在物理教学中培养学生创新能力

商云红

【摘要】当前社会竞争逐渐转变为人才创新、知识创新和技术创新的竞争，从本质而言创新人才才是最大的竞争优势.物理教學实践中，教师要借助不同方式激发学生学习激情和创新意识，培养自身创新思维，指导学生开展研究学习，从而培养创新型的物理人才.关于激发学生创新热情以及培养学生创新精神和提升学生创新能力的内容文章结合物理教学的实践对创新教育进行系列探索.

【关键词】 物理教学;创新能力;培养探究

物理学科是一门精密的自然科学，其对学生创新能力提出高标准要求，对传统物理教学来说，教师更加关注考试成绩，根据课本知识和教学的重点内容进行传统教学，致使学生在对物理学科知识的理解停留在理论上，对学生创新能力和思维的培养起到限制性作用.为能够实现培养学生学习初中物理的创新能力，对此教师要转变教学观念和方式，结合学生自身的发展特点以此为切入点提升学生自主创新及学习能力，从而促使学生将物理知识和实际生活现象相联合，促使学生得以全面快速发展.

1 合理借助课程知识，强化学生创新思维

传统物理教学中，学生习惯教师言传身教的教学方式，且服从老师教学安排，缺乏自主学习意识和独立思考能力，教师教学为完成教学任务会将个人作为教学中心，进行大量理论知识的灌输，学生按照老师教学思路来学习知识，这种传统教学模式尽管能够促使学生详细地了解理论知识，但在实际教学活动中并不能发挥学生的主观能动性，因而单纯通过理论知识学习对开拓学生创新意识无法起到作用.物理是将科学和实验作为基础的科目，对此老师要积极转变教学观念和方式，借助实验方式加强学生对相关知识的联想，培养学生自主创新能力.

我们以初中物理估算教学为例，初中物理估算教学具有简约性、生活性以及高要求性的特征，其自身的生活性特征能够帮助学生实现高效学习，具有很强的接近性.物理估算借助的器材相对简单，都是常见且简单的刻度尺之类的器材.比如费米估算第一颗原子弹爆炸量时，用了一堆纸屑，物理估算方法具有灵活性和快捷性的特点，不需要按照常规的方式进行逐一计算，借助思维的灵活性和领悟，借助最简单且有效的计算方式可以迅速判定答案.

物理估算具有生活性，很多物理估算来源于生活并且和实际生产生活相联系，比如估算距离、估算时间、估算家用电器的实际耗电量等.物理估算问题的能力要求相对较高，通常情况下，对于估算的物理问题所获取的信息相对较少，同时还会夹杂着诸多干扰因素，在关于物理估算问题的解答上，通常情况下，物理估算一般是把一定物理概念及相关定律，借助物理方式或近似计算方式对所求物理量及其取值范围进行推算，和常规的物理计算方式相比而言，估算作为一种大概的推算方式不够精准但具有合理性，近似可以大致的确定物理问题的范围，避免复杂的数学演算过程寻求更加直观且简单的解决方式，帮助学生抓住问题的主要影响因素，以此作为根基来提出有效的解决方案，促使复杂问题直观化.

物理估算问题当中的已知相对较少，或者是有时候根本不知道已知量是什么，解题时就要求学生要灵活的借助物理常数，有时候甚至会根据自身的经验来适应的物理素质，例如，估算地球大气层空气总重量，将地球表面的大气压强常数当作是背景设计，在计算房间空气的质量时是将标准状态下的气体各项常数作为根据结合气体密度常量估算设计，将原子半径数量级常数作为隐含条件进行设计.

例如 著名英国物理学家卡文迪许首先估算出地球平均密度，现在请你估算其大小.

分析 根据密度关系可知ρ=MV需要先对地球的质量M 和体积V进行估算，地球的质量则需要借助其他方式进行估算，由此我们便可以联想到万有引力.

mg=GMmR2M=gR2G

地球的体积V=43πR3

所以ρ=MV=gR2/G4πR3/3=3g4πRG

上式含有四个常数（恒量 ）：π 、g，地球半径 R（6.4×106m）和万有引力恒量G（6.67 ×10-11 N·m2 /kg2 ）代人上式得：

ρ=3×9.84×3.1×6.4×106×6.67×10-11≈5.6×103 kg/m2.

