物理教學(xué)中如何培養(yǎng)創(chuàng)新能力

劉濤

摘要： 二十一世紀(jì)是科技的時(shí)代，中學(xué)的教育也要緊跟時(shí)代的步伐。本文重點(diǎn)闡述要在物理教學(xué)中更多地采用科學(xué)思維，運(yùn)用科學(xué)方法，樹立科學(xué)精神，更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞： 觀察能力理解能力 想象能力動(dòng)手能力創(chuàng)新能力

創(chuàng)新可謂是老生常談，而創(chuàng)新能力對(duì)于我們意味著什么呢？中國(guó)是一個(gè)擁有十三億人口的發(fā)展大國(guó)，但是可觀的財(cái)力、物力被巨大的人口平均下來，就成了很低的水平。然而，事情總是會(huì)有另外一面，如果我們十三億人都具備了較高的科學(xué)素質(zhì)，以科學(xué)的精神和思想方法來面對(duì)挑戰(zhàn)和機(jī)遇，那么我們的國(guó)家就會(huì)走在世界的最前沿，推動(dòng)著世界歷史的發(fā)展。

然而這種科學(xué)的素質(zhì)，科學(xué)的精神，科學(xué)的思想方法又源于教育，源于教育中對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。物理學(xué)作為一門綜合性的學(xué)科，是飽含智慧與誘惑的。學(xué)習(xí)物理不僅要了解物理學(xué)發(fā)展史中充滿睿智和靈氣的科學(xué)思維，更是要學(xué)習(xí)前輩物理學(xué)家們探索真理的堅(jiān)強(qiáng)意志和科學(xué)精神。本文主要探討在物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。主要體現(xiàn)在培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、想象能力、理解能力及動(dòng)手能力。

一、有目的地觀察

眼睛是心靈的窗戶，只有學(xué)會(huì)準(zhǔn)確而廣泛地觀察客觀世界，才能做出正確的判斷，進(jìn)行理性的思維和想象。物理學(xué)博大而精深，教師在物理教學(xué)中應(yīng)該讓學(xué)生多進(jìn)行觀察實(shí)驗(yàn)，這樣才能讓觀察能力得到更好的培養(yǎng)和訓(xùn)練。

觀察力的培養(yǎng)關(guān)鍵是要使學(xué)生懂得要有目的地觀察。只有學(xué)生圍繞一定的目的進(jìn)行觀察，才能發(fā)現(xiàn)觀察的重點(diǎn)，達(dá)到觀察的效果。教師還要有意識(shí)地組織學(xué)生進(jìn)行課外觀察活動(dòng)。例如在《汽化》課前，讓學(xué)生觀察生活中怎樣晾曬衣物才能干得更快一些；由生活走向物理，學(xué)生通過觀察墨水?dāng)U散，腌雞蛋等宏觀現(xiàn)象，進(jìn)一步思考微觀的《分子熱運(yùn)動(dòng)》。正是這樣由學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行的觀察活動(dòng)，才能更好地鍛煉觀察的主動(dòng)性和計(jì)劃性。

二、準(zhǔn)確靈活的理解

理解能力是指準(zhǔn)確理解和運(yùn)用物理概念和物理規(guī)律的能力。對(duì)知識(shí)的理解和準(zhǔn)確的知識(shí)之間存在著重大區(qū)別。美國(guó)著名教育家杜威曾經(jīng)在班上這樣問同學(xué)：“如果在地球上挖一個(gè)洞，你們會(huì)發(fā)現(xiàn)什么？”教室里鴉雀無聲。后來他的老師斥責(zé)他：“你的問法不對(duì)。”然后轉(zhuǎn)向全班問道：“地球的中心是什么狀態(tài)？”教室里一片回答之聲：“熔巖?！倍磐睦颖┞冻鼋虒W(xué)中普遍存在的問題。教師常常滿足于學(xué)生實(shí)現(xiàn)淺層次的理解，如正確地解釋概念和公式。這種情況滋生出學(xué)生的以下意識(shí)，即教師要求什么就學(xué)習(xí)什么，沒必要有自己的理解。而真正的知識(shí)意味著能夠以新的方式加以利用（這常常被稱為“遷移”）。學(xué)習(xí)物理學(xué)的目的是用科學(xué)的知識(shí)解決一些實(shí)際的問題，能不能靈活應(yīng)用知識(shí)是檢驗(yàn)學(xué)生是否真正理解知識(shí)的一個(gè)重要方面。

理解知識(shí)還要把握好知識(shí)的完整性。任何物理規(guī)律都有其適用條件，不能不顧條件地套用。例如，動(dòng)量守恒定律是在系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零時(shí)成立；表示電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差關(guān)系的公式U=Ed，只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)。對(duì)于這樣的概念、理論、公式，我們要準(zhǔn)確地掌握，并且深層次地理解。只有這樣才能靈活運(yùn)用，才會(huì)對(duì)新鮮事物及其發(fā)展前景敏感。

三、有限的知識(shí)，無限的想象

想象力是培養(yǎng)學(xué)生有意想象的意識(shí)和習(xí)慣，能夠促使學(xué)生比較容易地進(jìn)入想象狀態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生把生活表象轉(zhuǎn)化為物理表象。

