淺析創新能力在物理教學中的培養策略

張　成

(廣東省茂名市電白區第三中學　525427)

創新能力是高質素人才的必備素養，因此，在物理教學過程中如何才能培養學生的創新能力是每教師的首要任務，而且應該從以下幾方面進行努力：

一、樹立學生的自信心，培養大膽創新的精神

著名教育家陶行知先生曾激揚澎湃地謳歌：“處處是創新之地，天天是創新之時，人人是創新之人.”也就是說教師在物理教學中要給學生創設創新的教學環境，應引導學生樹立自信心，讓他們自信“我能行”，激發學習物理的熱情.而且我們還要多鼓勵、少批評和打擊學生，要更多地看到學生的成績、亮點和優點，肯定學生的特長，多給予表揚.同時對學生問題回答正確的地方應及時表揚，表揚他們的解題方法富有創新能力，讓他們感受到創新的甜頭，增強學生的自信心.對于回答問題不對的學生，教師應盡量不要讓學生感到出現錯誤是壞事.哪怕只是有部分答案正確，也要加以肯定，讓學生感到自己有進步而勇于實踐、勇于探索，大膽去創新.

二、培養學生發散思維，奠定創新的基礎

發散思維是指在思考問題時能對問題中的信息向各種可能的方向擴散，并引出更多的新信息，使思維本能地從各種假想出發，不拘泥于一個途徑，不局限于既定的理解，盡可能做出合乎邏輯的各種解答，其主要功能就是求異和創新.

發散思維培養的表現形式有很多，其中物理教學中的“兩多、一變”等都是其體現.因此可以從以下三方面來培養學生的發散思維能力.

1.一題多變

如《牛頓第二定律》中可這樣設置例題：質量為m的物體，放在光滑水平面上，用與水平成θ角的力F拉物體，使物體沿水平面作勻加速直線運動，如圖1所示，求物體的加速度？

然后進行下列變化：

變化一：如果物體與水平面間的磨擦系數為μ，則物體的加速度又為多少？

解析根據牛頓第二定律:F=ma

有Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)=ma

變化二：物體在水平面上運動時，求力F的取值范圍.

解析由物體在水平面上運動這個條件，它有兩層含義：

(1)物體不能離開水平面，故有N=mg-Fsinθ≥0，

(2)物體要運動，即Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)≥0

變化三：力F取什么值時，物體在水平面運動的加速度最大？最大加速度是多少？

又根據牛頓第二定律可得：Fmcosθ=mam，

所以有am=gcotθ

這些變化層層深入，在變化過程中，需要學生思維的再創造，這樣就有效地培養了學生的創新思維和能力.

2.一題多解

對于同一道題，引導學生從不同的角度分析，可能會得到不同的啟示，從而引伸出多種不同的解法，這樣就能促使學生的思維觸角伸向不同的方向，發展學生的發散思維，培養學生的創新能力.

例如：火車以速度V1行駛，司機發現前方軌道相距火車S處，有另一火車沿同方向以速度V2(相對地面，V1>V2)做勻速直線運動，司機立即以加速度a緊急剎車，要使兩車互不相碰，a應滿足什么條件？

此題有多種解法：

方法一、根據運動規律，兩車恰好互不相碰時應滿足的條件：

方法三、利用相對運動規律，以前車為參照物，后車相對于前車以初速(V1-V2)，加速度a做勻減速運動，當相對速度為0時，相對位移S≤S，則不會相碰，可解出滿足a的條件.

比較各方法，多訓練，有助于創新能力的培養.

3.變換物理模型

解題的過程實質就是“還原”物理模型的過程，許多新模型是在舊模型的基礎上發展或變通而來的.因此，新舊模型具有相關性.在教學中要重視引導學生將相似物理模型進行互相類比轉化，挖掘其隱含的共性，把問題進行巧妙的轉化，培養學生靈活的創新能力.

如圖2所示高考題，金屬棒a從高h處自靜止沿光滑的弧形平行金屬軌道下滑，進入軌道的水平光滑部分以后在自上向下的勻強磁場B中運動，在軌道的水平部分原來靜止放著另一金屬棒b，已知兩棒質量均為m，求金屬a、b的最終速度和整個回路消耗的電能各是多少？

此題看起來好像是電磁類問題，但實質上是一道力學綜合題.它涉及到機械能守恒定律、動量守恒定律及能量守恒定律等知識考點.教師只要引導學生把該題的物理情景轉化為學生熟悉的子彈打木塊的物理模型，這樣，學生就能很快求解.

由題意：

(3)根據能量守恒定律有

可見，通過“兩多、一變”的教學，將有助于學生加深對知識的理解，提高分析問題、解決問題的能力，增強思維的靈活性、變通性和創新性，有效地培養了學生的創新能力.

三、創設創新情境，培養學生的創新靈感

善問是教師激發學生創新靈感的重要技巧.在教學上只有創設一個恰當的開拓思維情境，就能激發學生創新的靈感.所以老師在備課時，就要備好具有吸引力的問題，讓學生思考，這樣就能拔動學生的創造性思維的心弦，起著一石擊起千層浪的作用，達到培養創新靈感的效果.在物理教學過程中可通過注重變式的啟發教學來實現這一目的.

如圖3所示，一塊冰塊漂浮在水中，當冰塊完全融化后水面將會發生什么變化？

分析冰漂浮在水中，F浮=ρ水gv排，冰的重力等于冰排開水的重力，因此冰融化成水后，液面的高度保持不變.

如果將條件進行變式，可引出一連串有關液面升降的問題.

A.有一冰塊漂浮在水中，其中有木塊或空氣，在冰融化后，水面如何變化？(不變)

B.如果冰塊中有幾枚釘，冰原來仍漂浮在水中，冰融化后，水面又如何變化？(下降)

C.假設在一步池塘的水面上漂浮著一只小船，船上有木頭和人，如果把船上的木頭扔進水中，水面將如何變化？(不變)

D.上題中，如果船上的人跳進水中，當人在水面下時，水面有什么變化？(下降)人浮出水面時，水面又如何變化？(不變)

通過上述一點多思多想的變式的啟發教學，激發了學生創新的靈感，培養學生的應變能力和創新精神，“活化”學生的思維方式和解題能力，學生有了創新靈感，創新能力的培養就很自然了.

四、重視實驗的探索性，培養學生創新能力

實驗教學是物理教學的重要一環，主要培養學生的各種能力.實驗探究與學生實踐能力的培養是密不可分的，我們應充分發揮物理實驗在培養學生創新能力的特殊功效，積極改進實驗教學方法，注重實驗的探索與創新，設計問題情景，通過實驗來顯示知識獲取的過程，實施“實驗、啟思、引導”的教學模式.

在實驗教學中培養學生的創新能力，具體可以通過創新演示實驗、改實驗的驗證性為探索性和引導學生設計實驗等方法來進行教學，這樣就可以有效地培養學生的創新能力，例如：在講授《振動圖象》時，可通過人體活動來形象演示沙漏擺實驗，教師在講臺上，手上下振動的同時，人勻速運動，讓學生觀察到手的運動曲線.這樣學生就非常形象地得到振動的圖象；再如除課堂演示外每隔一定時間就應組織學生到實驗室圍繞學習過的基本知識，由學生設計實驗內容，組織實驗器材動手探索物理現象，解決學習上碰到的疑難，這樣就可以提高學生自身的創新能力.

可見我們在物理教學中應多渠道地開展創造性活動，可以從以上幾個方面對學生進行創新能力的培養，為學生創設良好的創新氛圍，這樣才能充分開發學生的創新“潛能”，培養他們的創新能力.