在高中物理教学中培养学生创新能力的尝试与思考

【摘要】创新能力是一个民族兴旺发达的根基。作为理科的物理更是肩负着创新能力培养的时代使命。结合高中物理课堂教学实践，本文从创新意识、创新精神、创新思维、创新方法、创新实践等五个方面开展教学尝试，并有一些自己的创新思考。本文对于高中物理教学中培养学生的创新能力有一定的启迪和指导作用。

【关键词】创新意识 创新精神 创新思维 创新方法 创新实践

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）33-0117-02

创新是时代发展的不竭动力，是人类进步的内在追求。在社会化高度发达的今天，高科技发展对新时代的人才提出了创新能力培养的需求。作为理科学习中难度较大的物理学科，更是肩负着培养学生创新能力的时代使命。本文尝试从創新意识、创新精神、创新思维、创新方法、创新实践等五个方面的培养入手，探讨学生的创新能力的培养问题。

一、培养创新意识

创新意识又称为求新意识。创新意识包括了创造动机、创造兴趣、创造情感和创造意志等方面。创新意识其实就是人们对于创新及其价值的认识。对创新的认识水平、认识程度决定了人们对待创新的态度。创新意识是人们在创造活动中表现出来的意向、愿望和设想，是我们创新的精神动力。

培养学生的创新意识首先要激发学生的好奇心和求知欲。教学中我们要有意识的通过激励性的语言和崭新的材料来培养学生的创新意识。如讲电场和磁场时，由于我们平时接触的物质都是具体可感的实物，因此学生对于电场和磁场的物质性较难接受。为此，我一方面从物质的定义即物质是客观存在，来帮助学生认识到电场与磁场的客观存在性。同时，进一步讲述场是物质存在的一种形态，可以通过一定的方法检测到。我们已经学习过的物质存在三种形态，即固态、液态、气态。其实远不止这三种。还有凝聚态，等离子态，反物质、场共七种。不少科学家还提出可能存在第八种形态，有待进一步研究证实。学生普遍都对我们的宇宙有强烈的好奇心，因此，讲述物质的形态容易加深学生对电场和磁场的物质性的认识，同时激发了他们强烈的求知欲，培养了他们的创新意识。

二、培养创新精神

创新意识主要是指创新的动力来源，即创新的兴趣、动机等，它源自于我们人类的好奇心和求知欲。创新精神则是创新过程中的意志、信心、勇气和智慧等的表征。如果说创新意识是创新前的准备的话，创新精神则是在创新意识基础上对创新过程的坚持与执着。创新意识引导学生走向创新之路，创新精神则激励学生坚持创新历程，走向创新辉煌的终点。

培养学生创新精神，首先要鼓励学生向老师提出质疑性问题。学生小时候会提出很多问题，但随着学习的深入，学习难度的加大，学生反而不敢问老师问题了。主要原因当然是怕自己问的问题过于“幼稚”而招来同学的嘲笑。为此，我们老师要鼓励学生大胆的质疑问难，让问问题的孩子感觉自己的问题有意义。对大胆提问的同学进行表扬，鼓励其勇于发现问题，勇于提出问题。重视学生的问题有助于培养其热爱物理的创新精神。

其次，培养创新精神可以定期举行一些科技讲座。利用学生对于宇宙人生的好奇，可以定期举办一些他们自己准备的科技讲座。如同学们对于外星人感兴趣，我让他们收集资料，然后请对外星人有浓厚兴趣的同学登台开讲座。他的讲解引经据典，把我和同学们的注意力引向那无限广袤的宇宙。同时，通过讲座引发了大家对宇宙自然的好奇。黑洞、虫洞、物质与反物质、量子卫星等都是同学们热门的话题。

再次，培养创新精神要与学生的思想教育相结合。如，今年6月6日，“全球航天探索大会”在我国北京开幕。为此，我让对航天事业有浓厚兴趣的学习小组“航天组”做了专题报告讲座。通过讲座同学们知道，自92年起，我国已经将11名航天英雄送入太空，并成功返回。杨利伟是我国第一位进入太空的航天英雄，刘洋是首位进入太空的女航天员。我国在2016年就和美国并列登上了世界航天发射的冠军宝座，我国的航天成就举世瞩目。这些成就激起了同学们的爱国豪情和创新精神，纷纷表示要学好物理，将来更好的报效祖国。

三、培养创新思维

创新能力是以创新思维为基础的。因此，培养学生的创新能力的核心就是培养学生的创新思维能力。

首先，创新思维体现为思维活跃，能够发散思维和多元思考。

例：一辆汽车以的速度行驶，刹车后以加速度匀减速行驶。某观察者在1s内看到汽车通过的位移。求汽车应在观察前几秒开始刹车？

上课时我只是分析基本思路和基本方法，求出观察前6s开始刹车。然后启发同学们用多种方法求解，进行创新思维活动。绝大多数同学都提出了三、四种解法，还有些同学列出了七、八种解法。同学们分别用位移公式、即时速度公式、某段位移上的平均速度等于中间时刻的即时速度公式和图像法求解。还有的把这个运动倒过来看，是初速度为0的匀加速运动。用连续相等的时间内的位移之比等于连续奇数之比，用公式等求解。一题多解的发散思维大大调动了学生的积极性，培养了学生用多种方法解题的能力。

其次，创新思维通常表现为对问题的整体思维能力。整体思维适用于求系统所受的外力，作为整体的几个对象之间的作用力属于系统内力不需要考虑，只需要考虑系统外的物体对该系统的作用力，故可以使问题化繁为简。

如，在粗糙水平面上有一个三角形木块A，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为和的两个木块B和C，如图1所示，已知，三木块均处于静止状态，则粗糙地面对于三角形木块（ ）。

