培养创新能力 挖掘学生潜能

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创新是一个民族的灵魂。培养学生的创新精神和创造能力已经成为我国推行素质教育的重点，许多著名的心理学家都认为人拥有巨大的潜力和能力，在这些潜力中，创新能力又属于最有价值的能力。如何将这种潜在的创新能力转化为现实的创新能力，关键在于培养。笔者在中学物理教学实践中体会到，要挖掘学科特点，精心设计课堂教学过程，完善学生的认知结构，合理安排创新实践活动，是提高学生的创新能力的重要内容。现就笔者在新的课程改革教学实践中，所做的一些实验，谈几点感受。

一、重视物理规律发现过程的教学，使学生掌握创新的基本方法

物理规律的发现与完善过程，都是人们运用创造思维不断创新的过程，在发现规律的过程中所创造出来的新方法是人类极其宝贵的财富，在进行某一物理规律及定律教学时，笔者有意识地补充了一定量的与这一规律的建立过程有关的内容，让学生领悟科学家的智慧与艰辛。

例如：在学习欧姆定律的过程中，一开始学生都以为研究通过导体的电流和导体两端的电压之间的关系是不困难的，只要用电流表、电压表再加上可变电阻器等组成的电路即可。可是笔者告诉他们，在欧姆那个时代，非但没有电流表、电压表等仪器，而且连电流、电压和电阻的定义都没有，欧姆所面临的困难是可想而知的。为了测量电流，他经历无数次失败，用自己的双手制作了相当精密的电流扭秤。最初电压很不稳定，实验工作遇到很大的困难，经过5年他才找到电压稳定的电源，共经过十年细致研究，终于取得了成果……在学习欧姆定律诞生过程的同时，笔者还结合欧姆的实践，介绍了用图像法线探究新规律的方法。

教学过程中，笔者还结合牛顿运动定律介绍了“理想实验”、“推理”、“实验研究”等研究方法。结合气体定律介绍了“分析法”，结合能量的转化和守恒定律介绍了“综合法”。使学生比较系统地掌握了一些重要的科学研究方法。有的学生深有体会地说：物理定律是宝贵的，但研究物理定律的科学方法更宝贵，谁掌握了这些方法，谁就能不断地去探索大自然层出不穷的奥秘，谁的创新能力就会大幅度的提高。

二、在物理规律导出过程中，注意引导学生独立思考

物理规律的导出通常采用实验归纳法或理论分析法，然而教材上或教师所采用的规律导出的方法，未必就是符合学生心理特征的最佳方法，在教学过程中，教师应该鼓励学生独立思考，大胆质疑，敢于发表自己的不同看法和做法。

例如，在研究自由落体运动性质的教学时，为了增加教学效果，笔者根据教材中的彩色闪光照片复制一张投影片，进行投影放大，却遇到学生的质疑，不少学生认为这不是闪光照片，有的学生还大声询问：投影片数据是否进行了加工？为此，我充分肯定了学生敢于质疑的精神，然后组织学生在课堂上利用打点计时器测量数据，研究自由落体运动的性质，从而较好地完成了教学任务。

没有质疑，没有独立思考，就没有创新，在物理规律导出的过程中，应该提高学生思维的批判性，使创新精神进一步增强。

三、改进物理实验教学方法，培养学生的探究精神

物理规律是在观察、实验的基础上通过分析、计算归纳得出的，其正确性应受到实践的检验，因此，认真做好物理实验，改进实验教学方法，对于培养学生的探索精神具有十分重要的意义。

对于演示实验，教师应该努力创造条件，力求增加实验的可见度，同时对于部分演示实验，教师通过努力也可以将其转化为探究性实验，例如，胡克定律在中学教材中是直接给出公式F=kx，这对于培养学生的创新精神极为不利，我们可以用劲度系数较小的弹簧或橡皮条进行演示实验，这样处理的结果是实验可见度大，有利用于学生观察实验现象，总结实验规律；也可以利用物理实验室现有的螺旋弹簧、刻度尺、钩码、铁架台等器材进行分组实验，让学生进行实验探究，得出胡克定律，从而提高学生的实验能力，培养学生的探究精神。

对于分组实验，可以把某些验证性实验改成探索性实验，提高学生的创新能力。例如，验证牛顿第二定律的分组实验，可以转化为探索性实验，让学生先用实验探索加速度和力的关系，以及加速度和质量的关系，然后启发学生分析实验结果，得出牛顿第二定律的结论，使学生享受实验成功的喜悦，学生创新精神在探索实验过程中得到进一步培养。

对于新教材中的迷你实验，要求学生自筹器材，按时去做，在课堂教学中要留有时间，进行交流与评价，对于实验性习题，要开放实验室，让学生进行研究性学习，使学生尝试成功，尝试创新，实验是学习的一种重要的实践活动，只有在实践中学生才能发挥和提高自己的聪明才智，才能发展创新精神。

