浅谈大学物理课堂中创新思维的培养

摘 要：大学物理学蕴含着许多创新思维，培养学生的创新思维是适应社会发展的需求，本文通过分析大学物理课堂的特点，提出在课堂中用直观演示方式培养学生的形象思维、用公式推导方式培养学生抽象思维，用课堂提问和课后讨论方式培养学生发散思维。

关键词：大学物理；形象思维；抽象思维；发散思维

Abstract：college Physics contains a lot of innovative thinking，the students creative thinking is the need of adapting to social development， By analyzing the characteristics of college physics class， this paper puts forward the idea of using visual demonstration to train students image thinking in class， and to train students abstract thinking by formula deduction， and to train students divergent thinking by classroom questioning and after-school discussion.

Key words：College Physics； image thinking； abstract thinking； divergent thinking

一、概論

物理学是以研究自然界的物质结构、相会作用、运动规律为对象的一门学科，是人类探索自然规律逐步形成的一门学科，古往今来，物理在社会发展和进步中都扮演着重要的角色，最重要是它和生活息息相关，物理的每一次重大的发现和突破都引发了社会的新方向和新领域，从牛顿力学推动第一次世界工业革命，标志着社会进入机械化时代，到发电机和电动机的发明加快了机械能，电能，光能之间的相互转化，使人们开启了电气化时代，再到19世纪量子理论和相对论的产生，是人们进入信息化时代，当今，物理更是现代科学技术和高科技技术的重要理论基础[1]。物理研究的内容对象从宇宙中的星系、航天、天文到小到肉眼看不到的分子、原子、电子。物理学对化学、地球、经济、生物、医学、天文、甚至经济都起到不可磨灭的推动作用[1]。而物理的每次进步和成果都是创新思维的体现，创新思维是具有开创意义的一种思维活动，是以感知、记忆、思考和理解等能力为基础，以探索性和求新性的一种高级心理活动，是一种艰苦的脑力劳动。创新思维成果的取得和人们长期的探索、刻骨的专研离不开的，而在思维过程中有不断是实践和探索，这又锻炼了人们的动手能力，素质的磨砺。

二、正文

怎样在大学物理课堂上培养学生的创新思维且能用创新思维解决问题是个非常值得研究的课题，对此有几点总结：

（一）直观演示，培养学生的形象思维

物理所分析和研究问题往往很复杂，物理模型对复杂的实际问题进行科学处理，是用一种能发应原物本质的理想物理过程去描述实际的物理过程。形象思维是一种对途经、多回路和非线性的思维方式，可以不借助逻辑程序和经验积累而透过事物的表象，洞察到事物深层状态和本质的思维活动形式，为科学方法提供一个清晰的理解，提高科学观察的效率。形象思维是人的大脑对客观事物形象规律和特征的反应，是人类通过分析、综合和现象将存在于人的大脑中的表象加工成新的思维过程。而大学生的形象思维富有创造性，想象是形象思维最重要的形式。大学生处于青春时期，有着超强的想象力，并应用丰富的想象空间有能力参加科研活动，进而培养创新思维。大学物理内容多样，概念众多，学生对一些物理现象和规律晦涩难懂。新教学工具和数字技术与网络的结合是大学物理教学的新技术，为了让学生直观科学的了解物理的现象和理论，将演示实验和现代化教学相结合，大大提高了教学的效率。例如，在讲解光的干涉理论时，先用多媒体展示给学生干涉现象，然后可以用计算机程序模拟各种参数变化时对结论的影响，在讲动能定理时，提出在落叶飘落的秋天中室外读书和漫天冰雹在室外看书更喜欢那种感觉，同时在提出问题时用多媒体演示两种情况的过程和结果，一是引入讲解动能和那些因素有关，二是引发学生的兴趣，三是学生对问题充满想象，激发了大家对课堂的期待。经过直观演示，学生们不仅对物理想象和规律有一定的掌握，而且在演示过程中激发学生的想象思维，是培养学生形象创新思维一种极好的方法。

