淺析創(chuàng)新能力在物理教學(xué)中的培養(yǎng)策略

張　成

(廣東省茂名市電白區(qū)第三中學(xué)　525427)

創(chuàng)新能力是高質(zhì)素人才的必備素養(yǎng)，因此，在物理教學(xué)過程中如何才能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是每教師的首要任務(wù)，而且應(yīng)該從以下幾方面進行努力：

一、樹立學(xué)生的自信心，培養(yǎng)大膽創(chuàng)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(chuàng)新之地，天天是創(chuàng)新之時，人人是創(chuàng)新之人.”也就是說教師在物理教學(xué)中要給學(xué)生創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新的教學(xué)環(huán)境，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生樹立自信心，讓他們自信“我能行”，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的熱情.而且我們還要多鼓勵、少批評和打擊學(xué)生，要更多地看到學(xué)生的成績、亮點和優(yōu)點，肯定學(xué)生的特長，多給予表揚.同時對學(xué)生問題回答正確的地方應(yīng)及時表揚，表揚他們的解題方法富有創(chuàng)新能力，讓他們感受到創(chuàng)新的甜頭，增強學(xué)生的自信心.對于回答問題不對的學(xué)生，教師應(yīng)盡量不要讓學(xué)生感到出現(xiàn)錯誤是壞事.哪怕只是有部分答案正確，也要加以肯定，讓學(xué)生感到自己有進步而勇于實踐、勇于探索，大膽去創(chuàng)新.

二、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維，奠定創(chuàng)新的基礎(chǔ)

發(fā)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(fā)，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(chuàng)新.

發(fā)散思維培養(yǎng)的表現(xiàn)形式有很多，其中物理教學(xué)中的“兩多、一變”等都是其體現(xiàn).因此可以從以下三方面來培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力.

1.一題多變

如《牛頓第二定律》中可這樣設(shè)置例題：質(zhì)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(shù)為μ，則物體的加速度又為多少？

解析根據(jù)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(jù)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(xué)生思維的再創(chuàng)造，這樣就有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力.

2.一題多解

對于同一道題，引導(dǎo)學(xué)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(xué)生的思維觸角伸向不同的方向，發(fā)展學(xué)生的發(fā)散思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.

例如：火車以速度V1行駛，司機發(fā)現(xiàn)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(yīng)滿足什么條件？

此題有多種解法：

方法一、根據(jù)運動規(guī)律，兩車恰好互不相碰時應(yīng)滿足的條件：

方法三、利用相對運動規(guī)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(dāng)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(xùn)練，有助于創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

3.變換物理模型

解題的過程實質(zhì)就是“還原”物理模型的過程，許多新模型是在舊模型的基礎(chǔ)上發(fā)展或變通而來的.因此，新舊模型具有相關(guān)性.在教學(xué)中要重視引導(dǎo)學(xué)生將相似物理模型進行互相類比轉(zhuǎn)化，挖掘其隱含的共性，把問題進行巧妙的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生靈活的創(chuàng)新能力.

如圖2所示高考題，金屬棒a從高h(yuǎn)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(zhì)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(zhì)上是一道力學(xué)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(dǎo)學(xué)生把該題的物理情景轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟悉的子彈打木塊的物理模型，這樣，學(xué)生就能很快求解.

由題意：

(3)根據(jù)能量守恒定律有

可見，通過“兩多、一變”的教學(xué)，將有助于學(xué)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(chuàng)新性，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力.

三、創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新情境，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新靈感

善問是教師激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新靈感的重要技巧.在教學(xué)上只有創(chuàng)設(shè)一個恰當(dāng)?shù)拈_拓思維情境，就能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)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(xué)生思考，這樣就能拔動學(xué)生的創(chuàng)造性思維的心弦，起著一石擊起千層浪的作用，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新靈感的效果.在物理教學(xué)過程中可通過注重變式的啟發(fā)教學(xué)來實現(xiàn)這一目的.

如圖3所示，一塊冰塊漂浮在水中，當(dāng)冰塊完全融化后水面將會發(fā)生什么變化？

分析冰漂浮在水中，F(xiàn)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(guān)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(shè)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(dāng)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(fā)教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新的靈感，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力和創(chuàng)新精神，“活化”學(xué)生的思維方式和解題能力，學(xué)生有了創(chuàng)新靈感，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)就很自然了.

四、重視實驗的探索性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

實驗教學(xué)是物理教學(xué)的重要一環(huán)，主要培養(yǎng)學(xué)生的各種能力.實驗探究與學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)是密不可分的，我們應(yīng)充分發(fā)揮物理實驗在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的特殊功效，積極改進實驗教學(xué)方法，注重實驗的探索與創(chuàng)新，設(shè)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(dǎo)”的教學(xué)模式.

在實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，具體可以通過創(chuàng)新演示實驗、改實驗的驗證性為探索性和引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗等方法來進行教學(xué)，這樣就可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)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(xué)生觀察到手的運動曲線.這樣學(xué)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(yīng)組織學(xué)生到實驗室圍繞學(xué)習(xí)過的基本知識，由學(xué)生設(shè)計實驗內(nèi)容，組織實驗器材動手探索物理現(xiàn)象，解決學(xué)習(xí)上碰到的疑難，這樣就可以提高學(xué)生自身的創(chuàng)新能力.

可見我們在物理教學(xué)中應(yīng)多渠道地開展創(chuàng)造性活動，可以從以上幾個方面對學(xué)生進行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的創(chuàng)新氛圍，這樣才能充分開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新“潛能”，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力.