高中物理教学如何培养学生的创新能力

陈知镜

江泽民同志说过：“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。”社会的进步和发展，需要大量的创新人才，因此实施创新教育培养创新人才，已是刻不容缓了。高中物理教学应以课程内容的思想性和教学过程的探究性为理念，充分发挥学科优势，培养学生主观能动的创新意识和科学探索精神，实现创新能力的提高，有效地培养出创新人才。本文就物理教学中如何培养学生的“创新”能力谈谈自己的粗浅看法。

一、激发学习兴趣，培养创新意识

兴趣是学习的内在驱动力，也是创新的最大推动力，在认识活动中起着启动、定向和推动的作用。创新的过程要靠兴趣支撑，没有兴趣就谈不上培养创新意识。因此培养学生的创新意识，要先培养学生浓厚的学习兴趣，充分调动学生的学习积极性，挖掘他们的智力潜能并处于最佳活跃状态。这就需要教师独具匠心，运用生活中的实例，巧妙的创设情境。如学习平衡知识时，利用多媒体演示：啄木鸟静止时，能在钢丝上稳稳的停住，振动起来却停不住了，而且是“边啄边往下滑”。为什么静止时能停住，振动起来却停不住?为什么是断断续续的滑下来，而不是连续下滑呢?奇特的自然现象，引发了学生强烈的好奇心和求知欲，激发了学生的学习兴趣，诱发了学生探根求源的愿望。也可以巧妙的提出一些容易引起错觉的事例，或欲答不知其理的想法，或百思不得其解的问题，来激发学生的学习兴趣。如《摩擦起电、两种电荷》的教学，带四根一端膨松的塑料捆扎绳(选在干燥的晴天)，哪个同学能把膨松的一端捻紧聚在一起?学生认为小事一桩，争先恐后的举起手来，每组选派一名代表到讲台操作，结果事与愿违，不但没有把绳子聚拢在一起，反而更膨松，越用力捻，膨松得越厉害。学生感到非常惊奇，怎么会这样呢?迫切想知道其中的奥秘，学习兴趣很快就被激发了。这样有目的地给学生设置“障碍”，保持刺激的新颖性，不断引发学生的好奇心，启迪学生的创新思维，引导学生大胆探索，排除“障碍”，让学生尝到创造和成功的喜悦，并保持旺盛的进取心，达到激励创新的萌芽产生。

二、巧妙设置疑问，诱发创新欲望

“学始于思，思始于疑。”“疑”是思维的开端，创造的基础。教师应以学生原有的基础为依据，顺着知识的阶梯，精心设计疑问，提出一个个富于思考和进取的问题，置学生于新旧知识、感性认识与理性认识、个人经验与科学概念的矛盾冲突的漩涡中，让学生带着问题学习，充分调动学生的质疑意识，久之必能习惯成自然地形成思维动势，化入潜意识之中。如学了电磁感应现象后，学生对电磁感应现象中电能的来源产生了疑惑，在《电磁感应中的能量转化》的教学中设计这样几个问题：为什么线框在非匀强磁场中的摆动很快就减弱了?学生很快就想到了：安培力做负功，机械能减少，机械能转化为电能。那么能量又是如何转化的?学生经讨论后回答：洛仑兹力的作用。洛仑兹力又是怎么作用的?引导学生分解洛仑兹力，经讨论得出它的两个分力的作用。通过这几个问题的层层设问和讨论，激发了学生的思维火花，在调动学生积极参与创造活动的同时，也提高了学生独立分析问题、解决问题的能力，增强了学生的学习自信心。教师应鼓励引导学生主动质疑、敢于质疑，大胆提出问题；把握好难易度，尽可能避免学生提不出问题，否则将使学生的学习停止，也就谈不上有创新的欲望。

