大学物理教学培养学生创新能力的策略

贵州医科大学神奇民族医药学院 安胜杨 丁大鹏

创新思维和创新能力是科技竞争的核心，也是培养人才的关键点，在教学中应该研究如何探索物理学习中的新事物、提出新的见解。物理学科是源自物理实验的科学学科，需要有归纳和总结性的科学思维，同时也是在严密理论体系之上不断发现新规律的学科，因此，物理具有较强的逻辑性，学习物理需要一定的科学思想。为了能够不断地开阔学生的物理学习思路，教师应该在大学物理教学实践中加入更多的探索方式，发挥物理学科研究方法多样性的优势。

一、基于以人为本的素质教育思想为创新能力提供基础

创新来源于自由的思维，只有学生的思维领域更为开阔，才能够有更多的创造力和创新思想，大学物理课堂能够为学生提供更加公平、包容的学习环境，这是一种在高层次的学习平台上鼓励创新思维和能力的尝试。由于大学生已经具备了一定的物理基本能力和学科素养，因此，在大学的学习环境之内，进一步激发学生的学习积极性，使其基本探究能力和物理学科素质得到全面、科学的发展，才有可能为创造力的培养提供坚实的“温床”。问题是创新的思维敢想才敢做，教师在物理教学中贯彻以人为本的素质教育，能够对于学生大胆思考起到积极的鼓励作用。学生是物理教学活动的主体，而物理创新思考的落脚点恰恰在于学生已经具备了比较扎实的基础知识和信息共享能力。

大学物理课堂上，教师和学生可以在一个公平的求知环境下沟通，教师提前布置预习内容、与学生讨论题目、共享课外学习资源，既可以训练学生的自学能力，又可以引导学生选取科学的研究方向，其调研和查阅的文献及资料反馈了自身物理创新能力的不同等级，在导师的帮助之下，学生不会走弯路、走偏路。在充分掌握基础知识的同时，大学生的物理思维逐渐形成，知识结构也趋向于更加完善的网络式物理理论体系，通过数值计算或物理理论模拟等方法，学生采集和处理物理数据的能力越来越强，有助于分析物理现象并总结物理规律。由于物理学科本身需要在大量的现象和感性素材的基础之上总结逻辑规律，因此，鼓励学生基于基本素材总结规律、提升科学推理能力，才能够逐渐使自身具备科学思维。大学物理教师应当向学生介绍物理学科的归纳、总结、演绎、推理方法，指导学生实现科学思维的突破，完善物理学习的实践，找到自主学习过程中的主要矛盾，解决创新学习进程中的各类困难。创造能力基于抽象与概括能力而产生，大学生必须要学会简化和提纯研究对象，才能突出大学物理现象的本质因素。把一类物理事物共同和本质的属性综合起来，就能形成对于物理知识的整体认知，这种概括的过程常常用来训练学生的抽象和概括能力。

二、以直觉思维带动大学生创造能力的发展

创造能力是一种发散的能力，这种能力基于创新思维的发展，以创造性的思维拓展为关键的指向因素。创造性的思维并不是一种基本的思维形式，而是一种基于各种思路的拓展，从中选取某种灵感的思维过程。创造性的思维既包含了上文所提到的抽象思维能力，也包含了形象思维和直觉思维。在大量的物理理论知识积累基础之上，大学生可能会对于某些物理现象、物理实验有一定的“灵感”（新想法），这是一种对新鲜事物和事物之间逻辑关系直接而敏锐的感知，有助于帮助大学生更快地接近物理学习的本质。物理学习是在大量直观素材的基础之上，创造性地总结和应用物理规律，并能够将普遍适应性的基本定律作为创造性思维基础的培养方式。激发学生的创造性思维，其关键在于帮助大学生发展直觉思维，提供萌发直觉思维和思维亮点的学习环境。