例如 人的密度跟水的密度差不多，请你估算一下一个中学生的体积.

分析 人体的密度ρ=1×103kg/m3，因为ρ= m V ，一个中学生的质量m=50kg，

所以人的体积：V= mρ= 50kg×1×103 kg/m3 =0.05m3=50dm3.

通过对地球大气层空气总重量的物理研究和公式计算，我们贴合实际应用该原理，还能够完成关于那些重量的估算呢？让学生根据物理估算的方式来对物理知识的使用方式进行探索，由此实现增强学生创新能力的目标.

2 结合生活实例，引导学生自主思考

物理实际上就是物理学家对日常生活中的现象进行总结，由此来看物理知识来源生活，并且生活中的诸多现象都能够反映出物理知识的真实存在，因而在实际物理教学中应该贴合生活实例来对物理知识进行讲解，并引导学生通过生活中的经验来进行自主思考和学习，从而培养学生自主思维能力和创新力.

在完成上述物理估算后，我们提出如何估算一滴水的重量？如何估算一块砖头的重量呢？由此我们引出，物理估算题目当中，很多物理过程以及和它相对应的物理模型相对隐蔽，一般都是在了解物理过程后，才能构建物理模型，然后进行物理问题的计算分析，建立简单的物理模型时要求学生根据自身实际抓住影响物理问题的主要因素和次要因素，选择主要因素来进行分析，并将其作为研究对象将其转化为简单且直观的物理模型.

例如 在对固体和液体分子大小进行计算时，要将固体或者是液体分子看作是一个个小球或者是小立方体，固体或者是液体的物质则由很多小球体和小立方体构成，在估算其分子间平均距离时，每个分子平均占据每个小立方体，分子位于小立方体中间，其边长就是其平均距离.通过简单的概念分析和思维引导，我们将学生的思维从固体和液体中引导到实际生活中，固体可以用固态的事物来表示.

例如 砖头、石头和其他，液体则可以表现为小水滴、一瓶饮料、一杯水等，由此学生便会结合上述提到的物理估算公式将固体和液体自主地带入进行分析.让学生感受到物理知识的神秘，从而养成自主学习和创新的良好学习习惯.

3 结合其他学科知识，增强创新能力

我们发现数学问题和物理估算问题在很多方面存在相似性，其都具有一定的科学性，且对学生的创新思维和科学素养提出高标准的要求.由于每名学生在学习中所发挥的创新力存在差异，由此在教学中我们要结合不同学生的特点，尊重其自身的个性化，在教学中鼓励学生提出不同的意见和见解，在出现问题时及时纠正学生，引导其来对自身错误理论及问题进行思考，总结其问题所在，由此来激发其学习自主性.

例如 在物理估算问题当中，表面给出的已知量相对较少，甚至有的已知量并不给出估算，时有联想到日常积累的常数衡量，甚至是学习经验来模拟出物理量的数值和题目相关的尝试，寻找物理规律，从而寻找解决问题的突破，由此就要求学生在日常学习当中要积累一定的物理常识和数量级.

例如 要熟悉常见的数据，首先就需要知道1m、1dm和1cm的大小，其次，还要了解常见物体的尺寸，比如，初中学生的身高在1.5米左右，一层楼的高度大约为3米，成人的质量大约为60千克，自行车的平均速度大概为5米每秒，地球公转周期可以取365地，月球绕地球转动的周期可取30水的密度，水的比热标准气压下水的熔点为0摄氏度，沸点为100摄氏度.

关于常见数据上，要引导学生在日常生活中勤加积累，我们还要适当的进行引导，例如提问学生一瓶可乐的重量？为什么鸳鸯火锅总是辣味的先熟？并对其进行适当的解释，引导学生积极的对生活常识进行积累.生活当中其实蕴含着很多的学问，很多现象都源于物理知识，在学生接触实际问题时，教师要促使学生结合初中物理的内容进行相应的研究，学生在自主研究活动当中，能够提升自身学以致用的能力.

