物理课堂教学中如何培养学生的创新能力

 
内容摘要：创新教育是全面培养人的教育，创新能力的大小是一个人综合素质高低的体现。而课堂教学是培养学生创新能力的主渠道。本文就物理课堂教学中如何培养学生的创新能力谈笔者的看法。
关键词：素质教育 课堂教学 创新能力
21世纪国际竞争的关键在于人才素质，而人才素质的优劣则体现在其创新能力。这就要求我们的现代教育应担负起培养具有创新能力人才的重任。课堂教学是培养学生创新能力的主渠道。我国的中学物理课堂教学十分注重系统知识的传授，对于学生创新能力的培养还很不够，教师在教学中也较少考虑如何培养学生的创新能力。在进一步深化素质教育的今天，我们应该结合创新教育的精神，在物理课堂教学中加强对学生创新能力的培养。而在物理课堂教学中丰富学生的科学知识，培养学生的科学素质，增强学生的创新能力，是适应知识经济对人才要求的有效途径。近年来，我在物理课堂教学中对学生创新能力的培养进行了以下的探索：
（一）构建和谐、民主的课堂教学氛围培养学生的创新能力
在课堂教学中，我注意构建和谐、民主的课堂教学氛围，使师生交往的心理状态达到最佳水平，以保证学生心情舒畅、思维敏捷，使各种智力和非智力的创新因子都处于最佳活动状态，从而提高教学效率。当学生的思维活动和结论超出自己所设计和期望的轨道时，不要强行把学生的思维纳入自己的思维模式之中，用自己或教材上的结论束缚学生的创新思维，更不能用粗暴的方式来中断学生的思维进程。如在课堂教学中，某个学生提出了与自己截然不同的见解，不应该只是简单的否定学生，而应引导学生审视其观点，并得出正确的结论。这样做可以保护学生学习的积极性，使学生树立起进行独立学习及创新的自信心，使其创新思维处于活跃状态。
在课堂教学中，我还鼓励学生大胆质疑，欢迎学生与自己争论，给予学生发表意见的机会。并教会他们质疑的方法，多给他们质疑的机会，培养他们质疑的勇气，使学生逐步具有创新的意识。例如在“摩擦力”的教学中，我引导学生去分析哪些摩擦是有益的？哪些摩擦是有害的？怎样增大有益摩擦？怎样减小有害摩擦？进而引导学生质疑，可不可以把摩擦减小到零？能不能创造一个没有摩擦的世界呢？然后师生展开辩论。又如在"内能及环境保护"的教学中，启发学生质疑：既然化石燃料的使用会污染环境，能不能不用化石燃料，去开发新的无污染的能源呢？然后让学生充分发表意见。再如在浮力教学中，我先给学生准备了皮球、木块、空牙膏皮、装有水的水槽等器材。在上课时我设问：如果把皮球、木块、空牙膏皮同时浸入水中，这些物体将会怎样？然后让学生自己做实验，与设想的结果进行比较，产生矛盾，进行质疑。接着再问：如何能使空牙膏皮也能浮在水面上？让学生们讨论后，再进行实验验证。
在课堂教学中，为学生营造了宽松、愉快、和谐的创新氛围，可以增强学习中的民主性和学生的自主性，达到培养学生创新能力的目的。
（二）习题教学是培养学生创新能力的有效途径
在课堂教学中，我经常示范一些创新的思维方式及创造性解决问题的方案，结果这种创新示范对学生产生重要的、潜移默化的影响，学生有了跃跃欲试的创新想法，这就是其创新欲望的体现。我认为习题教学一定要跳出"题海战术"的误区，要使学生尽量从不同的角度，运用不同的方法来分析解决同一问题，运用一题多解、一题多变等形式使学生从单一的思维模式中解放出来，这样学生再见到新类型的问题时，就能以发散思维或集中思维等自己的创新方式来解答问题。例如：在进行电学实验复习时，我布置了一道题：有一个电阻值已看不清楚的电阻R1, 要测出它的阻值。手边只有一个电池组，一个电流表，一个电阻值看得清楚的电阻器R2和几根导线，你有办法测出R1的电阻值吗？让学生尽可能从不同方向、不同角度的思考，结果学生归纳出七种测法。通过训练，使学生解唯一答案的集中思维，拓展转变为多方位的发散思维。
（三）提出问题、解决问题的能力是创新能力的重要方面