直觉思维是学生的思维迸发灵感的一种展现，只有在更为开放、活跃的物理学习氛围之下，在亲切、和蔼的导师指导之下，学生才会感受到学术交流的平等性，这种融洽的师生关系能够促进学生灵感迸发，使其直觉更加敏锐。虽然某些灵感看似新颖，但有可能欠缺推敲，不过，只要有创新性和开拓性的思路，教师就不应该直接反驳学生的观点，而是要循循善诱，引导学生思维发展导向，积极主动地关注学生的创新思路，引导学生进一步地完善新的思路、规范新的想法，乐于思考并勤于思考，在思考的过程中进一步迸发更加科学的物理直觉“因子”。事实上，在直觉思维迸发的一刻，学生已经有了自主学习的观念，但是仅仅有灵感是不够的。物理直觉思维的猜想需要在实验实践中进一步得到验证，直觉能力可以在物理实践中进一步得到训练和发展，学生的直觉思维需要在教师的引导之下变得更为科学，在大胆的实践及积极地验证之后，学生才能依据某些线索得出最终的正确结论。物理教师可以帮助学生创设实验和发明的环境指导，并鼓励学生进行一些小发明、小制作，激励学生积极地利用物理常识制作更加具有实用价值的实验发明。物理实验过程既是科学论证、合理猜想和物理预判的过程，也是锻炼学生动手能力和实践能力的进程，这对于学生来说，将是未来学习之路上的宝贵财富。很多学生在教师的善意鼓励之下，跃跃欲试，甚至对于某一问题“打破砂锅问到底”，为自己的猜想论证做出更多的准备。只要平时肯思考、多积累，注意拓展大学物理研究的思维领域，就能够借助多学科的研究经验，使得学生的抽象思维和直觉思维密切地联系在一起，激发创新的原动力。

三、以发散思维训练作为激发学生创造力的有效途径

创造性思维既没有固定的程序，也没有固定的思维方法，在科学理论的引导之下，集中的思维和发散的思维作为互相补充的两大思维方式，既辩证又统一。发散思维是一种从总体规律中求得差异的思维方式，是在培养学生集中思维的同时，同步解决物理问题核心内容的思维方法。发散性的思维有助于充分发挥想象力，突破原有的知识桎梏，从一个“点”向四面八方拓展思维，这是一种多样性的、多方向的推测和想象过程，也是一种试探性的思维发展过程。通过发散性的思维训练，学生有更广阔的思考场域，能够采用新的思路和方法解决物理实践问题。对于大学生来说，创造性学习指的是能够在某一领域有新的想法，有学术科研能力，甚至能够创造性地解决某一前人尚未妥善解决的科学问题，这种创新能力是具有不可替代性的，需要学生以自身的发散思维训练作为创造力的发展基础。

在物理教学中强化“问题思维”，并在“问题思维”的带动之下进行思维能力的训练，让学生养成多问“为什么”的习惯。在具体物理教学实践之前，设置多种问题情境或者变换问题的提示条件，以上的训练方法都可以使学生的思维具有多样性。虽然很多物理规律已经有了既定的推导思路，但是仍然可以借助多变的思路引发学生的多向度思维，通过局部剖析、定量计算、整体把握、正向演绎、逆向推导、反复论证等多种途径均可达到解题效果。换句话说，发散性的思维最容易激发学生的创造力，这是因为学生可以克服各种无关因素的干扰，使得思维不再局限于某一框架或某一思路体系。比如，在大学物理研究及教学中，可以采用一题多解的形式，结合多角度的解决方式，借助公式法、图像法解决运动学问题，借助隔离体法和整体法解决动力学问题。大学生借助新的思路，养成从不同角度、不同方面分析物理问题的习惯，从而能够一题多变，使用变式的计算方式立体化地理解物理事物的多种形态。

综上所述，创新能力基于创造性的思维生发，培养创新能力这对于大学物理教学来说是一个挑战。只有基于以人为本的素质教育背景，以直觉思维带动创造能力的发展，以发散思维促进创造能力的提升，才能够在提高学生思维品质的同时，进一步展示学生的创造潜能。对于大学物理教师来说，充分发挥物理学科的导师作用，坚持以人本主义的思想，带动素质教育，通过多途径、多方法，持之以恒地训练学生的创造性思维，必然能够提升新一代高等人才的创造能力，使其成为创新型、复合型的综合人才。