高中物理课堂教学中实施创新教育初探

[摘要]创新素质是新世纪人才的最重要的基本素质之一。本文结合物理教学的改革与发展趋势，指出物理课堂教学中加强学生创新能力培养的必要性，结合教学实践初步探讨在物理课堂教学中进行创造力培养的方法和途径。

[关键词]创新教育  物理课堂教学  引导  创造性思维

科学的本质在于探索，科学的生命在于创新。江总书记指出"创新是民族的灵魂,是国家兴旺发达不竭的动力。" 全国教育工作会议也强调把培养学生的创新精神和实践能力作为实施素质教育的重点，培养和造就高素质的创造性人才的基本途径是教育，教育改革的核心是创新教育，我们应高度重视培养学生的创新意识和创新能力。我国教育与发达国家教育的最大差距就是创新差,据调查：中、小学生具有创造力的占有14.9%，远低于西方发达国家。创新教育是以培养人的创新精神和创新能力为价值取向的教育。有关研究表明，特殊才能的创造力只属于少数人，而自我实现的创造力对大多数人都有可能，基础教育主要是培养学生的创造品质。进行创新教育需要创造型的学校环境、创造型的教师、及对学生进行创新意识的培养与创造性思维训练。学校教育的主渠道是课堂教学，在课堂教学中通过对创造过程的有效组织可以培养学生的创造素质，提高学生的创造能力。

一、做一个创造型的教师

要培养富有创造力的学生，就必须有创造型的教师。所谓创造型教师，就是那些善于吸收最新教育科学成果，将其积极运用于教学中，并且有独特见解，能够发现行之有效的新教学方法的教师。创造性的教学是充满艺术性的教学，创造型教师能把教学安排得生动活泼、有声有色、趣味横生，不断赋予教材以新意和活力。这是创造型教师的“精华”部分。创造型教师经常采用的方法有：
  （1）培养学生主动地学习，十分注重启发学生的思维，鼓励他们自己发现问题，提出假设并亲自实践。
  （2）放弃权威态度，倡导合作，重视学生提问并对学生提问表现出浓厚的兴趣，并认真对待。
  （3）鼓励学生回忆和自由联想，区别不同问题并发现相关关系，鼓励学生提出自已的主张，也鼓励学生独立评价。
  （4）延迟判断。创造型教师往往不立即对学生的创新成果加以评判，而是给学生足够的时间进行思考。
  （5）注重整体结构，指导学生从不同角度看待、分析和理解问题。   
    据有关研究，阻碍创造的原因主要有：（1）过于严谨、（2）思维定势、（3）从众心理、（4）崇尚权威、（5）信息饱和。很显然，传统教学方法过于严谨，教学缺乏民主、平等、合作意识，课堂教学信息量过于饱和，严重影响了创造性教学的开展。要成为一个创造型的教师，首先要转变传统的教学观念，也必须提高自己的教学艺术水平。本人在课堂教学中允许学生对教师的教学随时提出自己的想法，学生表现出了创造的积极性与很强的创造能力。例如教师在讲解分页交叉在一起的两本书之间的摩擦力时，研究对象是一页一页的书，学生则提出可以取二页之间的接触面进行研究，这种研究对象的选取方法就具有创造性。又例如当教师讲完机械能守恒条件后，学生当即提出下面图中的情况，问教师：这是不是机械能守恒？（当T=f时）                                                     （当T=f时）

二、创设创造氛围

课堂气氛是指课堂教学中所表现出来的一般情绪状态，它是教学能否促进学生创造力发展的重要条件。没有自由、安全、愉悦的氛围便不能进行创造力的培养。我们在教学中给予了学生充分的信任和机会。有的学生在下面小声议论，教师就鼓励学生大胆地说出来，例如在“宇宙速度”学习时，有一学生在下面小声议论，教师问他想什么？学生回答“为什么没有第四宇宙速度？”有时，学生虽然没有小声议论，但他的眼睛不断地看你，教师也让他们发表看法,这时学生的看法常常不同寻常。传统教学中教师要求学生严格服从，这会产生消极影响，使学生对智力活动表现出冷淡和恐惧。创设创造气氛，还要求教师培养学生对问题的良好准备状态、对自我完善的渴望、不自负自满等品质，只有养成学生良好的创造个性与品质，才能从本质上促进学生创造才能的发展。除了教师营造平等、宽容的教学气氛外，教师还倡导学生开展自我指导的学习和小组讨论，从学习方式、组织形式上为创造氛围的形成提供保证。

