淺談高中物理教學(xué)中科學(xué)思維和科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

陸衛(wèi)峰

科技產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展和科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，早已成為國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略手段，其中創(chuàng)新性產(chǎn)品和創(chuàng)造性人才的競爭尤為激烈。高中階段是學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識和鍛煉學(xué)生實踐能力的最佳時期，該時期學(xué)生的各項思維能力都趨于完備，更能培育學(xué)生科技創(chuàng)新能力和科學(xué)思維能力。在新課程改革的教育理念指導(dǎo)下，高中物理課堂教學(xué)也進(jìn)行了創(chuàng)新改革，越來越多的教師在教學(xué)中更加注重對學(xué)生創(chuàng)新思維和科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科技創(chuàng)新能力的同時，強(qiáng)化學(xué)生對新知識的理解和運(yùn)用。因此，教師在教學(xué)過程中要啟發(fā)學(xué)生獨立思考，鼓勵創(chuàng)新性學(xué)習(xí)、探究物理知識，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，落實物理學(xué)科核心素養(yǎng)?；诖耍治隽诵陆滩南赂咧形锢斫虒W(xué)如何在課堂中培育學(xué)生科學(xué)思維能力和科技創(chuàng)新能力，這不僅有利于貫徹和落實物理學(xué)科核心素養(yǎng)，更有利于學(xué)生科技創(chuàng)新思維的形成，之后具體討論了高中物理教學(xué)中學(xué)生科學(xué)思維和科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方法，從而為廣大教師就提高學(xué)生物理科學(xué)思維和科技創(chuàng)新能力提供參考。

一、在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科技創(chuàng)新能力的重要性

中共十八大之后，在我國新的發(fā)展理念當(dāng)中，把科技創(chuàng)新放在了第一位，在創(chuàng)新當(dāng)中，科技創(chuàng)新又是重中之重。在推動經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展各種各樣的動力當(dāng)中，科技創(chuàng)新是最重要的動力。隨著素質(zhì)教育的深化改革，科技創(chuàng)新精神和綜合實踐能力被認(rèn)為是素質(zhì)教育的培養(yǎng)重點?，F(xiàn)階段，我國高中物理教師對學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)意識也在不斷提升。與此同時，在實際物理課堂中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，不但能夠提升教學(xué)質(zhì)量，更能培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新意識，從而使學(xué)生在后續(xù)的物理知識學(xué)習(xí)中不斷地開發(fā)自身的創(chuàng)造性思維，從而直面新的挑戰(zhàn)。

二、高中物理課堂教學(xué)中科學(xué)思維及科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

（一）基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)和科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)確定新的教學(xué)模式

著名物理學(xué)家楊振寧曾指出，中國傳統(tǒng)的教學(xué)方法是一步一步地教，一步一步地學(xué)。傳統(tǒng)教學(xué)方法訓(xùn)練出來的學(xué)生只適于考試，不利于創(chuàng)造性思維的發(fā)展，也不利于科研工作。誠然，傳統(tǒng)教學(xué)模式的基本理念是把學(xué)生當(dāng)成容器，教師只管一味地灌輸知識，客觀上很少能夠讓學(xué)生獨立思考，更何況培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和科技創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)教學(xué)模式下過度發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，限制了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展，因此，物理教學(xué)要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。教師主導(dǎo)的同時，也要將課堂留給學(xué)生，構(gòu)建平等、和諧的交流環(huán)境，學(xué)生暢所欲言、各抒己見，勇于表達(dá)自己的觀點、見解，提出自己的問題和想法，將這些問題和想法結(jié)合在一起，調(diào)動學(xué)生的求知欲和探究欲，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維及科技創(chuàng)新能力。

新課標(biāo)下物理學(xué)科核心素養(yǎng)指出：教師要結(jié)合教學(xué)的實際情況，創(chuàng)造性地開展教學(xué)工作。教師創(chuàng)造性地開展教學(xué)工作的目的不僅要提升教學(xué)質(zhì)量，更要貫徹物理學(xué)科核心素養(yǎng)和培養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力。在教學(xué)過程中，教師要明確教學(xué)目標(biāo)，靈活選擇教學(xué)方式，最大限度地培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和科技創(chuàng)新能力。