三、培养发散思维，拓展创新思维

发散思维是创新思维的核心，是一种不依常规，以问题为中心，从不同角度、不同途径寻求各种答案的思维形式。这就要求教师转变教学观念，走出传统教学中“重求同，忽视求异，重集中思维训练，忽视发散思维训练”的模式，克服单纯传授知识的倾向，注重培养学生的发散思维。开放题是培养学生发散思维的一种行之有效的途径，教师要摆脱习惯认识的束缚，挖掘教材中一题多解、一法多用、一题多变的教学内容，引导学生的思维从一个点发散到多个面、朝不同途径扩散开，突破思维定势的束缚。如《匀速圆周运动的实例分析》的教学中，学了“用细绳拉着小球在竖直面内做圆周运动，小球通过最高点的最小速度是多少?”后，进一步引导学生思维发散到：①小球通过最低点的速度多大?此时绳的张力多大?②小球通过与圆心在同一水平面的位置时，速度和张力各是多大?③把细绳改为细棒情况又如何?④如果小球在竖直光滑圆环的内侧滚动，则情况又如何?小球应从多高的斜槽上滚下，才能通过圆环的最高点?⑤小球在光滑的弯管内滚动(顺便分析汽车过凹形桥底部时情况)，则情况又如何?速度变大或变小时，管的内外侧受力将发生怎样变化?⑥汽车过凸形桥顶部时对桥面的压力及最大的速度多大?设问逐渐展开，学生的思维得到了拓展，有效地培养了学生的发散思维。教师应鼓励学生敢于想他人之未想，尽可能提出与众不同的新观点、新思想、新办法，寻找出各种可能的答案，达到举一反三的效果。并利用学过的知识和经验对各种方法进行比较，找出一个最优化的结论，达到收敛思维的目的。

四、培养探索精神，激活创新能力

物理学的生命在于创新，物理教育的精髓则是培养学习者的探索精神，科学家的许多发现、成就，都是他们不甘失败、艰苦探索得来的。教师不要急着把物理规律、原理直接告诉学生，利用学生渴望学习新知识的心理，引导学生运用学过的知识主动探索新知识，认真、思考，善于“钻空子”，做探索的有心人，只有激发了学生的探索动机，使他们迸发出创新的火花，才能激活他们的创新能力。如学习电功、电热区别时，用一台玩具电动机做了一个演示实验：①不让电枢转动，测出其两端的电压U，通过的电流，及电动机的电阻R，让学生计算U²t/R，UIt，I²Rt的值并比较它们的大小。②让电枢转动，再测出其U、I、R的值，让学生计算出U²t/R，UIt，I²Rt并比较它们的大小。为什么电枢不转时。在实验误差范围内U²t/R=UIt=I²Rt；电枢转动时，U²²t/≠Ult≠I²Rt?转与不转区别在哪里?引导学生探索，通过对比分析、归纳总结出原理和规律。实践证明这样对比探索，学生印象深刻，再次遇到此类问题时不易出错，而且学生的探索能力得到了提高，有助于培养学生的探索能力，把握了主动学习的方向，领悟到了探索与创新的乐趣，认识到探索与研究的真谛，学生的创新能力得到了培养。

五、注重实验设计，开拓创新能力

很多发明创造都是在反复实验和精心制作以后获得成功的，物理实验不仅能提高学生的观察、动手能力，还能增强学生的分析、解决问题的能力，而注重实验方案设计更是能开拓学生的创新能力。教师应引导学生迁移学过的实验原理和方法，运用学过的知识设计出新的实验方案。由于实验方案设计难度大，学生常常会卡壳，教师应了解学生的认知水平和知识迁移能力，有的放矢地给予启发和指导，并设置多个思维台阶，有效分步控制难度，逐步提高设计水平，达到培养学生创新思维能力的目的。如要求学生设计测重力加速度g的实验，这是一个较灵活的开放性问题，学生从不同的角度思考，得出了不同的实验设计方案：(1)让重物自由下落用频闪照相法测g；(2)让重物自由下落在打出的纸带测g；(3)利用单摆测g；(4)用重力和质量的关系G=mg测g；(5)让小球自由下落，测出球下落的高度h和时间t，由g=2h/t²得g；(6)用物体在光滑的斜面上从静止开始下滑的运动，由S=gt²sinθ／2得g；(7)利用跨过定滑轮悬挂的两物体的运动，由g=2h(m₁+m₂)/(m₂-m₁)t²得g。引导学生对每个实验方案进行分析，得出较理想的设计方案，通过这种自由度大、自主力强的实验方案设计，培养了学生灵活运用知识的能力，拓宽了学生的创新思维。

教师应从学生的年龄特点和认知规律出发，创造性地教学，培养学生的创新能力。同时要让学生认识到：自信是创新的前提，怀疑是创新的基础，不怕失败是创新的条件，锲而不舍是创新的保证。