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浅谈创新能力与物理教学

一、创新教学模式是培养学生创新能力的基础

创新意识是人们从事创造性活动的出发点和内驱力，是创造性思维和创造性行为的前提。在传统的教学活动模式中，是教师讲，学生听；教师问，学生答。其结果是学生成了应试教育的奴隶，学生的学习缺乏激情和冲动。物理教学创新要求教师由重教转向重学；重结果转向重过程；重继承转向重创新；重知识转向重能力转变。有目的、有意识地来培养学生的创新意识、创新兴趣、创新思维和创新能力。实施探究式教学，教师转变了角色，学生是学习的主体，教师是组织者、指导者、参与者，在这一教学活动中，学生首先是充满好奇，转而发生浓厚兴趣，全身心地投入，专心致志地思考和实践，当他获得成功后，他对自己充满了信心，激发了他的思维，使他的创新感知能力得到了极大的提高。

物理课堂教学过程是以不断的提出问题并解决问题的方式来获取新知识的过程，而解决问题的前提是提出问题。因此，教师无论是在教学的整个过程，还是在教学过程的某些环节，都应十分重视问题情境的创设。创设物理问题情境的实质在于揭示物理现象的矛盾，引起学生内心的冲突，使学生进入问题探索者的角色，深入到学习活动之中，以达到获取知识，训练思维的目的。在物理课堂教学过程中，教师可根据教学内容和学生已有的认知结构、思维水平，创设悬念式的问题情境，用新颖的方式、生动的语言设置一些学生欲答不能而迫切要求得到解答的问题，使学生的心理产生悬念，从而激发学生的求知欲。也可以创设探究式的问题情境，在探索物理规律的过程中设置一个个、一组组彼此相关，循序渐进的探索性问题，通过连续提问，诱导学生去发现问题、分析问题和创造性的解决问题。

二、引导学生探究性学习是培养学生创新能力的有效途径

在新课标的理念下，新教材在内容设计上重点突出了学生探究性学习的过程，而引导学生进行探究性学习是培养学生创新能力的有效途径。《物理课程标准》将“科学探究”列入课程目标，并明确指出：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。”科学探究作为一项新的教育内容和教学方式，它的总目标很明确，就是培养学生的科学探究能力，培养学生实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神，以及通过科学探究来培养学生的参与意识、关心社会与关心生活的意识等。

学生在学习中的探究过程实际上是沿着科学家的创新和发现的足迹前进的，只不过科学家探究的内容对于人类是第一次，是一种突破，而学生学习内容和结果对于教师和成人来说往往是一个不言而喻的现成结论，但它对学生来说却是一个全新的课题。学生的探究过程经历着和科学家创新的发现过程一样的心理过程：都是为了解决某个问题而对现有认知结构和认知方式进行改造和超越，相对于自身现有认知结构和方式而言，这便是创新。由于二者研究过程具有相似性，所以我们可以在教学过程中，创设一种类似于科学家研究问题的情境和途径，指导学生去发现问题、分析问题、解决问题，使学生通过自己收集、分析和处理信息来实际感受和体验知识的产生过程及应用知识解决实际问题的过程，从而培养学生分析问题、解决问题的能力和创新能力。因此，探究性学习是对初中生进行创新教育的有效途径。

在物理课堂教学中实施探究性学习一般可归纳为七个环节：创设情景、提出课题→引导猜想、做出假设→理清思路、设计实验→实验探索、寻求规律→归纳总结、得出结论→实验评估、找出不足→交流合作、体验成功等。具体地说，教师在课堂教学中，首先要根据教学内容、创设必要的教学情境（如物理现象和物理事实），通过让学生观察、思考，提出要研究的课题；为了解决提出的问题，教师要引导学生通过讨论、交流，进行猜想，做出假设；然后指导学生进行实验探索；通过对物理实验结果的归纳、概括，得出正确的结论；最后指导学生应用结论解决问题，指导实践，深化认识，并体验成功的喜悦。

显然只要我们在教学过程中，不断引导学生进行探究式学习，不断丰富和发展学生自身的研究能力，就可以从量变到质变，使学生形成类似于科学家的研究能力。即科学的发现能力是从简单发现中发展起来的。长此以往，学生的创新能力必将得到发展。

