培養(yǎng)創(chuàng)新能力　挖掘?qū)W生潛能

言　志

創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力已經(jīng)成為我國(guó)推行素質(zhì)教育的重點(diǎn)，許多著名的心理學(xué)家都認(rèn)為人擁有巨大的潛力和能力，在這些潛力中，創(chuàng)新能力又屬于最有價(jià)值的能力。如何將這種潛在的創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的創(chuàng)新能力，關(guān)鍵在于培養(yǎng)。筆者在中學(xué)物理教學(xué)實(shí)踐中體會(huì)到，要挖掘?qū)W科特點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)過(guò)程，完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，合理安排創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，是提高學(xué)生的創(chuàng)新能力的重要內(nèi)容。現(xiàn)就筆者在新的課程改革教學(xué)實(shí)踐中，所做的一些實(shí)驗(yàn)，談幾點(diǎn)感受。

一、重視物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)過(guò)程的教學(xué)，使學(xué)生掌握創(chuàng)新的基本方法

物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)與完善過(guò)程，都是人們運(yùn)用創(chuàng)造思維不斷創(chuàng)新的過(guò)程，在發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過(guò)程中所創(chuàng)造出來(lái)的新方法是人類極其寶貴的財(cái)富，在進(jìn)行某一物理規(guī)律及定律教學(xué)時(shí)，筆者有意識(shí)地補(bǔ)充了一定量的與這一規(guī)律的建立過(guò)程有關(guān)的內(nèi)容，讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)家的智慧與艱辛。

例如：在學(xué)習(xí)歐姆定律的過(guò)程中，一開始學(xué)生都以為研究通過(guò)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓之間的關(guān)系是不困難的，只要用電流表、電壓表再加上可變電阻器等組成的電路即可?？墒枪P者告訴他們，在歐姆那個(gè)時(shí)代，非但沒(méi)有電流表、電壓表等儀器，而且連電流、電壓和電阻的定義都沒(méi)有，歐姆所面臨的困難是可想而知的。為了測(cè)量電流，他經(jīng)歷無(wú)數(shù)次失敗，用自己的雙手制作了相當(dāng)精密的電流扭秤。最初電壓很不穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)工作遇到很大的困難，經(jīng)過(guò)5年他才找到電壓穩(wěn)定的電源，共經(jīng)過(guò)十年細(xì)致研究，終于取得了成果……在學(xué)習(xí)歐姆定律誕生過(guò)程的同時(shí)，筆者還結(jié)合歐姆的實(shí)踐，介紹了用圖像法線探究新規(guī)律的方法。

教學(xué)過(guò)程中，筆者還結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律介紹了“理想實(shí)驗(yàn)”、“推理”、“實(shí)驗(yàn)研究”等研究方法。結(jié)合氣體定律介紹了“分析法”，結(jié)合能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律介紹了“綜合法”。使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握了一些重要的科學(xué)研究方法。有的學(xué)生深有體會(huì)地說(shuō)：物理定律是寶貴的，但研究物理定律的科學(xué)方法更寶貴，誰(shuí)掌握了這些方法，誰(shuí)就能不斷地去探索大自然層出不窮的奧秘，誰(shuí)的創(chuàng)新能力就會(huì)大幅度的提高。

二、在物理規(guī)律導(dǎo)出過(guò)程中，注意引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考

物理規(guī)律的導(dǎo)出通常采用實(shí)驗(yàn)歸納法或理論分析法，然而教材上或教師所采用的規(guī)律導(dǎo)出的方法，未必就是符合學(xué)生心理特征的最佳方法，在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，大膽質(zhì)疑，敢于發(fā)表自己的不同看法和做法。

例如，在研究自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的教學(xué)時(shí)，為了增加教學(xué)效果，筆者根據(jù)教材中的彩色閃光照片復(fù)制一張投影片，進(jìn)行投影放大，卻遇到學(xué)生的質(zhì)疑，不少學(xué)生認(rèn)為這不是閃光照片，有的學(xué)生還大聲詢問(wèn)：投影片數(shù)據(jù)是否進(jìn)行了加工？為此，我充分肯定了學(xué)生敢于質(zhì)疑的精神，然后組織學(xué)生在課堂上利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量數(shù)據(jù)，研究自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，從而較好地完成了教學(xué)任務(wù)。

沒(méi)有質(zhì)疑，沒(méi)有獨(dú)立思考，就沒(méi)有創(chuàng)新，在物理規(guī)律導(dǎo)出的過(guò)程中，應(yīng)該提高學(xué)生思維的批判性，使創(chuàng)新精神進(jìn)一步增強(qiáng)。

