利用物理教学培养学生的创新能力

■陈策

利用物理教学培养学生的创新能力

■陈策

新课程目标指出，义务教育物理课程旨在提高学生的科学素养，不仅要注重科学知识和技能的训练，而且应注重对学生学习兴趣、探究能力、创新意识和创新能力的培养。创新能力包括创新思维能力、创新想象能力、创新感知能力、创新实践能力等。在物理教学中，教师要想方设法培养学生的创新能力。

一、利用经典案例，培养学生的创新思维能力

物理学是实验科学，学科本质强调尊重事实、严肃认真、按科学规律办事，它更强调勇于发表自己的看法，勇于提出与他人不同的见解。很多物理学家，之所以能有很高的建树，都源于他们的创新意识——不畏权威，大胆质疑，不怕困难，锲而不舍。这些物理学家的成功事例就是培养学生创新意识的好素材。如，爱因斯坦的传记作者克拉克这样评价爱因斯坦：“他的天才中很大一部分依赖的是想象力，这种想象力使他有勇气对公认的信念进行挑战。”爱因斯坦不怕冒犯权威人士，有一次甚至公然违抗他的导师马克思·斯兰克，致使克拉克说：“只有爱因斯坦才敢这么做。”又如，欧姆总结出的该定律前后花费了十年心血。在当时简陋的条件下，他竟然花了五年时间，克服了很大的困难，一次次努力，始终没有气馁，终于找到了稳压电源，再经过五年的大量实验与细致研究，终于发现总结出了欧姆定律。再如，爱迪生研究灯丝的材料，从最初用的炭丝（材料的选择）到尽可能地把玻璃泡里的空气抽掉（发光的条件），从熔点较高的白金到稀有金属以及各种耐热材料的选用，最后选取熔点高的钨丝在真空状态下达到白炽发光（发光的原理）一直沿用到现在，先后试验了一千六百多种材料，做了上万次实验。

这些素材的选取能有效培养学生在实验中不怕困难与挫折、不怕失败、锲而不舍的探索精神和创新思维能力。

二、激发学习兴趣，培养学生的创新感知能力

传统的满堂灌的教学模式使学生成了应试教育的奴隶，使学生缺乏学习的激情和冲动。新课程背景下的物理教学，强调学生是学习的主体，教师是组织者、指导者、参与者，强调学习过程的亲历和感悟。在这一教学活动中，学生如果充满好奇，就会产生浓厚的兴趣，就会全身心地投入、专心致志地思考和实践，从而激活他们的思维，提高他们的创新感知能力。

课例1“光的折射”教学片段

【学生活动】学生阅读“海市蜃楼”的报道。下午两时蓬莱海滨薄雾渐退，上空零星出现浅黄色带状云雾，并逐渐转白，蔚为壮观。从16：50时开始，海域上空大团云彩变幻莫测，似空中绽开的奇葩，似启航的大船，从大海深处徐徐飘来，霎时蓬莱阁和八仙渡景区上空出现一道天幕，“海市蜃楼”奇观呈现在人们面前，如同一幅静止的、清晰度极高的、繁华美丽的城市美景。从这幅漫无边际的画面上看，好像一个海滨小城的鸟瞰图，镶嵌在蓬莱阁和八仙渡景区的上空，前面是微波荡漾的碧水，后面是被碧水环绕的城市，画面的中央部分宛如鳞次栉比的城市建筑群，高楼大厦、灯塔、宽广的城区道路清晰可见，时有天人天马走动穿梭，画面的左边是庙宇式建筑，并逐渐转换成海边小岛，船儿点缀其间，画面的右边即像绵延千里的葱绿茂盛的热带森林，又像远望的山野村庄散落到天际。忽而变幻成意大利的威尼斯，忽而变幻成香港的维多利亚港湾，又忽而变幻成上海的外滩、澳门的海边。这一高度清晰的天象从16：40发现时开始，直到18：30后才开始渐渐暗淡，最后在海风中慢慢飘失。这次持续两个多小时的“海市蜃楼”一直到19：00才结束。此次奇观使近万人大饱眼福。