三、强化创造意识

创造期望是人的意识能动性的突出表现，在创造活动中起着“强心剂”的作用。如何强化学生的创造意识，我们认为可以从下述几个方面对学生进行引导。
   1.从知识经济时代的特征及对人才素质的要求加以引导。
   知识经济时代是把人作为发展中心的时代，知识是最基本的战略资源，实现知识的开发和创新是知识经济的核心，而其中起决定作用的是具有高素质的人才。知识经济时代对人才多方面素质的需要，主张教育学生全面发展， 形成合理的整体素质结构，成为“全才”和“通才”。主张每个学生都有均等的受教育机会和权利，使每个学生自身都能得到应有的发展。它在强调教育内容全面性的同时，承认学生个体发展的差异性，主张因材施教，发展完善个性， 培养多类别、多层次、多规格的人才。要充分调动和发挥学生的主观能动性和非智力因素，最大限度地开发学生自身的潜能。
   2.从正确认识创造因素的角度加以引导。
   例如学生总是简单地认为，万有引力定律是“苹果砸出来的”，我们以此为契机，向学生提出了下列一些问题：A、万有引力定律发现的基础（必然性）是否已经基本成熟？为什么牛顿说自己是站在巨人的肩上？（从力学、天文学、引力思想角度加以分析。）B、引发（偶然性）万有引力定律发现的事件是什么？C、牛顿发现万有引力定律的内因是什么？D、牛顿发现万有引力定律的思想方法与伽利略有什么不同？许多学者在研究中发现，创造力与个性有密切关系，跟踪调查表明：有创造成就者与无创造成就者之间的差异主要不在于能力，而在于个性特点的不同（如是否勤奋、刻苦、有恒心、有毅力等）。利用丰富的科学史资料进行教学，会对学生创造性个性的培养起到潜移默化的作用。
   3.从对科学家、发明家的创造过程的展示加以引导。
    例如对于高一物理课本中粗略验证“牛顿第二定律”的实验，有的教师认为这不是一个精确的实验，做与不做这个实验学生都能记住a=F/m这个公式，从而轻视甚至不做这个实验。其实这一实验的构思与设计极富创造性，是教师展示创造过程的好教材。下面是我们教师与学生一起进行的实验设计。           
    实验目的： a与F、m之间的关系（问：几个变量？怎么办？） 
                       

控制变量法

 m一定，a与F关系                F一定，a与m关系

m确定（天平，或标明）          F确定（弹簧秤，或算出）

                           a=⊿S∕T² （需要用打点计时器）

       a                   a=2S∕t²   (t难测，用秒表，人有反应时间)

                    对比实验（二次t相同） 如何控制二次t相同？将时间上的前后二次转化为空间上的前后二次。即前后二次t相同转化为同一次实验中两车的t相同。

                       a₁∕a₂=S₁∕S₂   (将难测的a转化为易测的S)

4.从科学创造对人类的贡献及创造活动对自我成长的作用角度加以引导。
在  在课堂教学中结合物理学史中科学家的创新工作和思维，可激发学生的创新意识，培养学生创新思维的灵感和意向。例如，牛顿发现万有引力定律，就是大胆地把地面上圆周运动遵循的规律，应用于天体的运动，并结合开普勒行星运动的规律，推导出万有引力定律，最后由卡文迪许用实验证实，并测出了万有引力恒量，牛顿的创造性的工作就在于把地面上找到的圆周运动的规律运用于天体的运动。再如法拉第发现电磁感应的实验和推理,终于实现了磁生电，并找出了磁生电的条件，总结出法拉第电磁感应定律。如果没有大胆的设想，就难以完成电和磁的统一。在课堂教学中应经常注意体现物理思想、概念、规律、认识上的创新和物理学应用上的创新特征，从而有意识地培养学生的创新素质。创新的过程，是人的思维打破常规，寻求变异，探求多种解决问题的新方案和新途径，创新思维往往是从疑问和惊奇开始，麦克斯韦从电生磁、磁生电的现象，想到了电和磁的统一，提出电磁波的概念，虽然他的设想在他去世后的二十多年才由赫兹完成了实验验证，但他能打破思维常规，提出大胆的设想给后人指明了方向；牛顿躺在苹果树下，苹果从树上落向地面这样司空见惯的现象引起了他的注意；瓦特看到水开后壶盖跳动，启发他发明了蒸汽机。可见,无疑不思，无思不悟，无悟不进。在课堂上要在置疑诱导上下功夫，引起学生的强烈求知欲。