三、改進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神

物理規(guī)律是在觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)分析、計(jì)算歸納得出的，其正確性應(yīng)受到實(shí)踐的檢驗(yàn)，因此，認(rèn)真做好物理實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神具有十分重要的意義。

對(duì)于演示實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)該努力創(chuàng)造條件，力求增加實(shí)驗(yàn)的可見度，同時(shí)對(duì)于部分演示實(shí)驗(yàn)，教師通過(guò)努力也可以將其轉(zhuǎn)化為探究性實(shí)驗(yàn)，例如，胡克定律在中學(xué)教材中是直接給出公式F=kx，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神極為不利，我們可以用勁度系數(shù)較小的彈簧或橡皮條進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，這樣處理的結(jié)果是實(shí)驗(yàn)可見度大，有利用于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律；也可以利用物理實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的螺旋彈簧、刻度尺、鉤碼、鐵架臺(tái)等器材進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，得出胡克定律，從而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神。

對(duì)于分組實(shí)驗(yàn)，可以把某些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改成探索性實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如，驗(yàn)證牛頓第二定律的分組實(shí)驗(yàn)，可以轉(zhuǎn)化為探索性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生先用實(shí)驗(yàn)探索加速度和力的關(guān)系，以及加速度和質(zhì)量的關(guān)系，然后啟發(fā)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出牛頓第二定律的結(jié)論，使學(xué)生享受實(shí)驗(yàn)成功的喜悅，學(xué)生創(chuàng)新精神在探索實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到進(jìn)一步培養(yǎng)。

對(duì)于新教材中的迷你實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生自籌器材，按時(shí)去做，在課堂教學(xué)中要留有時(shí)間，進(jìn)行交流與評(píng)價(jià)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)性習(xí)題，要開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，使學(xué)生嘗試成功，嘗試創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)的一種重要的實(shí)踐活動(dòng)，只有在實(shí)踐中學(xué)生才能發(fā)揮和提高自己的聰明才智，才能發(fā)展創(chuàng)新精神。

我們還要重視實(shí)驗(yàn)誤差討論，實(shí)驗(yàn)離不開測(cè)量，測(cè)量是實(shí)驗(yàn)科學(xué)最本質(zhì)的東西。從某種意義上講，結(jié)果準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)就是成功的實(shí)驗(yàn)，反之就是不成功的實(shí)驗(yàn)。因此研究誤差往往是創(chuàng)新之源。在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該讓他們掌握一些必要的實(shí)驗(yàn)誤差的基本知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)時(shí)，要求學(xué)生盡量減少實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差；在選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)要考慮它的精確程度；在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)要采用盡量科學(xué)的方法。這個(gè)過(guò)程實(shí)際上是科學(xué)方法或創(chuàng)新方法的教育過(guò)程。并且要在一定的知識(shí)基礎(chǔ)上才能提出新的方案。

例如：在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，有部分同學(xué)的測(cè)量結(jié)果存在比較大的誤差，對(duì)此問(wèn)題感興趣的學(xué)生，利用課余時(shí)間查找相關(guān)的資料，提出了測(cè)量重力加速度的不同方法，用光電門測(cè)時(shí)，用滴水法計(jì)時(shí)，用單擺測(cè)重力加速度等，筆者及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，并為這些學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備及指導(dǎo)，把學(xué)生分為幾個(gè)探究小組，用不同的方法測(cè)重力加速度，針對(duì)實(shí)驗(yàn)存在的誤差不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。在對(duì)全體教師的展示課上，4個(gè)探究小組，現(xiàn)場(chǎng)做實(shí)驗(yàn)，測(cè)量數(shù)據(jù)，比較準(zhǔn)確的測(cè)出海口的重力加速度g 值接近9.79m/s２，并進(jìn)行了誤差分析，充分展示了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

四、在物理規(guī)律應(yīng)用中，注意發(fā)展學(xué)生的發(fā)散思維

發(fā)散思維又稱求異思維，是創(chuàng)造性思維的一種重要的思維方式。在物理規(guī)律應(yīng)用中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生沿著不同方向、不同角度思考，從多方面來(lái)探索問(wèn)題的結(jié)果，提高學(xué)生創(chuàng)新思維能力，在應(yīng)用物理規(guī)律處理物理習(xí)題時(shí)，可以根據(jù)內(nèi)容選擇具有一題多解、一題多變、一題多問(wèn)的習(xí)題，激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維。

