大學物理教學培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的策略

貴州醫(yī)科大學神奇民族醫(yī)藥學院 安勝楊 丁大鵬

創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力是科技競爭的核心，也是培養(yǎng)人才的關鍵點，在教學中應該研究如何探索物理學習中的新事物、提出新的見解。物理學科是源自物理實驗的科學學科，需要有歸納和總結(jié)性的科學思維，同時也是在嚴密理論體系之上不斷發(fā)現(xiàn)新規(guī)律的學科，因此，物理具有較強的邏輯性，學習物理需要一定的科學思想。為了能夠不斷地開闊學生的物理學習思路，教師應該在大學物理教學實踐中加入更多的探索方式，發(fā)揮物理學科研究方法多樣性的優(yōu)勢。

一、基于以人為本的素質(zhì)教育思想為創(chuàng)新能力提供基礎

創(chuàng)新來源于自由的思維，只有學生的思維領域更為開闊，才能夠有更多的創(chuàng)造力和創(chuàng)新思想，大學物理課堂能夠為學生提供更加公平、包容的學習環(huán)境，這是一種在高層次的學習平臺上鼓勵創(chuàng)新思維和能力的嘗試。由于大學生已經(jīng)具備了一定的物理基本能力和學科素養(yǎng)，因此，在大學的學習環(huán)境之內(nèi)，進一步激發(fā)學生的學習積極性，使其基本探究能力和物理學科素質(zhì)得到全面、科學的發(fā)展，才有可能為創(chuàng)造力的培養(yǎng)提供堅實的“溫床”。問題是創(chuàng)新的思維敢想才敢做，教師在物理教學中貫徹以人為本的素質(zhì)教育，能夠?qū)τ趯W生大膽思考起到積極的鼓勵作用。學生是物理教學活動的主體，而物理創(chuàng)新思考的落腳點恰恰在于學生已經(jīng)具備了比較扎實的基礎知識和信息共享能力。

大學物理課堂上，教師和學生可以在一個公平的求知環(huán)境下溝通，教師提前布置預習內(nèi)容、與學生討論題目、共享課外學習資源，既可以訓練學生的自學能力，又可以引導學生選取科學的研究方向，其調(diào)研和查閱的文獻及資料反饋了自身物理創(chuàng)新能力的不同等級，在導師的幫助之下，學生不會走彎路、走偏路。在充分掌握基礎知識的同時，大學生的物理思維逐漸形成，知識結(jié)構(gòu)也趨向于更加完善的網(wǎng)絡式物理理論體系，通過數(shù)值計算或物理理論模擬等方法，學生采集和處理物理數(shù)據(jù)的能力越來越強，有助于分析物理現(xiàn)象并總結(jié)物理規(guī)律。由于物理學科本身需要在大量的現(xiàn)象和感性素材的基礎之上總結(jié)邏輯規(guī)律，因此，鼓勵學生基于基本素材總結(jié)規(guī)律、提升科學推理能力，才能夠逐漸使自身具備科學思維。大學物理教師應當向?qū)W生介紹物理學科的歸納、總結(jié)、演繹、推理方法，指導學生實現(xiàn)科學思維的突破，完善物理學習的實踐，找到自主學習過程中的主要矛盾，解決創(chuàng)新學習進程中的各類困難。創(chuàng)造能力基于抽象與概括能力而產(chǎn)生，大學生必須要學會簡化和提純研究對象，才能突出大學物理現(xiàn)象的本質(zhì)因素。把一類物理事物共同和本質(zhì)的屬性綜合起來，就能形成對于物理知識的整體認知，這種概括的過程常常用來訓練學生的抽象和概括能力。

二、以直覺思維帶動大學生創(chuàng)造能力的發(fā)展

創(chuàng)造能力是一種發(fā)散的能力，這種能力基于創(chuàng)新思維的發(fā)展，以創(chuàng)造性的思維拓展為關鍵的指向因素。創(chuàng)造性的思維并不是一種基本的思維形式，而是一種基于各種思路的拓展，從中選取某種靈感的思維過程。創(chuàng)造性的思維既包含了上文所提到的抽象思維能力，也包含了形象思維和直覺思維。在大量的物理理論知識積累基礎之上，大學生可能會對于某些物理現(xiàn)象、物理實驗有一定的“靈感”（新想法），這是一種對新鮮事物和事物之間邏輯關系直接而敏銳的感知，有助于幫助大學生更快地接近物理學習的本質(zhì)。物理學習是在大量直觀素材的基礎之上，創(chuàng)造性地總結(jié)和應用物理規(guī)律，并能夠?qū)⑵毡檫m應性的基本定律作為創(chuàng)造性思維基礎的培養(yǎng)方式。激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，其關鍵在于幫助大學生發(fā)展直覺思維，提供萌發(fā)直覺思維和思維亮點的學習環(huán)境。