（二）在教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施過程中重視情景的創(chuàng)設(shè)

科學(xué)思維和科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)離不開一定的“土壤”，教師要做到讓學(xué)生對物理學(xué)科知識有較為清晰的掌握，并且不斷強(qiáng)化學(xué)生的理論基礎(chǔ)，所謂“萬丈高樓平地起”，只有基礎(chǔ)知識牢固，才能在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。高中物理知識點比較抽象和復(fù)雜，科學(xué)思維和科技創(chuàng)新能力要在具體的問題情境中發(fā)展，這就要求教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)出一定的教學(xué)情景，幫助學(xué)生建立新的物理概念，刺激學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。教師可以在具體的教學(xué)中設(shè)置具有啟發(fā)性和可探究性的問題，讓學(xué)生主動思考問題和探究問題，從而解決問題，切實感受物理學(xué)科學(xué)習(xí)過程中的樂趣，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科技創(chuàng)新能力。

例如，在“自由落體運(yùn)動”教學(xué)中，新課標(biāo)要求通過實驗認(rèn)識自由落體運(yùn)動的規(guī)律。學(xué)生根據(jù)日常生活中的經(jīng)驗，認(rèn)為重的物體下落快，輕的物體下落慢，針對這種認(rèn)識，教師可以設(shè)置這樣一種教學(xué)情景，教師可以利用紙片、紙團(tuán)等生活中隨手可得的物體創(chuàng)設(shè)不同物體下落的具體情況，學(xué)生通過分析討論，能夠得出空氣阻力對物體下落快慢的影響，之后可以啟發(fā)學(xué)生交流討論，如果沒有空氣阻力，輕重不同的物體下落快慢又是怎么樣的呢？在這一教學(xué)過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生思考，鼓勵學(xué)生設(shè)計實驗證明，這種教學(xué)過程不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的參與度，更能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、科學(xué)思維能力以及科技創(chuàng)新能力。針對本節(jié)課，新課標(biāo)要求學(xué)生能夠通過實驗認(rèn)識自由落體運(yùn)動的規(guī)律，利用科學(xué)方法探究自由落體運(yùn)動的特點，從而完成從經(jīng)驗性常識到物理觀念及科學(xué)思維的轉(zhuǎn)化，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和發(fā)展學(xué)生的思維能力。

（三）重視多媒體教學(xué)

當(dāng)今社會信息技術(shù)和多媒體教學(xué)越來越多地應(yīng)用于學(xué)習(xí)當(dāng)中，提高物理教學(xué)水平，發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科技創(chuàng)新能力，離不開多媒體教學(xué)，教師在課堂教學(xué)中，要想更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科技創(chuàng)新能力，就要發(fā)揮多媒體教學(xué)在課堂中的作用，利用多媒體將日常生活中的教材和當(dāng)代社會中比較優(yōu)秀的科技創(chuàng)新成果展現(xiàn)給學(xué)生，拓展學(xué)生的眼界和思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲和求知欲。教師在備課、上課的過程中，要有意識地將培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科技創(chuàng)新能力當(dāng)作教學(xué)重點，利用多媒體將一些科技作品中涉及的知識點展示給學(xué)生，讓學(xué)生體會知識的價值和利用知識解決實際問題的方法，增強(qiáng)學(xué)生科技創(chuàng)新的動力，時刻為學(xué)生的科技創(chuàng)新思想注入新的力量。

（四）重視學(xué)生問題的生成以及科學(xué)探究能力的培養(yǎng)