4 激发学生学习兴趣，提升学生自主学习能力

中学生挑战欲望十分强烈，且具有较强的逆反心理，教师要抓住这种特性在实际教学中设置疑问，迅速抓住学生思维，将学生的注意力集中出来抓住学生的思维，将学生放在已有知识和未知知识矛盾之中，激发学生的思维能力，调动学生的学习积极性，促使学生产生渴求新知识的欲望，所有疑惑解决时，轻松愉快满足的情绪体验是刺激学生学习兴趣的方法，这是激发学生学习物理估算众多因素的关键.

例如 在《物体的尺度及测量》教学中，以生活中的尺寸导入，像裤子的尺寸，尺与米的关系，饮料的体积，升与斤的关系.学生学以致用，渗透中国传统文化，体现从生活走向物理的科学理念.

物理估算教学要结合实际情况将实际作为基础，老师要积极引导学生通过生活现象联系物理知识解决生活中出现的问题，积极创设一定的物理情境，设计好情境才能有效引导学生发散思维，还要引导学生灵活的使用不同的思路来解释生活中的物理问题，引导学生借助以前学过的知识和内容来解决问题，促使学生在解决问题中体验到一定的乐趣，从而激发学生物理学习的热情.

5 借助转换联想法，提升学习效率

例如 在《游标卡尺和螺旋测微器》学习中，老师可以通过使用电脑制作课件并进行课件播放，通过问题测头发丝的直径导入，吸引学生的注意.利用EXE可执行文件模拟游标卡尺和螺旋测微器测量，学生多次练习，课件及时给出测量正确的评价，由此来活跃课堂气氛，可以帮助学生激发学习兴趣，促使学生身心跟随教师节奏在相对轻松且愉悦的环境氛围中学习，其不仅可以减轻学习压力还可以提升学习效率.

传统数学教学模式单一且固化，其借助的教学工具是有限的，其促使本身就抽象化的数学更加枯燥乏味，促使学生失去学习情趣，通过计算机技术可以展现真实的生活场景，激发学生学习兴趣.学生在老师和计算机技术的引导下观察研究理解数学知识，获取大量的知识，通过更多实例帮助学生深入理解数学知识，在轻松愉悦的学习氛围中，激发学生学习兴趣和学习欲望，促使学生积极主动地参与数学知识学习.对此老师要积极转变教学观念和方式，借助实验方式加强学生对相关知识的联想，培养学生自主创新能力.

6 理论结合实践，强化创新思维

物理常数作为人们对物理规律研究中总结的规律具有物理内涵，能够直接反映世界的基本属性，对学生而言，平时要积累物理常数项的数据和数量，及老师在实际教学当中要教会学生做有心人，要观察分析生活中的常识现象和事情，要留心改变事物大小和尺寸的因素及其可能会产生的影响，下意识地将估算当作一种日常生活习惯.

养成良好的估算习惯可以帮助学生实际生活和学习中出现的问题，帮助学生加深对事物物理现象的认识，培养学生的实际洞察力和观察力.物理估算问题教学要结合实际，培养学生解决问题的能力和思维，寻找并设计实例，从实际教学当中充分的展现物理方法的实际教育性，从而帮助学生提升自身的创新意识和创新能力.

7 结语

物理教学就是自然科学教学，是近似合理的科学，物理学习能够帮助学生展现出良好的科学素养.中学物理教学中培养学生创新能力能够为后续学生对物理知识的学习打下坚实的基础，教师借助有效方式加强对学生自主学习的引导，激发学生学习物理理论知识的热情，帮助学生培养创新意识，这对提升学生的物理素质和科学素養具有关键作用.

参考文献：

[1]安丰亮.数理逻辑思维对中学物理的学习影响与研究[D].陕西理工大学，2019.

[2]王业.中学物理数理研究方法初探[J].中华少年，2017（31）：168-169.

[3]金大城.浅谈中学物理“黑洞”问题的半径估算方法[J].黔南民族师范学院学报，2012，32（04）：113-115.

[4]张港华.浅谈中学物理教学中的估算问题[J].新课程学习（中），2011（02）：133.

[5]刘永华.中学物理中的近似处理法[J].中学物理，2010，28（09）：39-41.

[6]杨兆明.近似估算法在中学物理解题中的应用[J].六盘水师范高等专科学校学报，2005（03）：67-68.