高中物理教学如何培养学生的创新思维能力

刘仲祥

摘要：本文主要就高中物理教学中学生创新思维能力的培养进行了探讨，分别从培养发散思维，深化实验教学，发展求同思维和求异思维和培养理论联系实际能力四个方面展开了探讨，希望起到拍砖引玉的作用。

关键词：高中物理；课堂教学；创新思维；能力培养

物理创新思维是在已有物理知识和经验的基础上，通过一些物理现象、过程和事实，来总结出的新概念、新规律以及完成新理论的思维过程。从学生的角度来说，物理创新思维主要指学生以前没有接触的、不涉及社会和科学价值的创新思维。只要学生在学习时有新的思想方法和新的设计观念等，都能视为创新思维。在当前的高中物理教学中，应该把培养学生创新思维能力纳入教学目标当中，让学生学会自己思考和探索。

一、鼓励寻找发散理解物理规律，培养学生创新思维能力

知识是有限的，而想象是无限的，学生的思维里充满着想象，丰富的想象力是其创造的源泉；而高中物理教材为学生提供了丰富的想象材料，教师要挖掘这些材料丰富的内涵，发散理解物理规律，促进学生进行知识创新，顺利解答物理问题，开展一题多解、一题多变，培养学生的创新意识，通过寻求题目的多种解法，鼓舞和鞭策学生的创新情感。例如，在高三复习氢原子能级内容时，可以设计这样的问题：已知氢原子基态能量E=-13.6eV，半径R1=5.3A，求：当半径R增大时，电子的动能Ek怎么变化？电势能怎么变化？氢原子的能量怎么变化？解答这些问题后，鼓励学生根据这些条件提出并解答问题，如此一来学生的思维充分地发散开来了，学生会提出很多有价值的问题，如：氢原子处在N=2能级时，其电子绕核运行的等效电流？为使处于N=2能级的氢原子电离，照射光的频率至少应多大？氢原子从N=3，自发跃迁，能放出几种频率的光子？氢原子从N=4能级自发跃迁时，辐射出光子的最大波长为多少？这样，在教师的启发、引导下，学生学会了自行变换，自行设疑和解答问题，无形中实践了创新思维，并体现了自身创新价值，对于逐步培养学生形成完整的创新思维空间和创新思维体系非常有利。

二、深化实验教学改革，培养学生的创新思维能力和综合运用能力

物理是是一门以实验为基础的自然科学，所有的物理知识都是在实验的基础上建立起来的。因此在高中物理教学中要广泛开展物理实验教学，不但可以提高学生的综合素质，而且能拓宽学生思维和培养学生创造思维和综合能力。因此，根据教学的实际需要和具体情况，大胆进行实验改革，充分利用现有的实验条件为教学服务，并鼓励学生从生活中寻找器材。如在探究滑动摩擦力与接触面积是否有关时，让学生提供大长方体木块、小长方体木块。在做实验时，有的学生会选择大小两个木块进行实验，我们教师就可以抓住这个机會引导学生分析大小两个木块除了跟桌面的接触面积不同外，对桌面的压力也不同，压力的大小会影响滑动摩擦力的大小。在这样的实验情景下，既引导学生理解了控制变量法在物理实验中的应用，也引导学生根据此研究方法如何确定探究步骤、选择实验器材。不但使学生们学到了知识，而且培养了学生们的探究能力和创新思维能力。

在物理实验课的教学中，必须要大胆进行探究性和创新性实验，让学生透过实验现象分析和总结规律，从感性认识上升到理性认识，从而培养他们严谨求实的科学态度，以及根据实验现象分析综合得出正确结论的能力。

三、鼓励学生发展求同思维和求异思维，培养创新思维能力

求同思维就是在不同事物中找寻相同点，而求异思维是在同类事物中寻找不同点。将求同思维与求异思维相结合，能够使我们在同中求异和异中求同的过程中，准确把握事物间的相互联系，从而对事物有更深刻的认识。在物理教学中，运用求同思维和求异思维对相关知识点进行分析比较，有利于促进知识间的融会贯通，加深对物理知识的掌握。如力学部分的路程与位移、速度与速率、质量与转动惯量、力与力矩、惯性系与非惯性系；电磁学部分的电场与磁场、电场线与磁感线、电路与磁路、动生电动势与感生电动势、自感与互感、顺磁质与抗磁质：波动部分的振动与波动、干涉与衍射、等倾干涉与等厚干涉；热学部分的热传导现象、扩散现象、粘滞现象的异同比较等。

在教学过程中，教师应积极引导学生充分展开求同思维和求异思维。如运用求同思维比较重力、弹性力、万有引力、电场力做功的共同特点，引入保守力和势能的概念；通过与机械振动的类比来学习电磁振荡：应用求异思维，就某一物理问题尝试多种不同的解决方法等。特别是要鼓励学生打破常规，敢于异想天开，提出新颖独特的解决问题的方案和方法，使学生在求同求异中发展创新思维能力。

四、培养理论联系实际能力，形成创造性思维能力

理论联系实际，也是一种创新过程，要把物理规律应用实际，就要求进行联系实际，观念重组，规律详化，试验改进等一系列的类比、创新活动。另外，物理的课外活动和小实验等，也是培养学生理论联系实际、形成创造性思维个性的有效行为。例如，学生在学习了变压器知识后，提问：现在彩电的工作电压为90V～240V，有些地区深夜的电压常超过250V，那么怎样才能利用变压器来保护电视机呢？学生提出了各种各样的解决方案，其中有一位学生提出了一个很好的方案：用额定功率50W的普通变压器连成自耦变压进行降压，如图1所示，把副线圈输出36V的一端与220V的一端串联起来，这样电视机上电压U=U电源×一V，即使电源电压上升到250V，电视机上图1的电压也只有220V，若电源电压狂跌到140V，电视上电压仍有120V，因自耦式变压器的额定功率是同样感应式变压器的5～7倍，选额定功率50W就足够了，这种效果是惊人的，不但成本低，且具有一定调压功能，这是一项巧妙的创新连体，就连专业人员也拍案称绝，可见培养学生理论联系实际的能力，形成独特的创造性思维个性是多么的重要。

物理教师在实际教学中可以根据具体的教学内容，加入一定的物理学史知识，如“伽利略的自由落体实验”、“牛顿运动定律的创立”、“爱因斯坦创立相对论”等，不失时机地对学生进行物理学史教育；同时，在实际教学中，改革开放以来我国在航天领域和高科技领域中所取得的巨大成就。通过这些知识的介绍，可使学生更加了解科学家们对科学的态度，研究科学的方法以及他们热爱科学，从中受到良好的科技意识教育。

（作者单位：甘肃省通渭县马营中学，甘肃 定西 743306）endprint