吴伟河 浅谈常规物理教学中如何培养学生的创新素养

【思维力潜能发展行动研究】——

浅谈常规物理教学中如何培养学生的创新素养

广州市第八十一中学 吴伟河

【摘要】：能否激发学生创造力是衡量教育好和差的有力杠杆。新时代给予教育新的任务，借着国家正在大力推动“大众创业，万众创新”的春风，教师应有更加敏感的触觉，主动思考，改革推动。学生创新能力的培养不是一句口号，而是实实在在的教育目标。本文主要叙述对日常的物理教学中的常规做法进行细小处理，在变化中激发学生的创新意识与创新思维，培养学生学以致用的实践与开拓精神。

关键词：物理教学 变化意识 创新思维 创新能力

在英文中，创新Innovation，这个词起源于拉丁语。它原意有三层，第一更新，第二创造新的东西，第三改变。物理学作为自然科学中最重要最广泛的一门学科，与日常生活有着密切的联系，只要善于观察和思考，学生本身也能够发现很多十分有趣的现象，若能进一步拓展思维，乐于动手实践，创新思维与能力也会随之提升。如今在“互联网+”时代里，学生的学习方式多种多样，单纯的知识传授已经变得过于苍白，那么教师怎样把物理教学与学生创新能力的培养更好的结合起来呢？本文就从以下几个方面来谈谈。

一、营造小组合作学习环境，培养学生创新意识

创新能力的培养，源于平时的教学过程。课堂是学生学习的主阵地，没能有效地发挥学生学习主动性的课堂几乎是在扼杀学生的创新原动力。学习方式的改变本身就是一种创新，小组合作学习方式相比于单一的传统教学模式，有着更有宽松和活跃的特征。传统的教学模式——以教师为中心，教师讲学生听，学生处于被动状态，其主动性、积极性难以发挥，不利于培养学生发散性、批判性和创造性思维。学生长期在这种传统方式下接受教育和学习，形成了一种压抑的课堂心理，他们求异、求变的意识受到压抑。表现出心理和行为上的障碍，感知不敏锐，害怕失败，不想也不敢怀疑某些知识，甚至怀疑自己的能力。由此我们必须营造一种有利于学生创新意识和创新能力培养的课堂学习环境，而小组合作方式，让学生在团队中感受合作的乐趣，学生个人观点得到充分的表达，在争论中学会交流，在交流中学会妥协，在妥协中达成意见统一，这可以说是学习方式的

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改变，更可以说是大社会的“小模型”，学生的学习积极性和创造性自然而然会得到提高。

教师在小组合作方式的课堂中主要负责组织，调控，引领，鼓励和评价，激活学生学习兴趣和热情，创设民主、生动的学习环境。教师应打破旧观念、旧模式的束缚，深入到小组中，鼓励学生敢想、敢动手，擅思多问，激发学生的好奇心，善于利用典型事例，用“任务驱动”，用“案例吸引”，让学生去思考、去想象、去动手，刺激其求知欲望和创新意识。一个有趣味的物理故事，一段有意义的物理史实，一个科学之谜的悬念，一个小小的生活物理现象，一次丰富的实践活动往往能吸引住学生、启发学生，变被动接受为主动求索。

二、深入体会教材内容，打开学生创新思维

物理教材不仅是知识的载体，更是一部巨型的物理学家人物传记，内有物理知识的探索和形成过程，研究问题的思维方法，也有着许许多多关于物理学家探索相关规律的创造思维和科学研究方式。教材为我们提供了培养创新能力的好素材，在教学中应给与充分的重视和利用。

