思考和探索。

一、鼓勵(lì)尋找發(fā)散理解物理規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

知識(shí)是有限的，而想象是無限的，學(xué)生的思維里充滿著想象，豐富的想象力是其創(chuàng)造的源泉；而高中物理教材為學(xué)生提供了豐富的想象材料，教師要挖掘這些材料豐富的內(nèi)涵，發(fā)散理解物理規(guī)律，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)創(chuàng)新，順利解答物理問題，開展一題多解、一題多變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，通過尋求題目的多種解法，鼓舞和鞭策學(xué)生的創(chuàng)新情感。例如，在高三復(fù)習(xí)氫原子能級(jí)內(nèi)容時(shí)，可以設(shè)計(jì)這樣的問題：已知?dú)湓踊鶓B(tài)能量E=-13.6eV，半徑R1=5.3A，求：當(dāng)半徑R增大時(shí)，電子的動(dòng)能Ek怎么變化？電勢(shì)能怎么變化？氫原子的能量怎么變化？解答這些問題后，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)這些條件提出并解答問題，如此一來學(xué)生的思維充分地發(fā)散開來了，學(xué)生會(huì)提出很多有價(jià)值的問題，如：氫原子處在N=2能級(jí)時(shí)，其電子繞核運(yùn)行的等效電流？為使處于N=2能級(jí)的氫原子電離，照射光的頻率至少應(yīng)多大？氫原子從N=3，自發(fā)躍遷，能放出幾種頻率的光子？氫原子從N=4能級(jí)自發(fā)躍遷時(shí)，輻射出光子的最大波長(zhǎng)為多少？這樣，在教師的啟發(fā)、引導(dǎo)下，學(xué)生學(xué)會(huì)了自行變換，自行設(shè)疑和解答問題，無形中實(shí)踐了創(chuàng)新思維，并體現(xiàn)了自身創(chuàng)新價(jià)值，對(duì)于逐步培養(yǎng)學(xué)生形成完整的創(chuàng)新思維空間和創(chuàng)新思維體系非常有利。

二、深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和綜合運(yùn)用能力

物理是是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，所有的物理知識(shí)都是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起來的。因此在高中物理教學(xué)中要廣泛開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不但可以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，而且能拓寬學(xué)生思維和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維和綜合能力。因此，根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需要和具體情況，大膽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改革，充分利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件為教學(xué)服務(wù)，并鼓勵(lì)學(xué)生從生活中尋找器材。如在探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面積是否有關(guān)時(shí)，讓學(xué)生提供大長(zhǎng)方體木塊、小長(zhǎng)方體木塊。在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的學(xué)生會(huì)選擇大小兩個(gè)木塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，我們教師就可以抓住這個(gè)機(jī)會(huì)引導(dǎo)學(xué)生分析大小兩個(gè)木塊除了跟桌面的接觸面積不同外，對(duì)桌面的壓力也不同，壓力的大小會(huì)影響滑動(dòng)摩擦力的大小。在這樣的實(shí)驗(yàn)情景下，既引導(dǎo)學(xué)生理解了控制變量法在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，也引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)此研究方法如何確定探究步驟、選擇實(shí)驗(yàn)器材。不但使學(xué)生們學(xué)到了知識(shí)，而且培養(yǎng)了學(xué)生們的探究能力和創(chuàng)新思維能力。

在物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中，必須要大膽進(jìn)行探究性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生透過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析和總結(jié)規(guī)律，從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，從而培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，以及根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析綜合得出正確結(jié)論的能力。

三、鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)展求同思維和求異思維，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力