直覺思維是學生的思維迸發(fā)靈感的一種展現(xiàn)，只有在更為開放、活躍的物理學習氛圍之下，在親切、和藹的導師指導之下，學生才會感受到學術交流的平等性，這種融洽的師生關系能夠促進學生靈感迸發(fā)，使其直覺更加敏銳。雖然某些靈感看似新穎，但有可能欠缺推敲，不過，只要有創(chuàng)新性和開拓性的思路，教師就不應該直接反駁學生的觀點，而是要循循善誘，引導學生思維發(fā)展導向，積極主動地關注學生的創(chuàng)新思路，引導學生進一步地完善新的思路、規(guī)范新的想法，樂于思考并勤于思考，在思考的過程中進一步迸發(fā)更加科學的物理直覺“因子”。事實上，在直覺思維迸發(fā)的一刻，學生已經(jīng)有了自主學習的觀念，但是僅僅有靈感是不夠的。物理直覺思維的猜想需要在實驗實踐中進一步得到驗證，直覺能力可以在物理實踐中進一步得到訓練和發(fā)展，學生的直覺思維需要在教師的引導之下變得更為科學，在大膽的實踐及積極地驗證之后，學生才能依據(jù)某些線索得出最終的正確結(jié)論。物理教師可以幫助學生創(chuàng)設實驗和發(fā)明的環(huán)境指導，并鼓勵學生進行一些小發(fā)明、小制作，激勵學生積極地利用物理常識制作更加具有實用價值的實驗發(fā)明。物理實驗過程既是科學論證、合理猜想和物理預判的過程，也是鍛煉學生動手能力和實踐能力的進程，這對于學生來說，將是未來學習之路上的寶貴財富。很多學生在教師的善意鼓勵之下，躍躍欲試，甚至對于某一問題“打破砂鍋問到底”，為自己的猜想論證做出更多的準備。只要平時肯思考、多積累，注意拓展大學物理研究的思維領域，就能夠借助多學科的研究經(jīng)驗，使得學生的抽象思維和直覺思維密切地聯(lián)系在一起，激發(fā)創(chuàng)新的原動力。

三、以發(fā)散思維訓練作為激發(fā)學生創(chuàng)造力的有效途徑

創(chuàng)造性思維既沒有固定的程序，也沒有固定的思維方法，在科學理論的引導之下，集中的思維和發(fā)散的思維作為互相補充的兩大思維方式，既辯證又統(tǒng)一。發(fā)散思維是一種從總體規(guī)律中求得差異的思維方式，是在培養(yǎng)學生集中思維的同時，同步解決物理問題核心內(nèi)容的思維方法。發(fā)散性的思維有助于充分發(fā)揮想象力，突破原有的知識桎梏，從一個“點”向四面八方拓展思維，這是一種多樣性的、多方向的推測和想象過程，也是一種試探性的思維發(fā)展過程。通過發(fā)散性的思維訓練，學生有更廣闊的思考場域，能夠采用新的思路和方法解決物理實踐問題。對于大學生來說，創(chuàng)造性學習指的是能夠在某一領域有新的想法，有學術科研能力，甚至能夠創(chuàng)造性地解決某一前人尚未妥善解決的科學問題，這種創(chuàng)新能力是具有不可替代性的，需要學生以自身的發(fā)散思維訓練作為創(chuàng)造力的發(fā)展基礎。

在物理教學中強化“問題思維”，并在“問題思維”的帶動之下進行思維能力的訓練，讓學生養(yǎng)成多問“為什么”的習慣。在具體物理教學實踐之前，設置多種問題情境或者變換問題的提示條件，以上的訓練方法都可以使學生的思維具有多樣性。雖然很多物理規(guī)律已經(jīng)有了既定的推導思路，但是仍然可以借助多變的思路引發(fā)學生的多向度思維，通過局部剖析、定量計算、整體把握、正向演繹、逆向推導、反復論證等多種途徑均可達到解題效果。換句話說，發(fā)散性的思維最容易激發(fā)學生的創(chuàng)造力，這是因為學生可以克服各種無關因素的干擾，使得思維不再局限于某一框架或某一思路體系。比如，在大學物理研究及教學中，可以采用一題多解的形式，結(jié)合多角度的解決方式，借助公式法、圖像法解決運動學問題，借助隔離體法和整體法解決動力學問題。大學生借助新的思路，養(yǎng)成從不同角度、不同方面分析物理問題的習慣，從而能夠一題多變，使用變式的計算方式立體化地理解物理事物的多種形態(tài)。

綜上所述，創(chuàng)新能力基于創(chuàng)造性的思維生發(fā)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力這對于大學物理教學來說是一個挑戰(zhàn)。只有基于以人為本的素質(zhì)教育背景，以直覺思維帶動創(chuàng)造能力的發(fā)展，以發(fā)散思維促進創(chuàng)造能力的提升，才能夠在提高學生思維品質(zhì)的同時，進一步展示學生的創(chuàng)造潛能。對于大學物理教師來說，充分發(fā)揮物理學科的導師作用，堅持以人本主義的思想，帶動素質(zhì)教育，通過多途徑、多方法，持之以恒地訓練學生的創(chuàng)造性思維，必然能夠提升新一代高等人才的創(chuàng)造能力，使其成為創(chuàng)新型、復合型的綜合人才。