1、教材常规内容设置本身就非常重视创新教育

如人教版高一物理必修一中专门用了一节课学习伽利略对自由落体运动的研究。亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，这一符合人们常识的经验式观点整整沿用了两千多年。在当时教会教廷的高压下，伽利略站出来推翻，需要多大的勇气，需要多么执着的科学精神，其在真理面前从不低头的高贵品质，学生自有感悟。伽利略从数学演算推断出亚里士多德观点的自相矛盾，还运用了猜想和假设的科学方法，并且在大量实验的基础上通过合理的逻辑外推得出结论。伽利略创造的一套科学方法，对近代科学的发展有着极大的贡献。这就是创新。另如卡文迪许宣布他的实验是在“称量地球”，这是一个多么震撼人心的事情，这得是个什么神奇的实验呀，在实验室就可以称量出地球的质量。从简图看，扭秤实验好像很简单，但却可以神奇般的测算出引力常量G，这绝对是逆天的思维，绝对的超级想象力和创造力。教材在“牛顿第一运动定律”的揭示中，展示了物理学研究的方法：让小车从同一斜面同一高度静止滚下，使小车在水平轨道上初速度相同——控制变量法；平面越光滑，小车滑行的越远——推理法；平面无摩擦，小车匀速直线运动——理想法。在研究形变的内容中，用光的几次反射

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观察桌面的微小形变，让学生深刻且充满兴趣的了解了“放大法”，这种思维无形中就刻印在学生的大脑里，对他们创造性的思维自然也就产生了影响。

教师在处理这些常规内容时切不能轻易忽略，这块内容对学生创新思维有着意想不到的启发作用。

2、重视教材中的“思考与讨论”和“做一做”，促进学生主动思考寻找创新的意识

爱因斯坦说过“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题有时仅仅是一个数学上或实验上的技巧，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要创造性的想象力，而且标志着科学上的真正进步。”教材中的“思考与讨论”以及“做一做”很多都是很有趣味性的，而且是可以激发学生思考的问题，学生在解决这些问题的过程自然而然也会用到各种科学方法，猜想，假设，演算，逻辑推理，实验等等，久之则形成一定的创新思维和创新能力，创新意识随之也自然会越来越强。如“摩擦力”一课中的思考与讨论——互相接触的物体相对静止的时候，是不是也可能产生摩擦力？有学生不借助任何其它物品，只用自己的身体就演示了所有的情况，而且非常容易理解，这就是创新思维产生的效果。同样爱因斯坦还说过，“没有大胆的猜测，就不会有伟大的发现”。奥斯特发现“电生磁”的现象后，法拉第来了个逆向猜想，能否“磁生电”呢？事实说明这是一个极其伟大的发现。所以充分挖掘教材相关“猜想”内容，鼓励学生“异想天开”，是培养学生创新能力的重要途径。本人在教学中有时也布置一些课外思考作业，比如“地球突然失去了引力，将会发生什么现象？”“你能快速的测算出斜坡的倾斜角吗？”“人在步行和快速跑的时候，前后脚所受的摩擦力方向怎么样？”让学生通过各种较为新颖的方法去探究，有时也以小文章的形式进行交流，目的就是促进学生积极思考，激发创造性思维。

三、重视习题设置，培养学生创新能力 1、掌握解题方法，增强学生变化意识

课堂课后，解答习题基本占了教与学的大部分时间，也是学生自主学习和方法总结的重要途径，由此习题教学是培养学生解决问题的方法和培养学生创新思维的重要平台。没有位置的高度，就没有视野的宽度。没有一定的经验积累，就很难有方法的提炼，更谈不上创新创造。创造思维的主要成分是发散思维，它是

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一种不依常规，寻求变化，从多方位，多角度寻求答案的思维方式，它可以使学生学习过程自然的化成学生发现问题，提出，分析，解决问题的过程。教师在习题的选择和设置应有相应的情景变化，应尽可能利用“一题多问”“一题多想”“一题多变”“一题多解”等形式拓宽思维的领域，使学生创新精神得到发挥，创新能力得到培养。而各种如极限法、图像法、整体法、假设法等等是在习题课中培养学生创新思维和意识中最常用的基本方法。

如下图：求.A与B之间的相互作用力．一题多变在物理题目中十分常见，学生只要掌握了基本的解题方法，不管题目怎么变，都可以做到举一反三，触类旁通。整体法的运用，让学生自然而然把这种解决问题的方法带到现实生活中，这就是创新。

2、小制作小发明重现习题情景，培养学生创新兴趣与能力

每一道习题都有其独特的物理情景，由于条件所限，学生在解决问题的时候，很多都只能从理论上进行判断，这不利于培养学生的物理学科素养。如能换一种方式，借助课余的时间教师带领学生或由学生自主制作实物演示，将习题中的物理情景重现，既有利于学生对问题的理解，更是一个培养学生创新能力的大好途径。