求同思維就是在不同事物中找尋相同點(diǎn)，而求異思維是在同類事物中尋找不同點(diǎn)。將求同思維與求異思維相結(jié)合，能夠使我們?cè)谕星螽惡彤愔星笸倪^程中，準(zhǔn)確把握事物間的相互聯(lián)系，從而對(duì)事物有更深刻的認(rèn)識(shí)。在物理教學(xué)中，運(yùn)用求同思維和求異思維對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析比較，有利于促進(jìn)知識(shí)間的融會(huì)貫通，加深對(duì)物理知識(shí)的掌握。如力學(xué)部分的路程與位移、速度與速率、質(zhì)量與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、力與力矩、慣性系與非慣性系；電磁學(xué)部分的電場(chǎng)與磁場(chǎng)、電場(chǎng)線與磁感線、電路與磁路、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)、自感與互感、順磁質(zhì)與抗磁質(zhì)：波動(dòng)部分的振動(dòng)與波動(dòng)、干涉與衍射、等傾干涉與等厚干涉；熱學(xué)部分的熱傳導(dǎo)現(xiàn)象、擴(kuò)散現(xiàn)象、粘滯現(xiàn)象的異同比較等。

在教學(xué)過程中，教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生充分展開求同思維和求異思維。如運(yùn)用求同思維比較重力、彈性力、萬有引力、電場(chǎng)力做功的共同特點(diǎn)，引入保守力和勢(shì)能的概念；通過與機(jī)械振動(dòng)的類比來學(xué)習(xí)電磁振蕩：應(yīng)用求異思維，就某一物理問題嘗試多種不同的解決方法等。特別是要鼓勵(lì)學(xué)生打破常規(guī)，敢于異想天開，提出新穎獨(dú)特的解決問題的方案和方法，使學(xué)生在求同求異中發(fā)展創(chuàng)新思維能力。

四、培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際能力，形成創(chuàng)造性思維能力

理論聯(lián)系實(shí)際，也是一種創(chuàng)新過程，要把物理規(guī)律應(yīng)用實(shí)際，就要求進(jìn)行聯(lián)系實(shí)際，觀念重組，規(guī)律詳化，試驗(yàn)改進(jìn)等一系列的類比、創(chuàng)新活動(dòng)。另外，物理的課外活動(dòng)和小實(shí)驗(yàn)等，也是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、形成創(chuàng)造性思維個(gè)性的有效行為。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)了變壓器知識(shí)后，提問：現(xiàn)在彩電的工作電壓為90V～240V，有些地區(qū)深夜的電壓常超過250V，那么怎樣才能利用變壓器來保護(hù)電視機(jī)呢？學(xué)生提出了各種各樣的解決方案，其中有一位學(xué)生提出了一個(gè)很好的方案：用額定功率50W的普通變壓器連成自耦變壓進(jìn)行降壓，如圖1所示，把副線圈輸出36V的一端與220V的一端串聯(lián)起來，這樣電視機(jī)上電壓U=U電源×一V，即使電源電壓上升到250V，電視機(jī)上圖1的電壓也只有220V，若電源電壓狂跌到140V，電視上電壓仍有120V，因自耦式變壓器的額定功率是同樣感應(yīng)式變壓器的5～7倍，選額定功率50W就足夠了，這種效果是驚人的，不但成本低，且具有一定調(diào)壓功能，這是一項(xiàng)巧妙的創(chuàng)新連體，就連專業(yè)人員也拍案稱絕，可見培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，形成獨(dú)特的創(chuàng)造性思維個(gè)性是多么的重要。

物理教師在實(shí)際教學(xué)中可以根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容，加入一定的物理學(xué)史知識(shí)，如“伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)”、“牛頓運(yùn)動(dòng)定律的創(chuàng)立”、“愛因斯坦創(chuàng)立相對(duì)論”等，不失時(shí)機(jī)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)史教育；同時(shí)，在實(shí)際教學(xué)中，改革開放以來我國(guó)在航天領(lǐng)域和高科技領(lǐng)域中所取得的巨大成就。通過這些知識(shí)的介紹，可使學(xué)生更加了解科學(xué)家們對(duì)科學(xué)的態(tài)度，研究科學(xué)的方法以及他們熱愛科學(xué)，從中受到良好的科技意識(shí)教育。

（作者單位：甘肅省通渭縣馬營(yíng)中學(xué)，甘肅 定西 743306）endprint