四、进行创造性思维训练

进行创造性思维训练主要包括发散性思维、直觉思维、形象思维、逆向思维训练，同时还需构建好知识结构与采用合适的教学方法。 
    1.发散性思维训练
    将错误说法改为正确说法有利于对学生进行发散性思维训练。例如“平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的”学生把它改为A、自由落体运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的。B、平抛运动的物体其加速度一定是竖直向下的。C、平抛运动的物体落地时的速度一定不是竖直向下的。又例如在“力”的教学中，针对“力是物体对物体的作用”这一表述，我们要求学生对“物体”进行发散，学生指出物体包括“固体、液体、气体、天体、微观粒子。”对作用进行发散，学生提

出“什么是作用？作用是相互的吗？作用都需要接触吗？作用能产生什么效果？如何描述这种作用？”再例如在“惯性”讲解时，我们不仅正向设问：“惯性与什么有关？”还反向设问：“惯性与什么无关？”通过学生发散性思维后得到如下的知识结构。
                                        与v无关
     惯性大小      与m有关             与F无关 
                                        与a无关， 
    2.直觉思维训练    
在  在教学中我们提出的口号是“大胆猜想，严格求证”大胆猜想的目的就是训练学生的直觉思维能力。有时为了确保是直觉思维的结果，教师故意不给学生进行逻辑思维的时间，要求学生必须立即回答。例如在做课本“力的合成”演示实验时，我们提出一个问题：如果去掉重物G而用与两边相同的钩砝来代替，需要几个钩砝？让学生猜想。又例如在“自由落体运动”这节课教学时，我们提出问题“物体下落的快慢与什么有关？”让学生先进行猜想，学生认为与物体的质量、体积、形状及所受的空气阻力有关。 
    3.形象思维训练 
    借助图形、符号思考问题，有利于使思维平面化、立体化。物理中不仅有形象化的电场线、磁感线，还有很多图。例如（1）有示意图；包括运动示意图、物理过程示意图、装置设备示意图、技术流程图。（2）有矢量图；包括物体受力图、场线分布图、矢量合成与分解图。（3）有函数图；包括运动方程图（V—t、S—t），非运动方程图（P—V、V—T、P—T）。（4）路线图；包括电路图、光路图。（5）物件图；包括实物图、模型图、元件符号图。（6）知识框架或结构图；包括知识树、知识网络。“数形结合”能使左右脑功能得到充分利用。例如运用V—t图，不仅可以推导出运动学中的很多推论，也能很快求解有关习题。又例如下面图示的两个问题，如果我们运用形象思维的方法，添加一条辅助线，就不难用对应的模型求解。

   4.逆向思维训练 
    由于思维定势的影响，人们通常是正向思维，其实从反向及其它角度进行思考，也能有助于问题的解决。下面举几个学生逆向思维的例子。
   例1：试证明放在地面上的物体受到的重力G与地面对它的支持力N大小相等。 
    正向思维法：因F_合=G—N=ma=o,     所以G=N。
    逆向思维法：设G≠N，则F_合=G—N≠0，a≠0，与题意不符，所以G=N。 
   例2：在力分解时，常规的方法是根据力所产生的效果进行分解，这种方法由于力所产生的效果学生难以把握，常常是学生学习的难点，教师启发学生自己动脑筋总结力分解的方法，有一个学生总结出了处于静止状态的物体的分解方法。“先画物体的受力分析图，一个力的二个分力方向与所受的另二个力方向相反。”很显然，这一创造性的方法不是常规思维的结果。 
   5.构建有利于创造的知识结构 
    前面进行创造性思维训练的方法并没有涉及知识在创造中的作用，按照现代认知心理学的观点，建立包含策略性知识的知识结构有助于学生的创造。例如学生在万有引力定律应用这节习题课中，表现出了富有创造性的思维活动（如左下所示），究其原因，是因为学生建立的知识结构（如下右所示）中隐含了解决这类问题的策略。

求M_太——－利用地球绕太阳作圆周运动（课本思路）

求m_地           常规思维            利用月球绕地球作圆周运动

                                利用人造卫星绕地球作圆周运动  

            发散思维           利用g=Gm_地∕R² 测m_地    

创造是一种实践活动，创造教育是一种双边活动，课堂教学中进行创造性教育的关键是教师在现代创造理论指导下，充分挖掘教材中的有利因素，精心设计能让学生积极参与的创造性活动。在高中物理课堂教学中，培养学生的创新意识和实践能力是一个艰巨、漫长的过程。作为一线教育工作者的我们，应不断加强学习，努力尝试，大胆实践，为实现以学生为主体，以学生全面发展为本的素质教育的最终目标而尽自己的一份微薄之力。

参考文献

1．阎金铎等．物理教学论［M］．江苏教育出版社．

2．梁玲．谈物理教育与创造型学生的培养［J］．物理教师．
3．王士平．物理学史与创造素质的培养［J］．