物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力

柯強(qiáng)新

什么是創(chuàng)造？我認(rèn)為是一個(gè)“新”字。凡是能形成有社會(huì)價(jià)值的新理論、新方法、新技術(shù)成果的活動(dòng)，都是創(chuàng)造活動(dòng)。創(chuàng)造能力，主要包括創(chuàng)造的品質(zhì)能力和創(chuàng)造的智能能力。其中創(chuàng)造的品質(zhì)能力又分為創(chuàng)造的指導(dǎo)能力（世界觀、道德、膽識(shí)等）和創(chuàng)造的動(dòng)力能力（理想、信念、欲望、熱情等），前者在整個(gè)創(chuàng)造過(guò)程中具有決定性和方向性的作用，后者是推動(dòng)創(chuàng)造主體的力量因素。而創(chuàng)造的智能能力除文化涵養(yǎng)外還應(yīng)包括創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性實(shí)踐能力。其中自學(xué)、觀察、想象、思考、分析、綜合以及創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題都屬于創(chuàng)造性思維范疇。創(chuàng)造的智能能力，主要是解決靠什么條件和途徑去實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造的問(wèn)題。

一、運(yùn)用物理學(xué)史的豐富材料，進(jìn)行創(chuàng)造性的個(gè)性品質(zhì)教育

現(xiàn)行高中物理課本涉及到的物理學(xué)家約有40多位。其中包括經(jīng)典物理學(xué)的創(chuàng)始人牛頓、伽利略、庫(kù)侖、麥克斯韋，現(xiàn)代物理學(xué)的前開(kāi)拓者愛(ài)因斯坦、普朗克等，還有各學(xué)派、學(xué)說(shuō)的代表人物哥白尼、惠更斯、玻爾等人。在內(nèi)容上生動(dòng)地說(shuō)到人造地球衛(wèi)星；從牛頓運(yùn)動(dòng)定律的建立到相對(duì)論力學(xué)的初步知識(shí)；從宏觀天體的開(kāi)普勒定律、萬(wàn)有引力定律到微觀粒子的量子化規(guī)律；從光的直線傳播到光的波粒二象性等內(nèi)容，教材都有研究或涉及?？梢?jiàn)，物理學(xué)史豐富生動(dòng)的史料，本身就是一幅理論與實(shí)踐交叉，失敗與成功并存，邏輯與非邏輯并用的巨幅畫(huà)面；是對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造需要的個(gè)性品質(zhì)教育的生動(dòng)材料；在實(shí)施創(chuàng)造能力教育方面有其不可替代的作用。

結(jié)合物理學(xué)史的講述，每次我都有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生了解研究物理問(wèn)題的方法，消除科學(xué)創(chuàng)造的神秘感。物理學(xué)史表明：雖然物理學(xué)家所處的時(shí)代不同，然而在思維方法、研究方法上大部分是一脈相承的。把在當(dāng)時(shí)的歷史條件下，物理學(xué)家們研究問(wèn)題的觀察、思想和實(shí)驗(yàn)等介紹給學(xué)生，啟發(fā)學(xué)生掌握研究物理問(wèn)題的方法。例如在介紹“法拉第電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)”時(shí)，我首先強(qiáng)調(diào)了法拉第對(duì)1820年奧斯特電流效應(yīng)的繼承和發(fā)展，接下來(lái)講述了法拉第實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)分析，以及后來(lái)的現(xiàn)象、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和概括。這些對(duì)于一向崇尚書(shū)本重視理論推導(dǎo)的學(xué)生來(lái)說(shuō)十分必要。他們平時(shí)對(duì)物理定律的獲得和理論的形成總是感到深?yuàn)W莫測(cè)，認(rèn)為是科學(xué)家們的“靈感”所創(chuàng)造的。其實(shí)物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，都經(jīng)歷了從片面到全面的不斷發(fā)展的歷史過(guò)程。學(xué)生比較深刻地認(rèn)識(shí)到：英國(guó)物理學(xué)家牛頓對(duì)萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)，并不是牛頓從蘋(píng)果落地所得的“頓悟”中產(chǎn)生的。而是牛頓在研究和概括前人的成果，并用數(shù)學(xué)方法對(duì)月球與地球間引力及運(yùn)動(dòng)規(guī)律作了大量的驗(yàn)證工作后，才得出萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式。這種引導(dǎo)和教育十分必要，使學(xué)生對(duì)科學(xué)家的樸素崇拜轉(zhuǎn)為對(duì)他們?yōu)榭茖W(xué)而獻(xiàn)身的學(xué)習(xí)，消除了對(duì)權(quán)威人物的神秘感和敬畏感。樹(shù)立了攀登科學(xué)高峰的理想和信念，發(fā)現(xiàn)了蘊(yùn)育在自己身上的創(chuàng)造潛能，不斷地破除對(duì)創(chuàng)新和創(chuàng)見(jiàn)的神秘障礙。