在激发学生创新意识的基础上，我注意加强培养学生发现、提出和解决问题的能力。在课堂教学中，要为学生提供发现问题、运用知识解决问题的机会和条件，并使学生在学习过程中体会到创新的成就感。要充分挖掘教材在培养与训练创新能力方面的内在因素，设计恰当的物理问题，这些物理问题应满足如下要求：⑴有适当的难度，⑵在教和学两方面富有探索性，⑶能培养与训练学生的创新能力。在教学中要启发学生自己发现问题，自己解决问题，使学生逐渐养成独立获取知识和创造性地运用知识的习惯。在解答习题和演示实验的过程中，我不会直接把结论灌输给学生，而是对学生提出一些具体要求：如分析题目所提供的情境的物理过程、观察实验现象等，并给学生以适当的思考时间，使他们获得亲自得出研究结论的创新机会，在实施创新行为的过程中发展能力。如在“压力”和“压强”的教学中，我组织了以下问题群：在生活中你见到哪些压力？压力产生的原因是什么？方向怎么样？作用点在哪里？压力都是重力产生的吗？压力和重力有什么区别？压力的作用效果与哪些因素有关等，让学生看书、实验、思考、讨论回答。在此过程中，不仅使学生掌握了知识，而且使学生的思维得到了启迪，灵感得到了发挥，创新能力得到了培养与训练。
在解决问题，特别是解决实际问题的过程中，学生的创新能力将得到进一步地训练和发展。当然，这类题目绝对不是靠简单的死记硬背书本知识和套用这物理公式就能解决的，而是需要从创新的角度，运用创造性思维来解决。如这样一道题：有一把弹簧秤，发现用它测量 一块密度为Ρ的金属块的重力时超过它的量程，用它测量此金属浸没在水中的拉力时不超过量程，为了不损坏此弹簧秤而又想用它测出这块金属块的重力，你又何办法？……学生经过思考，也许会想到利用浮力、浸没、排水、平衡条件等知识来解决。又如这样一道题：烈日下，小明与几个同学到海滩游玩、烧烤。待到点火时，却发现忘记待火柴了。他们几个人的包中只有绳子、玻璃、放大镜、镊子、纸等物品，请你替他们想一想，可以用什么办法取火？……学生经过思考，会想到利用放大镜会聚阳光将纸点燃的办法。这类问题，既巩固了所学的知识，又培养了学生的创新能力。
（四）在物理课堂实验教学中培养学生的创新能力
在物理课堂实验教学中，不仅要让学生学会实验的具体做法，掌握一些基本的实验技能，还要引导学生学会研究物理问题的实验方法，为培养他们的物理创新能力打下良好的基础。如常用的间接测量的实验方法、"控制条件"的实验方法、"以大量小"的实验方法、测量微小量的"叠加法"、"替代法"和"比较法"等。要通过选择典型的实验(可充分利用教材中的小实验、学生实验等内容)，通过多种实验方案的设计、讨论和辨析来培养学生的物理创新能力。
另外，我还把某些学生实验和演示实验设计为探索性实验，使之达到不同层次的创新能力培养目标。探索性实验教学较课堂教学有更广阔的活动空间和思维空间，可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望。学生在自己探索物理规律的实验过程中可以把动手和动脑结合起来，锻炼和培养自己的创新能力。应选取合适的、需要探索的问题作为实验内容，在教学中可以利用新旧知识间的联系提出需要解决的问题，并设计一系列有针对性、启发性的问题作为铺垫，设计问题时应充分渗透创新能力的培养，要利用学生的原有知识，引导学生在运用知识的探索过程中有所创新地解决问题。要让学生明确探索性实验的基本环节，并在实验仪器的选取与操作、实验现象的观察、实验数据的处理、实验故障的排除及结论的得出等一系列环节中，及时对学生进行指导，使学生在相对独立的实验活动中体会创新的艰辛与愉悦。如在"电磁感应"一节教学中，我先让学生复习电流产生磁场的实验，然后提出：既然电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？接着提出：要证明磁场能否产生电流，需要哪些器材？（学生自选）每个实验小组选取所需器材，讨论实验方案，进行探索性实验（在此过程中进行引导点拔），实验结束后，要求学生写出实验结果，并试着上升为理论。在全过程中，学生会带着探索欲望做实验，促使他们认真仔细进行观察和思考，加上及时对学生予以赞赏和鼓励，使他们都有成功的快乐感，充分调动了学生学习的积极性和主动性。要培养学生的创新精神，教学活动应富有探索性，使学生在探索中产生各种疑问和设想。
另外，我还把实验内容和生活中的实际问题联系起来，使创新能力的培养和物理知识的学习紧密结合。
创新教育是全面培养人的教育，创新能力的大小是一个人综合素质的高低的体现。我们在大力提倡创新教育，培养学生的创新能力的同时，不能忽视知识教育和学生的智力发展水平。我们应把创新教育贯穿于整个物理课堂教学之中，把知识教育和创新教育有机地结合起来，使学生多方面的素质得到提高，让课堂教学真正成为培养学生创新能力的主渠道。只有这样，才能真正培养出具有创新能力的人材。