如，某物块受到一个垂直墙壁的压力作用处于静止状态，若保持压力不变，改变物块的质量，或保持物体质量不变，改变压力大小，则物块与墙壁间的摩擦力是否也会跟着变化，怎么变？就这个题目，笔者让学生思考，尝试制作出一个简单的装置进行验证。有学生当堂讲出自己的想法，用了一星期的时间制作出这样一个设备，如简图

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左边部分为一个小方木箱，可盛放小物体，中间部分是一小段圆形竹筒，内部一根弹簧，一端固定在箱体侧面中间位置，另一端为自由端。右边部分为内嵌的圆柱形木条。压缩弹簧给木箱施加压力的大小可由中间部分的两个小插销控制，这样做可以保证压力不随手的用力不均而改变。这一个想法和简单装置的出现，带给学生们一个不小的冲击。虽然这个小制作还有一些不太完善的地方，但它代表着制作者的创新能力。

再如（严格讲，这不算是题目），在讲到斜坡上物体的受力分析时，常常会考虑斜坡的倾斜角，有一学生想到能不能快速的知道斜坡的倾斜度呢，于是在笔者的启发下他动手制作了这样一个装置，如简图，

这是一个斜坡倾角测量仪，原理十分简单，只是根据最基本的两角相等的数学关系，但能够想出并制作出来，已经很值得肯定。

很多习题蕴含着可以创新的元素。把题目描述的情景变成实际制作品，不仅充满趣味性，而且极其有利于对学生创新意识和能力的培

养。平时的教学里，笔者有意识的去引导学生思考，也通过亲手制作教具或对生活小物品进行改装。记得有一次我用自制的小小电磁铁吸起一颗螺丝钉时，看着学生睁着大大的眼睛抢着玩的场景，我知道这样的教育才是真正有启发性和促动性的。

四、高度重视物理实验，激发学生创新才智

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物理是一门以观察和实验为基础的科学。实验不仅对激发学生学习兴趣，提高实践能力具有不可替代的作用，而且也是培养学生创新意识、创新思维、创新能力，提高科学素养的主要渠道和有效手段。

1、适当开展实验设计活动，让学生施展创造才智

教材中有不少关于实验问题的“讨论”和实验习题。教师可提出一些研究的方向，启发学生自行设计实验方案，对合理性好，可操作性强，实验现象明显，有一定水准的“作品”，及时高度的表扬和肯定，激发学生的创新意识，并使其创造欲望得以持久的保持。

2、从实验现象中培养学生的观察能力和问题意识

所谓“外行看热闹，内行看门道”，教师要善于抓住每一个关键时刻及时唤起学生的注意，只有边实验、边观察、边思维才能促进知识向能力转化，使学生养成良好的观察习惯，掌握科学的观察方法，提高观察能力。例如，在做测定小灯炮额定功率的实验中，教师可引导学生按如下实验顺序进行观察，先让学生观察实验电路图的特点，并及时提出问题，如滑动变阻器有什么作用？实验中电压表与谁并联？调节滑动变阻器后先看什么后看什么？当灯炮两端电压恰等与其额定电压时它的亮度怎么样？如果实际电压不等于额定电压，它的功率是大是小，灯的亮度相不相同？

3、做好学生分组实验，在常规实验中寻找创新源泉

创新并非凭空想象毫无根据，没有牢实的基础，不可能有神奇的空中花园。教师的演示实验无法代替学生的分组实验。动手进行实验操作是学生创造性思维和能力产生的重要根源，尤其在验证性实验与探究性实验中，融合了猜想、设计、选择器材、试验操作与分析、交流、合作等思维和行为方式，不仅可以激发学生的好奇心和求知欲，更重要是有了学生自己的“思想”，实验才更加具有魅力。因此，在条件允许的条件下开放实验室，有组织的甚至干脆完全自由式的任由学生自己进行实验。学生有了充分的动手动脑的机会，随也无法代替的自身体验更能自由充分的发挥想象力，对他们来说，一次实验，就是一次创造性思维的训练，也是一次创造能力的积累。

参考文献：

[1]张大均 主编《教学心理学》.西南师范大学出版社, 2010, 6

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[2]《高中物理教材》人民教育出版社

[3]安忠. 刘炳升. 《中学物理实验教学研究》.北京:高等教育出版社,1986

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