二、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造實(shí)踐能力

物理知識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，探索物理規(guī)律和檢驗(yàn)結(jié)論離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)?？梢哉f(shuō)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐是發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的突破口，也是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)和歸宿。我國(guó)學(xué)生在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ι系牟罹?，?yán)肅地提醒我們必須創(chuàng)造條件，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究和要求以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的習(xí)慣和能力，以適應(yīng)未來(lái)對(duì)創(chuàng)造性人才的要求。

1. 通過(guò)講科學(xué)家的創(chuàng)造實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)格學(xué)生實(shí)驗(yàn)的規(guī)范要求，形成良好的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。例如，在介紹“測(cè)定光速的實(shí)驗(yàn)”時(shí)，向?qū)W生講述丹麥天文學(xué)家羅默通過(guò)整年的連續(xù)觀測(cè)指出木星的衛(wèi)星食周期不是恒定的，才發(fā)現(xiàn)光是以有限速度傳播。說(shuō)明任何概念的建立，定律和原理的發(fā)現(xiàn)都是通過(guò)長(zhǎng)期艱苦的研究和大量的實(shí)驗(yàn)依據(jù)才能得到。接著要求學(xué)生樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，從一個(gè)一個(gè)實(shí)驗(yàn)做起，一點(diǎn)一滴培養(yǎng)，從實(shí)驗(yàn)報(bào)告提前獨(dú)立設(shè)計(jì)，人人動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，到步驟的正確操作和實(shí)驗(yàn)完成后的儀器復(fù)位等都要求學(xué)生一絲不茍地完成。

2. 培養(yǎng)觀察能力。發(fā)現(xiàn)是創(chuàng)造的起點(diǎn)，創(chuàng)造性的能力來(lái)自于對(duì)新問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)。而要發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，觀察是必不可少的一環(huán)。只有做到“敏其光，貫其神，察其表，入其里”才能有所發(fā)現(xiàn)。平時(shí)我注重引導(dǎo)學(xué)生對(duì)周圍生活和環(huán)境的觀察，發(fā)現(xiàn)身邊的科學(xué)現(xiàn)象和問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生善于觀察，勤于動(dòng)腦的習(xí)慣。例如在演示光的雙縫干涉和單縫衍射現(xiàn)象時(shí)，我讓學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的異同，得出它們物理本質(zhì)的異同。

3. 提倡思考，鼓勵(lì)創(chuàng)見(jiàn)。未來(lái)的文盲不是沒(méi)有知識(shí)的人，而是不懂得思考和不善于思考的人。我不放過(guò)每次實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生思考，養(yǎng)成科學(xué)、有序的實(shí)驗(yàn)思維程序，對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生有目的地思考：應(yīng)該怎樣做？解決實(shí)驗(yàn)步驟問(wèn)題→為什么這樣做？以弄懂實(shí)驗(yàn)原理→還可以怎樣做？以培養(yǎng)創(chuàng)見(jiàn)發(fā)展的品質(zhì)→這樣做有什么問(wèn)題？了解產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因。

因而激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新思維，開(kāi)發(fā)學(xué)生聰明才智，使學(xué)生有目的、有信心、有能力做好每個(gè)實(shí)驗(yàn)。

4. 挖掘?qū)嶒?yàn)內(nèi)容，歸納實(shí)驗(yàn)方法、提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。例如在做“?yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，我要求學(xué)生運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)，設(shè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)幾種機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證的方法。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，同學(xué)們不但采用了“打點(diǎn)計(jì)時(shí)器加重錘”來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還采用了“打點(diǎn)計(jì)時(shí)器加實(shí)驗(yàn)小車”來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律等；也采用其他各種實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)驗(yàn)證，歸納了這個(gè)實(shí)驗(yàn)的方法，從而充分培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

5. 加強(qiáng)課外興趣實(shí)驗(yàn)，開(kāi)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)選修課。為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，我積極鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)課外興趣實(shí)驗(yàn)，成立課外興趣小組，開(kāi)設(shè)學(xué)校興趣實(shí)驗(yàn)室，對(duì)學(xué)有特長(zhǎng)的學(xué)生開(kāi)設(shè)了提高性的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)選修課。在高中物理學(xué)習(xí)過(guò)程中，一共為學(xué)生開(kāi)設(shè)了“惠斯通電橋測(cè)電阻”、“用模擬法測(cè)繪靜電場(chǎng)等位面”、“示波器的基本原理及使用”等12個(gè)實(shí)驗(yàn)。對(duì)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΓB(yǎng)成通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的習(xí)慣和方法起了很好的促進(jìn)作用。