【教师活动】记者对“海市蜃楼”的描写好不好？同学们想不想亲眼目睹“海市蜃楼”的奇观？

【学生活动】学生观看“海市蜃楼”的视频

【教师活动】“海市蜃楼”那美丽奇妙的景象是如何形成的？同学们能否设计实验来说明。

【学生活动】1.有些学生把筷子插入水中，竖直插入、斜插，从水面上看、从侧面看；2.有些学生观察厚玻璃砖后面的铅笔等。

【学生活动】学生回答观察到的现象并尝试解释原因。

下面我们通过实验来探究该问题……

由于开始创设实验的过程引起学生的注意，激发了他们的好奇心与探究欲望，也就大大提高了学生的探究感知能力。

三、积极引导，培养学生的创新实践能力

培养创新精神和实践能力是新课程改革的主旋律，新课程标准提出了一种让学生必须掌握的最基本的科学思维程序：“提出问题——猜想与假设——制定计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评价——交流与合作”。在具体实施中可以是其中的一部分，教师不应该苛求每次的探究活动为整体的思维程序。

1.创设适当情境，刺激学生实践

创设情境的目的是培养学生的问题意识。亚里土多德曾说过“思想是从疑问和惊奇开始的”。一切创新都始于问题的发现，而发现问题又源于强烈的问题意识。如果缺乏问题意识，创新也就是无源之水、无本之本。这就要求教师要重视教学问题情境的创设，把学生引入“提出问题——探究发现——解决问题”的学习过程，使学生全心地投入到学习中去。

课例2“滑动变阻器”教学导入片段

【教师活动】师拨动收音机的音量开关，旋动调光灯开关。

【学生活动】生目睹调光灯亮度的变化，耳闻收音机音量的变化。

【学生发现】旋动开头，声音、光亮随之改变。

【学生提问】为什么旋动开关能改变电流大小呢？

【教师启发】能否利用手边的器材设计和连接能够改变电流的电路？

【学生活动】1.学生设计改变串联入电路中的小灯泡的个数的电路；2.学生把一段电阻丝或一段铅笔芯于小灯泡串联在电路中，用电线夹改变他们在电路中的长度等。

该问题的情境贴近生活实际，学生会以积极的态度参与学习，以饱满的情绪参与到问题的探究中。

2.设计开放问题，引导学生实践

我国传统的教学注重问题的唯一性，没有唯一答案的问题不上课本，没有固定答案的问题教师不讲，这大大制约了学生的创造性思维。实际的问题往往是开放的，没有唯一正确的答案，教师要向学生不断提出具有挑战性、激励性的问题，不断地激发学生的思维。

课例3“设计实验测物质的密度”教学片段

【教师活动】请同学们利用下列仪器：天平、量筒、刻度尺、水、烧杯、铁架台、测力计、细线设计不同方案，测一个规则的小铁块的密度。

【学生活动】学生分成若干小组，讨论异常激烈，最后由每个小组长代表该组把设计方案呈现给师生，各小组间参与交流（师生间交流）。

【师生活动】总结出不同的方法如天平法、量筒法、测力计法、刻度尺法、基本法、杠杆法等。

【教师活动】要求每个小组至少用三种方法实测小铁块的密度。

【学生活动】各小组动手操作实验，记录数据，汇报结果。

该课例的问题本身就是开放性的，学生的活动过程也是开放性的，学生做到了积极参与和有效参与。在各小组动手操作实验中，由于方案各不相同，教师要分组进行指导，如器材如何组合、如何放置，数据如何观察、如何记录、如何处理等，由于学生有充分的自主学习时间和互动的交流空间，创设了民主、和谐、自由的教学氛围，充分体现了探究、自主、合作的新课程理念，有效地培养了创新精神和实践能力以及相互协作的团队意识。

3.鼓励学生实践，勇于提出见解

教师还可开放实验室，鼓励学生大胆探索，敢于通过实验提出自己的见解，发表自己的看法，并能通过实验进一步验证问题的真伪，如“用变阻器改变电路的电流”实验中，学生发现滑片移动时，电源两端的电压表示数随之改变，这一发现与平常所说的电源电压一定的结论是矛盾的。教师要抓住这一契机，鼓励学生大胆提出自己的想法并设计实验，比如设计串联和并联这些链接方式不同的电路，还可以在同一电路中接入数目不同的用电器进行观察和实验，记录并进行分析，研究矛盾的焦点，从而有效地激励学生的创新动力。

学生创新能力的培养，需要教师创设生动、活泼、自由、民主的课堂氛围，让学生在自我构建的过程中，张开思维与想象的翅膀，寻找解决问题的策略。教师要及时引导和发现学生独特、新颖的思维和方法，在学生感受和理解知识发生和发展的过程中培养学生的创新能力。

（作者单位：武汉经济技术开发区第二初级中学）

责任编辑 王爱民