三、培养学生的观察和实验能力是培养学生创新能力的保证

物理学是一门以观察和实验为基础的学科，观察是创新入门，实验是创新之本。很多物理家的发明成果大多都来自实验室，实验是验证、发现、探索新东西最重要最可靠的手段。平时观察到的新东西，要通过实验来验证，平时发现的奇异物理现象，要研讨要探索，就要动手做实验。要培养学生的创新精神，就必须使学生具有较强的实验能力。同时让学生对日常生活中的物理现象和常见的自然现象进行想象，因为想象是思维的灵感所至，是发明创新前迸出的思想火花，科学创新中有很多这样的事例，如阿基米德得出阿基米德原理，是在他洗澡时通过水溢出而意外发现的。再如美国学者谢皮罗在洗澡时，发现水流出浴池时总是形成逆时针方向的漩涡，这是什么原因呢？专家告诉他，这种现象与地球自转有关，由于地球自西向东旋转，所以北半球的洗澡水总是逆时针方向流出浴池，在明白了其中原因后，谢皮罗发挥想象，借助类似思维撰写了一篇科学论文，论文发表后，引起世界各国科学家的莫大兴趣。因此，在教学中应注重演示实验和学生分组实验的教学，鼓励学生认真观察，勤思多问，大胆质疑，敢于想象，培养学生的创新想象能力。这种想象思维的独特性、新颖性和灵活性，构成了学生的创新能力和创造能力。

现行教材中的学生实验大多数都属于训练类、测量类和验证类，它对于训练学生掌握基本仪器的操作，学会对物质的某些特性和某些物理量的测定方法，以及验证所学物理规律的正确性起着很好的作用，但有关探索性、设计性方面则涉及太少，这又不利于学生通过实验观测来模仿前辈科学家的发现过程，也不利于培养学生独立设计实验的能力，因此很需要加强实验设计训练，使学生从照着教材做实验逐步过渡到能作部分实验设计，学会自行选用仪器，确定实验步骤或设计简单的装置、电路等。例如，学生在刚开始学习电学的时候，对于电路的理解既是重点也是难点，如何突破这个难点呢，可以在学生电学分组实验中，在掌握实验原理的基础上，允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行自己感兴趣的实验，也可以用实验检验电路的一些故障，并尝试着去排除故障。可以极大地提高学生学习物理的兴趣，发展学生的个性，活跃学生的创新思维。在实验中学生需要在各种因素中取舍，对所得的信息进行筛选，这就要求学生在追求既定目标的过程中应变、思考和探索，使学生的分析、抽象、综合、表达的能力都得到训练和发挥。

在初中物理教材中安排了大量的小实验，这些实验一般安排学生利用课余时间完成，鼓励学生多动手完成小实验，如在八年级教材中有“纸锅烧水”的小实验，实验前，大部分同学根本不相信纸锅能烧水，因为生活经验告诉他们：纸放在火上就会烧起来。教师不必急于将实验结论呈现给学生，只需要先交待该实验要注意的一些问题。如：纸最好用牛皮纸，锅中水应放适量，且注意不要让火苗烧到水面以上。然后让学生放手去做，让学生经历探究的过程，体会探究的乐趣，让学生学得生动、活泼、有趣，同时能够运用所学知识解决实际问题，培养了学生的创新实践能力。

四、培养创造性思维能力是培养学生创新能力的核心

创造性思维是重新组织已有的知识经验，提出新的方案或程序，并创造出新的思维成果的思维方式，是人类思维的高级形式。个体创造性思维的发展水平决定着其创新能力的强弱，一个创造性思维发达的人，一定具有较强的创新能力。因此，创造性思维是创新的实质和核心。

在物理教学中培养创造性思维能力主要可从三个方面进行：发散思维能力的训练；迁移思维能力的训练；逆向思维能力的训练。

训练发散思维的方法有：（1）围绕一个待解决的问题，尽可能地让学生设想多种方法来解决，即一题多解；（2）从一个问题出发让学生进行讨论与思考：这个问题还可以变化吗？与这个问题相似的问题有那些？即一题多变。例如，分析一个物体受力情况，可以用平衡力的知识，可以用相互作用力，可以用力的定义等等。所以，学生对一个问题的思考可以是多角度的。

思维的迁移性训练有概念教学中的迁移、规律教学中的迁移和习题教学中的迁移。新概念的获得一般是对大量的同类物理现象概括、抽象出共同属性或本质属性。但也可以从相似概念中通过水平迁移获得。例如学习了密度定义后，可迁移到前面所学习的电功率的定义的建立，掌握助于此类的定义方法。学习了磁场的基本性质，可以联系带电体的性质来记忆。利用简单的知识来类比是突破难点的有效途径。

思维的逆向性训练可以通过向学生介绍法拉第发现电磁感应现象，习题教学中的逆过程分析，反证法等环节来进行，使学生养成逆向思维的良好习惯。

没有创新，就没有科学。新课标提出，物理教学中应最大可能的给学生提供必要的科学创新机会，促进学生自主思维，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，体验创新思维的曲折与乐趣，通过多元化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养创新能力，形成科学的态度与科学的精神。我们在教学实践中应进一步地研究和探索，努力创设创新教育的大环境，使学生处处感受到创新的气息，以创新的心态去学习和生活。