例如，在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律之后，可以選擇一道簡(jiǎn)單的習(xí)題：某輛汽車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，它在第1s內(nèi)通過(guò)的位移為2m,求在第3s內(nèi)通過(guò)的位移是多大？讓學(xué)生探索多種解法及最佳解法，然后再把上題稍加改變，進(jìn)一步讓學(xué)生思考。

A、求上述汽車通過(guò)第3個(gè)2m位移所需的時(shí)間，你能用幾種方法解題？最佳方法如何？

B、若上述汽車以同樣大小的加速度，從速度為20m/s開始做勻減速運(yùn)動(dòng)，它在開始減速后的6s時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移是多少？它剛停止前1s內(nèi)通過(guò)的位移是多少？

C、若這輛汽車剎車時(shí)能產(chǎn)生的最大加速度值為10m/s，司機(jī)反應(yīng)時(shí)間為0.5s，若汽車以20m/s的速度前進(jìn)，司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有危險(xiǎn)時(shí)立即制動(dòng)，問(wèn)停車時(shí)距開始制動(dòng)點(diǎn)的距離為多少？

學(xué)生通過(guò)以上習(xí)題的解答，能夠使其思維定勢(shì)的消極影響得到克服，發(fā)散性思維將會(huì)得到加強(qiáng)。

同樣，在力學(xué)部分進(jìn)行綜合練習(xí)時(shí)，也可列舉“子彈打木塊”的模型，讓學(xué)生能夠分別運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理、能量守恒定律、運(yùn)動(dòng)速度圖象等方法求解，使發(fā)散性思維受到強(qiáng)化訓(xùn)練。

五、挖掘物理課外活動(dòng)的特點(diǎn)，和學(xué)生一起共同創(chuàng)新

學(xué)生在校的學(xué)習(xí)，大都是以課本為本，以《大綱》為綱，進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練。不難看出，學(xué)生的接觸面太窄，思維空間太小，思維模式太陳舊。針對(duì)這些情況，可采取舉辦講座，創(chuàng)辦創(chuàng)新教育實(shí)驗(yàn)室，組織各種實(shí)踐活動(dòng)等形式來(lái)拓寬學(xué)生的思維空間和活動(dòng)空間。

舉辦的講座的主要話題是怎樣創(chuàng)造性解決問(wèn)題。從中傳授一些創(chuàng)新技法。如列舉法、組合法、缺點(diǎn)列舉法、逆向思維法、聯(lián)想法等，并結(jié)合實(shí)例為學(xué)生進(jìn)行詳盡的分析。學(xué)生從中悟到進(jìn)行科學(xué)研究、創(chuàng)造發(fā)明并不神秘。只要通過(guò)自己獨(dú)立思考，提出自己獨(dú)特的見解，解決問(wèn)題不循舊規(guī)、不走舊路、不死搬某一固定模式，就屬于創(chuàng)造性的思維活動(dòng)。此時(shí)的心理活動(dòng)與科學(xué)家的心理活動(dòng)沒(méi)有原則上的區(qū)別。鼓勵(lì)學(xué)生多注意、多觀察、多思考身邊發(fā)生的事情，用審視的眼光，不滿足現(xiàn)狀的心理看待事物，腦海里經(jīng)常萌發(fā)出革新念頭。

經(jīng)過(guò)師生的共同努力，在這幾年的創(chuàng)新大賽中，我校學(xué)生的《自動(dòng)式報(bào)警防盜節(jié)能開關(guān)門》、《課外物理》、《新能源的探索——水果電池》、《基于電話線路的遠(yuǎn)程家電控制器》、《盲人取水杯》、《消防通道應(yīng)急照明燈的改進(jìn)》等作品多次獲得海南省創(chuàng)新大賽一、二等獎(jiǎng)。

實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐是物理學(xué)科的特點(diǎn)，也是創(chuàng)造的基礎(chǔ)和源泉。我國(guó)創(chuàng)造教育的先驅(qū)陶行知先生早就指出：“行為是老子、思維是兒子、創(chuàng)造是孫子?！辈⒄J(rèn)為“由行動(dòng)而發(fā)生思想，由思想而產(chǎn)生新價(jià)值，這就是創(chuàng)造過(guò)程?！敝匾晫?shí)驗(yàn)、實(shí)踐和方法的教學(xué)，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力，是我們每個(gè)教師應(yīng)注意的問(wèn)題。在創(chuàng)新教育大環(huán)境基本形成的今年，我們要不辱使命，培養(yǎng)出能與現(xiàn)代競(jìng)爭(zhēng)中制勝于世界的新一代青少年。