（二）理论推导，培养学生的抽象思维

与形象思维相对即是抽象思维，抽象思维是指人们在认识活动中运用概念、判断、和推理的一种思维形式，是对客观现实进行的间接的和客观的反应过程，属于理性认识阶段[2]。抽象思维远远超出感官感知的知识，它是建立在对事物的本质属性进行分析综合和比较的基础上，对事物本质的抽取，使人们认识进入到抽象的规定。抽象思维是人们透过表面现象在认识客观规律的基础上科学的预见事物和现象的发展趋势。学生在认识大学物理现象的本质，物理的推导起着不可取代的作用。为了让学生理解更透彻，掌握理论的实质性，推导过程要有板书过程。例如在进行刚体转动惯量的推导时，首先让学生理解刚体是多个质点组成的质点系，且质点和质点间距离不变，然后让同学理解刚体转动惯量的意义及公式，再次进行数学的推导。再如构建薛定谔方程时，第一要让学生知道薛定谔方程是解决量子体系状态随时间变化的问题，第二根据量子力学中的态叠加原理，薛定谔方程必须是线性的，第三薛定谔方程不是推导出来的，而是根据条件要求构造出来的，第四在构建薛定谔方程时要引入算符知识点，并且在构造完后要用例子验证说明。

（三）课堂提问和课下讨论，培养学生的发散思维

发散思维是让人们把创新思路尽可能扩散出去，多角度、多方面、多层次去寻找问题的本质，达到超越原有旧的思路、开拓出新的思路、扩大新视野的目的[2]。它具有流畅性、灵活性和独特性的特点，流畅性是指思维主体的思想自由发挥，在短时间内生成并表达出尽可能多的思维观念，消化新的思想观念。灵活性是指人们突破头脑中的思维框架，从某一新的方向重新思考问题的特点。独特性即是从前所未有的新角度认识事物，提出超乎寻常的新想法，使人们获得创造性的成果[3]。由于大学物理内容抽象性，有启发性和包容性及条理性的课堂提问是必要的。提问要紧扣要点和讲解的目的性，提问要调动学生的思维并且引导同学突破难点，提高学生的表达力及思维的活跃性。物理学的应用及其广泛，物理知识应用的提问，应用已经学习的知识解释或解决日常生活中的一些问题和现象，学生在感受到学以致用的快乐的同时还能激发学生的发散思维。例如在讲角动量守恒知识点前，可以提问花样滑冰运动员为什么没有外力的情况下可以加速或减速在原地旋转，学生们不会解释，进而引出所要讲解的知识点，在讲完知识点后让同学利用这次课的知识来解释前面提出的问题。课堂效果极好，学生在解释生活现象时又掌握了知识点，进而可以提问直升飞机螺旋桨的问题、猫在空中旋转落在地上的问题，等等有关角动量守恒的问题。学生从一点思维扩散到面思维，最终达到多层次思维。有了课上的引导提问，课下留一些有创新性思维的题目，学生的思绪万千，对一个问题提出很多解决方案，各抒己见，还可就各个方案进行讨论，找出更优质的办法与方案，并付诸实践，有了研究、讨论和实践，学生不仅学到了物理的真谛，更是在学习过程中培养了创新思维。

三、总结

创新思维是适应社会发展的需要，大学物理孕育着众多的创新思维方法，充分利用大学物理课堂培养学生的创新思维，不仅使学生学到了物理知识，而且在学习过程中培养了自身的创新性。

参考文献：

[1]王少杰，顾杜，王祖源.大学物理学[M].高等教育出版社，2017.

[2]陈吉明.创造学与创新实践[M].科学出版社，2017.

[3]井永腾.创造学基础简明教程[M].哈尔滨工业大学出版社，2017.

作者简介：唐国艳（1979-），女，汉族，吉林磐石人，硕士，研究方向：原子与分子物理。