A.有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向右

B.有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向左

C.有摩擦力作用，但摩擦力的方向不能确定

D.没有摩擦力的作用

由于三角形木块和斜面上的两个物体都是静止的，可以把它们看做一个整体，如图2所示，这个整体竖直方向上受到向下的重力和向上的地面支持力，处于平衡状态，水平方向无任何滑动趋势，因此，不受地面摩擦力的作用。选D正确。

创新思维除了发散思维、整体思维外，还体现为简单化、理想化思维。如在力学的受力分析中把物体看着是理想的刚体，把受力重心当做一个点。这种理想化的思维摒弃了很多无关因素，从而使思考过程变得简单。

另外，创新思维还需要突破常规的奇思妙想，也可以换个角度思考，可以培养学生逆向思维能力等等。

四、培养创新方法

创新的方法是在创新思维的基础上发展起来的一些快速思维模式。如，前述的整体法、理想化方法、多角度发散法等等。常常有一些同学解题时有什么瞬间秒杀的方法。这就是他平时注意总结思考，得出了一些自己的创新方法的缘故。

下面，我以弹性碰撞为例，探讨一些物理解题中的创新方法。

弹性碰撞是妙趣横生，耐人寻味的特殊碰撞。设主碰球质量，被碰球质量，根据动量守恒和机械能守恒，有：

（1）（2）联立，解得：

这个结论虽然具有对称的美感，但相信不少同学对它还是感冒的，感觉它太复杂了点。但没有关系，我们可以以此为基础，得出以下一些创新的解题方法。

例如，我们可以得到一个鲜为人知的结论：。这个结论可以秒杀下面这道选择题：

例：质量为M=3kg，速度为的小球，与质量为m=1kg，速度为的小球发生正碰，以下各组答案表示完全弹性碰撞的一组是（ ）。

A. B.

C. D.

直接套用结论，可以很容易选择A。这个结论也可以简单判断和区别弹性碰撞。

其次，通过进一步思考，我们可以得到一些新的结论，产生一些解题的创新方法。如：若m1=m2，则。相对于两个质量相等的小球弹性碰撞后，它们交换了各自的速度。这样我们如果找两个质量相等的刚性小球，相继悬挂成为钟摆，同时由静止自由释放，它们碰撞后不断交换自己的速度，导致摆的角度也不断交换，让我们看到一个妙趣横生的钟摆碰撞现象。

再特殊化，若m1=m2，且，则有。这就是英国皇家学会的一个很著名的实验。在天花板上悬挂很多相等的摆长的钟摆。当第一个小球摆下去后，这个速度会依次传递到最后一个小球，最后一个小球也就摆到第一个小球原来的高度。然后又不断往复的摆回去。这样，中间的小球不运动，只起到传递速度的作用。

若，且，则。这个结论可以解释一个大人跑步时不小心撞到小孩，小孩更容易摔倒。如果远远大于，即，且，则又有。这就好比飞机撞到小鸟，小鸟很受伤，飞机却没有损伤一样。在α粒子散射实验中，为了排除α粒子大角度散射不是电子造成的，课本用了这样的比喻：α粒子遇到电子就像高速飞行的子弹遇到一粒尘埃一样，电子的作用可以忽略。

若，且，则。这个其实就是小球被反向弹回。若，且，则，这就是成语蚍蜉撼树，树没有受到影响，蚍蜉被弹回。乒乓球碰到墙壁以后也被反向弹回，它的动量发生了2倍的改变。即。气体分子持续频繁的碰撞器壁，给器壁一个持续恒定的压力，而每个分子都被反向弹回。

这样，通过特殊化的方法，以及感性与理性交织的发散思考方法，我们可以让自己的创新思维走得更远，从而产生更多的创新方法。

五、加强创新实践

开展多种实践活动进行创新实践。

首先，我们要充分做好书本上的分组实验。教材中的分组实验全部都让学生分组做好，另外还从演示实验中挑选一部分让学生自己做，增加学生动手机会。只有多动手，才能培养自己的实践能力，增长才干。

其次，加强课堂互动。如，对实验中的误差产生原因组织学生认真讨论。并让学生自己提出改进措施。对较好的措施进行表扬，鼓励同学们改进某些实验环节，如《研究平抛物体的运动》实验中，用一个带圆孔的小卡片，找出小球平抛轨迹上的一系列位置，同学们操作起来很不方便，学生想出了很多改进方法，学生用自己改进后的方法操作，效果很好。创新实践能力也得以提升。

最后，要充分利用书中的小实验、小制作，引导学生在课外自己动手做，以培养学生的实验兴趣和动手能力。高中课本中的小实验学生全部都做，并写出实验报告或者小论文。每一学期进行一次检查评比，每一学年搞一次小制作、小论文交流和展览，对有创新的给予奖励，大大调动了学生动手做实验的积极性，培养了动手能力。

综上所述，高中物理教学肩负着培养学生创新能力的时代使命。我们要在有限的课堂教学中激发学生的创新意识，坚持创新精神，培养创新思维，不断改进创新方法，投入到创新实践中去。创新意识、创新方法、创新思维、创新方法、创新实践是一个逐渐强化的精神之旅，陪伴我们物理学习的每一次努力！愿高中物理课堂培养出更多具有创新能力的新时代学子！

参考文献：

[1]师文惠.物理其实很简单[M].江苏凤凰教育出版社，2016、06.

[2]李仲旭.巧学妙解王（高中物理）[M].河南科学技术出版社，2011、10.

[3]范长虹.高中物理教学中对学生创新能力的培养探究[J].西部素质教育，2017（02）：219.

作者簡介：雷红媛（1972.08-），女，福建宁化，本科，中学一级，如何提高课堂效率。