我们还要重视实验误差讨论，实验离不开测量，测量是实验科学最本质的东西。从某种意义上讲，结果准确的实验就是成功的实验，反之就是不成功的实验。因此研究误差往往是创新之源。在教学过程中，应该让他们掌握一些必要的实验误差的基本知识。在实验方案设计时，要求学生尽量减少实验的系统误差；在选择实验器材时要考虑它的精确程度；在处理实验数据时要采用尽量科学的方法。这个过程实际上是科学方法或创新方法的教育过程。并且要在一定的知识基础上才能提出新的方案。

例如：在利用打点计时器测重力加速度的实验中，有部分同学的测量结果存在比较大的误差，对此问题感兴趣的学生，利用课余时间查找相关的资料，提出了测量重力加速度的不同方法，用光电门测时，用滴水法计时，用单摆测重力加速度等，笔者及时对学生进行引导，并为这些学生提供实验设备及指导，把学生分为几个探究小组，用不同的方法测重力加速度，针对实验存在的误差不断改进实验。在对全体教师的展示课上，4个探究小组，现场做实验，测量数据，比较准确的测出海口的重力加速度g 值接近9.79m/s２，并进行了误差分析，充分展示了学生的创新能力。

四、在物理规律应用中，注意发展学生的发散思维

发散思维又称求异思维，是创造性思维的一种重要的思维方式。在物理规律应用中，教师应引导学生沿着不同方向、不同角度思考，从多方面来探索问题的结果，提高学生创新思维能力，在应用物理规律处理物理习题时，可以根据内容选择具有一题多解、一题多变、一题多问的习题，激发学生的发散思维。

例如，在研究匀变速直线运动规律之后，可以选择一道简单的习题：某辆汽车由静止开始做匀加速直线运动，它在第1s内通过的位移为2m,求在第3s内通过的位移是多大？让学生探索多种解法及最佳解法，然后再把上题稍加改变，进一步让学生思考。

A、求上述汽车通过第3个2m位移所需的时间，你能用几种方法解题？最佳方法如何？

B、若上述汽车以同样大小的加速度，从速度为20m/s开始做匀减速运动，它在开始减速后的6s时间内通过的位移是多少？它刚停止前1s内通过的位移是多少？

C、若这辆汽车刹车时能产生的最大加速度值为10m/s，司机反应时间为0.5s，若汽车以20m/s的速度前进，司机发现前方有危险时立即制动，问停车时距开始制动点的距离为多少？

学生通过以上习题的解答，能够使其思维定势的消极影响得到克服，发散性思维将会得到加强。

同样，在力学部分进行综合练习时，也可列举“子弹打木块”的模型，让学生能够分别运用牛顿运动定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理、能量守恒定律、运动速度图象等方法求解，使发散性思维受到强化训练。

五、挖掘物理课外活动的特点，和学生一起共同创新

学生在校的学习，大都是以课本为本，以《大纲》为纲，进行反复训练。不难看出，学生的接触面太窄，思维空间太小，思维模式太陈旧。针对这些情况，可采取举办讲座，创办创新教育实验室，组织各种实践活动等形式来拓宽学生的思维空间和活动空间。

举办的讲座的主要话题是怎样创造性解决问题。从中传授一些创新技法。如列举法、组合法、缺点列举法、逆向思维法、联想法等，并结合实例为学生进行详尽的分析。学生从中悟到进行科学研究、创造发明并不神秘。只要通过自己独立思考，提出自己独特的见解，解决问题不循旧规、不走旧路、不死搬某一固定模式，就属于创造性的思维活动。此时的心理活动与科学家的心理活动没有原则上的区别。鼓励学生多注意、多观察、多思考身边发生的事情，用审视的眼光，不满足现状的心理看待事物，脑海里经常萌发出革新念头。

经过师生的共同努力，在这几年的创新大赛中，我校学生的《自动式报警防盗节能开关门》、《课外物理》、《新能源的探索——水果电池》、《基于电话线路的远程家电控制器》、《盲人取水杯》、《消防通道应急照明灯的改进》等作品多次获得海南省创新大赛一、二等奖。

实验和实践是物理学科的特点，也是创造的基础和源泉。我国创造教育的先驱陶行知先生早就指出：“行为是老子、思维是儿子、创造是孙子。”并认为“由行动而发生思想，由思想而产生新价值，这就是创造过程。”重视实验、实践和方法的教学，培养和发展学生的创新能力，是我们每个教师应注意的问题。在创新教育大环境基本形成的今年，我们要不辱使命，培养出能与现代竞争中制胜于世界的新一代青少年。