三、改革教法、深挖教材的創(chuàng)造性內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維

課堂是中學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的主陣地，也是開(kāi)發(fā)智力培養(yǎng)創(chuàng)造性思想能力的基本組織形式。但后者顯然是傳統(tǒng)教學(xué)方法所不能完成的。我在深化教學(xué)改革的過(guò)程中，結(jié)合理科實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)，積極探索教法改革，挖掘教材的創(chuàng)造性內(nèi)容，通過(guò)教學(xué)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，努力實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性思想活動(dòng)的開(kāi)發(fā)。endprint

物理概念、定理、定律和規(guī)律一般都是通過(guò)一定的物理思維和研究方法一步步地建立的。在教學(xué)中向?qū)W生講清它們的形成過(guò)程和研究方法對(duì)開(kāi)發(fā)學(xué)生積極的思維活動(dòng)是很重要的。因而我在備課中有意識(shí)地挖掘這方面的教材，上課時(shí)把學(xué)生引導(dǎo)到討論物理研究方法的思路上去。例如，我在講述電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)為使抽象的思維具體化，運(yùn)用“類比”重力場(chǎng)的方法加深了學(xué)生對(duì)兩種場(chǎng)性質(zhì)的理解。在引入電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B時(shí)，啟發(fā)學(xué)生深刻理解“比值定義法”的特點(diǎn)和適用條件。在學(xué)習(xí)“運(yùn)動(dòng)（力）的合成和分解”的知識(shí)時(shí)，課堂上積極的討論加深了學(xué)生對(duì)“等效替代”物理意義的認(rèn)識(shí)。多年來(lái)我堅(jiān)持深鉆教材，在教學(xué)實(shí)踐中注重指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用歸納、綜合、類比、推理、理想化和演繹驗(yàn)證等研究方法，這樣既揭示了概念和規(guī)律的內(nèi)涵拓寬了外延，又培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)和研究問(wèn)題的創(chuàng)造性思維。

實(shí)踐是創(chuàng)造性思維的基礎(chǔ)，在講述電磁感應(yīng)時(shí)我又出示這樣一道富于發(fā)散性的問(wèn)題：垂直于紙面的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，在圖示該磁聲上邊緣h高處有兩個(gè)用同樣金屬材料制成的矩形線框Ⅰ和Ⅱ，它們的大小形狀相同，線框Ⅰ比Ⅱ粗，今令其同時(shí)放手下落，請(qǐng)學(xué)生思考下落時(shí)間t1和t2的關(guān)系。

此題運(yùn)用力、電綜合知識(shí)經(jīng)過(guò)推演可以得出答案。我啟發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考Ⅰ和Ⅱ兩個(gè)研究對(duì)象的特點(diǎn)，找了它們之間的異同，發(fā)現(xiàn)形狀相同，粗細(xì)有異，使學(xué)生從中“悟”出粗框Ⅰ可視為若干個(gè)相同細(xì)線框Ⅱ的集合。通過(guò)研究對(duì)象的“發(fā)散”簡(jiǎn)單得出t1=t2的結(jié)論。我提醒學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到研究對(duì)象的變式，思維的發(fā)散原則具有廣泛適用的意義。對(duì)學(xué)生的求異思維我積極支持，對(duì)他們提出的不同看法我持寬容的態(tài)度，或采取討論的方法或請(qǐng)學(xué)生親自試一試，不強(qiáng)硬推行某一固定的思維模式，使課堂處于活躍的氣氛中，學(xué)生處于積極的思考中。

在教學(xué)過(guò)程中抓住學(xué)生的自學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維也是非常重要的。這是因?yàn)閯?chuàng)造能力通過(guò)創(chuàng)造性的活動(dòng)來(lái)培養(yǎng)和不斷形成的。這就需要為學(xué)生提供自學(xué)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)與時(shí)間。我除了指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行假期的階段性自學(xué)和課余的小結(jié)性自學(xué)外，對(duì)物理班的部分學(xué)生實(shí)行了階段免學(xué)、學(xué)期選修和免考的措施，為學(xué)生提供自學(xué)的充足時(shí)間。在自學(xué)內(nèi)容上采取必讀和選讀結(jié)合的方式。為使學(xué)生取得更好的自學(xué)效果，我除了實(shí)行單元自寫(xiě)小論文的方法，還在期末階段采用學(xué)生自選研究課題開(kāi)展答辯方式，將創(chuàng)造性思維活動(dòng)向深層次發(fā)展。

培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的途徑是多種多樣的，結(jié)合物理教學(xué)過(guò)程開(kāi)展創(chuàng)造能力的培養(yǎng)也是多方面的。本文僅就自己的教學(xué)實(shí)踐，淺談以上做法和認(rèn)識(shí)，以期與同行探討和研究。

責(zé)任編輯羅 峰e(cuò)ndprint