興趣是最好的老師。學(xué)生提出的問題往往是學(xué)生感興趣或亟待解決的問題，在幫助學(xué)生解決這一問題時，教師切不可直接給出答案，這不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的形成和發(fā)展，可以引導(dǎo)學(xué)生思考、集體討論，利用“頭腦風(fēng)暴法”群策群力，從而給出最優(yōu)的答案，筆者先后多次輔導(dǎo)學(xué)生參加省、市青少年科技創(chuàng)新大賽，該項目是一項具有示范性、創(chuàng)造性的綜合性競技活動，大賽的主旨是鼓勵青少年發(fā)掘創(chuàng)新意識、自主研究、自主創(chuàng)新。記得在一次平拋運(yùn)動學(xué)習(xí)的課堂中，學(xué)生提出這樣一個問題：針對高空拋物該怎么解決呢？課堂教學(xué)時，我并沒有制止學(xué)生思考，而是讓學(xué)生討論交流，暢所欲言，針對高空落物這一危險行為該如何解決呢？大多數(shù)學(xué)生都想到了，如果在物體下落過程中，能夠?qū)ο侣湮矬w進(jìn)行攔截，就能夠有效地解決這一問題，這就促使新的問題產(chǎn)生，用什么樣的方法和裝置進(jìn)行攔截呢？如何控制裝置進(jìn)行攔截呢？通過一系列的問題生成和解決，最終學(xué)生找到了新的解決方法，就是利用紅外傳感器控制電磁繼電器從而控制整個彈射裝置。當(dāng)沒有重物下落時，電磁繼電器吸引攔截網(wǎng)上的鐵片，使得連接攔截網(wǎng)上的彈簧壓縮，當(dāng)有重物下落時，通過紅外感應(yīng)，電磁繼電器電路斷開磁性消失，攔截網(wǎng)在彈簧彈力作用下被彈出，從而能夠?qū)ο侣湮镞M(jìn)行有效攔截。在這一學(xué)習(xí)、查閱、動手制作的過程中，學(xué)生不僅能體會科學(xué)技術(shù)對生活帶來的便利，更能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和科技創(chuàng)新能力以及動手實踐能力，從而給學(xué)生的思維以極大的發(fā)展空間。

（五）課堂教學(xué)下的知識拓展和延伸

在物理課堂教學(xué)，學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不能局限于課本內(nèi)容，在具備扎實的物理知識后，拓寬學(xué)生的知識面、延伸物理知識、開闊學(xué)生的視野是必不可少的。讓學(xué)生體會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及科技創(chuàng)新帶給人們生活上的便利，從而培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新意識，增強(qiáng)學(xué)生的科技創(chuàng)新動力，以期用科學(xué)的眼光來看待和解決生活中的問題，從而落實物理學(xué)科核心素養(yǎng)，提升學(xué)生全面發(fā)展。

例如，在“法拉第電磁感應(yīng)定律”中，教師要讓學(xué)生知道什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象，知道感應(yīng)電動勢的意義以及電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式，還要能夠區(qū)分磁通量變化率等相關(guān)問題，因此，教師在教學(xué)中可以介紹法拉利、奧斯特、安培等科學(xué)家對電、磁研究的歷程，強(qiáng)化學(xué)生對電磁感應(yīng)的理解和掌握，從而增強(qiáng)學(xué)生自主探究事物規(guī)律的動機(jī)，對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科技創(chuàng)新能力有重要價值。

綜上所述，物理教學(xué)不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科技創(chuàng)新能力，也能更好地落實新課程標(biāo)準(zhǔn)和物理學(xué)科素養(yǎng)的要求，選擇靈活的教學(xué)手段和多樣化的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，增強(qiáng)學(xué)生的科技創(chuàng)新動力和創(chuàng)造精神，將所學(xué)習(xí)的知識運(yùn)用于實踐和發(fā)展創(chuàng)造中去，編織屬于學(xué)生自己的知識鏈、思維網(wǎng)，讓學(xué)生的思維更大限度地發(fā)展。同時，學(xué)生也能深刻體會到物理學(xué)科的偉大之處和神奇之處，從而樹立正確的科學(xué)思維，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

孫雪林.高中物理實驗教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)），2015（6）：10