在高中物理教学中如何加强学生创新能力的培养

覃冠家

【摘要】在普通高中物理新课程教学中对学生创新能力的培养。善于培养学生具有独立思考的能力是提高创新能力的前提;善于培养学生具有丰富想象的能力是提高创新能力的基础;善于培养学生具有创造性思维的能力是提高创新能力的途径。

【关键词】物理教学、创新能力、培养

普通高中新课程对物理教学提出了明确的目标:一是培养学生的认知能力,即培养学生掌握知识和运用策略的能力;二是教会学生创造,培养学生的创新精神,包括创新意识、创新思维和创新能力;三是教会学生如何做人,完善学生的人格和培养学生正确的价值观及正确的人生观;四是培养学生具有良好的科学素养。因此,现在高中物理教学改革中重点是把培养学生的创新精神和创新能力作为重要的教学目标来实施。但在实际的物理教学中,还有很多教师受着旧的传统教育理念的影响,只重视教给学生完整的知识结构和学科能力,而忽视了学生科学素养、人文素养的培养,特别是忽视了创新精神和创新能力的培养,不能很好地落实新课程的教学目标。现根据本人在物理教学实践中,对如何培养学生的创新能力提出几点看法:

1.培养学生善于独立思考是提高创新能力的前提

学生的创新能力是在独立思考的前提下形成的,学生不会独立思考也就不会创新。因此,首先要培养学生善于独立思考,并且具有独立思考的能力。

1.1要培养学生敢于怀疑的精神

在物理教学中培养学生的怀疑精神,一是要鼓励学生大胆的质疑;二是要挖掘物理学家敢于怀疑的经典事例,大胆提出新的观点而创立新的理论。如伽利略正是对亚里士多德提出的“力是产生运动的原因”的观点产生怀疑,才能建立正确的力和运动的观点;又如哥白尼正是由于对“地心说”宗教理论的怀疑,才能提出“日心说”理论等等。在教学中结合这些事例,可以培养学生具有怀疑精神,从而激发出新的观念、新的见解和新的想法。

1.2要培养学生大胆提出问题

独立思考能力的培养,首先是对学生的善于发现问题、敢于提出问题的培养。因此,在物理教学中,一方面要从知识内容的衔接教学中经常性地引导学生提出问题,且及时地对学生的行为作出积极的评价,以进一步强化学生的质疑精神和提问意识。另一方面要对物理学探索过程中重大问题的产生进行有意识的“剖析”。例如剖析法拉第在研究电磁现象的过程中,对电与磁的相互联系,提出既然电流能产生磁场,那么磁场能否产生电流呢?经过进一步的实验和理论分析,得出了电磁感应定律。这样不仅能激发学生提出问题的积极性,同时能培养学生独立思考的能力。

2.培养学生丰富的想象力是提高学生创新能力的基础

丰富的想象力可以打开学生的心灵,激活他们想创新、敢创新、会创新的勇气和精神。因此,在物理教学中主要是从两个方面来培养学生的想象力。

2.1设置疑难,促使学生想象

如在上到自感现象这一节时,在分析通过线圈中的原电流强度不断变化时,在线圈中是否会引起感应电流的产生及其变化的过程中,步步给学生设置疑问,不断激发学生想象:(1)当通过线圈中的电流强度I原发生变化时,穿过线圈中的原磁通量Φ原是否也发生变化?(2)若穿过线圈的原磁通量Φ原发生变化时,在线圈中能否产生有感应电动势ε感或感应电流I感? (3)若能产生感应电动势ε感和感应电流I感,那么感应电动势ε感的产生对通过线圈中的电流强度的变化有何影响?(4)在线圈中产生的感应电流I感的方向有何规律?通过这样的设疑,使学生积极想象后,再用实验来验证,并进一步地归纳总结得出结论,大大地激发了学生的想象力和创新精神。

2.2创设问题,激发学生想象

在教学中还可经常提出一些有新意的问题向学生想象。如假设地球很快地自由膨胀,地面不发生裂缝,则地球自转的角速度有何变化?假设在山顶上有一台平射炮,如果炮弹的初速度足够大,能否使炮弹围绕地球运行而永不落地?象这样的想象虽然不能直接用实验来验证,但可用科学的推论来得出结论,可大大地提高了学生的想象力和努力创新的勇气。

3.培养学生创造性思维是提高学生创新能力的重要途径

创新能力的核心是创造性思维,而创造性思维是一种以新颖独特的方法解决问题的过程,它需要有一个思维下的灵感状态,也就是说,创造思维的发展需要非常规思维的存在和发展。因为在当今的创造过程中常规的思维方式已经形成定势思维,这种思维方式越来越显得无力,而大胆假设、试探猜想等突破传统定势的思维在创新活动中的作用越来越突出。

3.1鼓励学生创造性地设想

在教学中我有目的地向学生了解科学家打破常规思路的科学创造过程,使学生得到一些非常规逻辑的创造性思维的训练,进一步提高学生的创新能力。例如在讲磁现象的电本质时,指出安培是在人们还根本不知道分子的电结构的背景下提出“分子电流”假设的。在教学中有意识地结合这些重要突破传统观念的科学创新片断,往往会在学生的记忆中留下深深的印象,久久不会淡忘,这对提高学生的创新能力是非常有益的。又如:在讲到在两端封闭的粗细均匀的玻璃管内有一长为h的水银柱将管内空气分成A、B两部分,当玻璃管竖直放置时,A、B两部分体积分别为V1、V2。问A、B两部分同时升高相同温度时,水银柱将如何移动?对此问题,如直接运用理想气体状态方程来求解,由于三个状态参量同时变化,计算比较复杂。若假设这是一个体积不变的理想过程,问题就简化多了,即让学生设想这时A、B两部分的体积不变,比较两部分气体压强的增量,从而可判断水银柱向哪个方向移动。象这样引导学生大胆设想,可以提高学生“科学假设”的积极性和创造性。

3.2引导学生创造性地猜想

科学创造往往来自于创造性的猜想。因此,我在教学中注重发掘教材中有效的因素,经常变换常规的教学方法,放开束缚学生思路的枷锁,有意识地引导学生创造性地猜想。例如:在学习牛顿第二定律时,可改变一下常规的教学方法。先要求学生从一些日常生活中的现象提出猜想:物体的加速度跟力有什么关系?跟物体的质量又有什么关系?然后再进行定量的实验研究得出结论。又如在讲到“原子核的人工转变”用α粒子轰出氮核的教学中,α粒子轰出氮核产生了新的粒子是质子。这一现象发生是α粒子将氮核中的质子打出来的,还是氮核获得α粒子后形成新的原子核,再衰变产生的呢?先引导学生进行猜想,再引导他们观察分析布拉凯特云雾室拍摄的照片。由照片中得到的三条径迹的事实,证论自己的猜想是否正确,这样大大地开拓了学生的创造性思维。在教材中还有很多知识涉及到科学猜想的思维,我都充分挖掘教材的潜力,注重培养学生的灵感思维,发散思维和逆向思维,有效地提高了学生的创新能力。

收稿日期:2009-10-14