想象是一種對(duì)原有的感性形象的思維重組。在科學(xué)思維過程中，想象是一個(gè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。愛因斯坦說：“想象力比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想象力是概括著世界上的一切，推動(dòng)著進(jìn)步，并且是知識(shí)進(jìn)化的源泉?！币虼?，在物理教學(xué)中教師應(yīng)根據(jù)中學(xué)物理的教學(xué)特點(diǎn)，挖掘培養(yǎng)學(xué)生想象力的素材，探討培養(yǎng)學(xué)生物理想象能力的途徑，不失時(shí)機(jī)地、有目的地培養(yǎng)學(xué)生的想象力。在物理教學(xué)中，培養(yǎng)想象力的方法如下。

1.建立理想模型和理想實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)想象力。

理想模型是人們?cè)诖竽X中構(gòu)想的，非現(xiàn)實(shí)存在的，例如，力學(xué)上的“質(zhì)點(diǎn)”，熱學(xué)中的“理想氣體”，電學(xué)上的“點(diǎn)電荷”，光學(xué)中“點(diǎn)光源”，等等，需要極強(qiáng)的想象力。

理想實(shí)驗(yàn)是一種不用實(shí)際操作，依靠邏輯思維來完成的想象中的實(shí)驗(yàn)。在物理教學(xué)中會(huì)遇到許多理想實(shí)驗(yàn)，一定要讓學(xué)生掌握這樣的思維方法，使他們能夠真正依靠想象和邏輯思維分析和理解問題，掌握知識(shí)，從而培養(yǎng)他們的想象力。例如，在講牛頓第一定律時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生在腦海里想象出伽利略的理想斜面，讓他們想到斜面是絕對(duì)光滑和無限延長(zhǎng)的。這樣在教師的引導(dǎo)下，牛頓第一定律便在學(xué)生的腦海中牢固而深刻地建立起來了。

2.激勵(lì)幻想，轉(zhuǎn)化生活表象。

幻想是想象的一種特殊形式。愛因斯坦十六歲就有了美妙的幻想：如果我騎在一條光線上，去追趕另一條光線，將產(chǎn)生什么結(jié)果？他經(jīng)過長(zhǎng)期探索，終于創(chuàng)立了相對(duì)論。敢于幻想也是創(chuàng)造力的源泉。

學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)并非像是在白紙上畫畫，實(shí)際上學(xué)生的頭腦中都有關(guān)于日常生活的大量的與物理有關(guān)的表象。如果教師能用準(zhǔn)確、生動(dòng)、形象的語言描述學(xué)生已感知過的物理現(xiàn)象，喚起學(xué)生頭腦中有關(guān)的生活表象，那么，就既可以抽象出物理規(guī)律又能使生活表象轉(zhuǎn)化為物理表象。

3.豐富學(xué)生的表象儲(chǔ)備。

物理教學(xué)離不開生活中的情境，利用演示實(shí)驗(yàn)可以豐富物理表象，音像資料也是十分必要的。可以利用快錄、慢錄、顯微攝影等技術(shù)手段拍攝一些音像資料，向?qū)W生展示物理過程的細(xì)節(jié)。例如，利用慢錄快放展示顏料在液體中的擴(kuò)散；利用快錄慢放展示足球受力后的形變及運(yùn)動(dòng)方向的變化等，拓寬了學(xué)生的知識(shí)視野，豐富了學(xué)生的表象儲(chǔ)備。

四、積極動(dòng)手創(chuàng)造

在培養(yǎng)動(dòng)手能力的過程中，我們可以充分發(fā)揮物理學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，通過課本中的“想想做做”、“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”等生動(dòng)形象的小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生們親身經(jīng)歷物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，既鍛煉了他們的動(dòng)手能力，又能加深了對(duì)知識(shí)的理解和記憶。

同時(shí)，還可以開展課外小實(shí)驗(yàn)和小制作活動(dòng)。例如每月定期舉行比賽，讓學(xué)生把自己的小制作、小實(shí)驗(yàn)在全班進(jìn)行展示，評(píng)選出“最佳創(chuàng)意獎(jiǎng)”，頒發(fā)獎(jiǎng)品及獲獎(jiǎng)證書，這些措施的實(shí)施都能夠激發(fā)學(xué)生的參與熱情和積極性。

懷特海德有一句名言：“獲得知識(shí)并立即運(yùn)用?！敝袊?guó)也有句諺語：“聽了容易忘記，看了才會(huì)記住，做了才能明白?！币虼私處熢谥笇?dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)實(shí)踐時(shí)，不能只是一味地絮絮叨叨講授理論知識(shí)與技能，更重要的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何運(yùn)用知識(shí)，創(chuàng)造更多的價(jià)值。

總之，物理教學(xué)中培養(yǎng)創(chuàng)新能力任重而道遠(yuǎn)。教師要幫助學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在生活中細(xì)心地觀察，深層次地理解，不斷地發(fā)揮想象力。當(dāng)學(xué)生們擁有了豐富的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，具有了獨(dú)立鉆研問題的能力時(shí)，教師還要激發(fā)他們的好奇心與求知欲，只有讓他們自己動(dòng)手做，運(yùn)用知識(shí)解決生活中的問題，才能使學(xué)生的綜合能力得到更好的培養(yǎng)，培養(yǎng)他們成為二十一世紀(jì)的優(yōu)秀創(chuàng)新人才。

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