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摘要：本文探索物理定律教学中培养学生创新能力的教学设计思想、原则和模式，探讨解决教学中知识增长与创新能力培养之间的矛盾，使学生既掌握物理定律，又学习科学研究方法和提高创新能力。
关键词：创新能力；物理定律教学；教学设计
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）01-0082
物理课堂教学包括物理概念、物理定律、物理理论、物理实验等基本课型。在人类历史上，物理定律的建立一般都有一个艰辛曲折而漫长的探索过程，在这过程中包含着无数优秀物理学家创新性的思想、创新的研究和创新的思维方式方法。因此，如何在物理定律教学中使学生受到物理学家创新思维方法和创新精神的熏陶，培养学生的创新精神和创新能力是很重要的研究课题。下面，笔者对物理定律课堂教学中为培养学生的创新能力的课堂教学设计做初步探索。
一、培养创新能力教学设计思想及原则
笔者认为，培养创新能力的定律課教学设计应遵循以下思想和原则：以中学物理定律为知识载体，既注重学生知识的增长，又注重创新精神和创新能力的培养；以科学研究方法和科学思维方法的培养为导向，以新问题、新规律的探索和研究为实践，达到激发学生创新意识，训练创新思维素质，培养学生创新思维方法，创新精神和热情为目的。教学设计的全过程必须体现如下三个原则：1. 主体性原则；以学生为主体，教师为主导，营造民主、和谐、合作的教学氛围，实行教学民主，教师以参与者的身份与学生进行平等的对话，允许学生提出不同的见解和观点，甚至对教师的观点提出挑战；把学生从传统的班级授课中单纯的旁听者转变为学习生活的积极参与者，同时给学生以主动探索，自由学习和解决问题的空间，教师应留给学生谈、思、议、练等主动活动所必备的时间和空间，而不是教师“独占”。2. 探索性原则：学生应站在研究者的位置上提出问题、探索性地分析问题和解决问题，而不应是知识的容器，要让学生在探索物理定律过程中感受疑惑和困难，需要创新性地思考和操作消除和克服，让学生在自己探索的过程中获得探索创新的情感体验和直接的思维体验。3. 创新性原则：物理定律的课堂教学的流程是：创设问题的情景，学生提出问题（情景问题化），学生探索问题，师生归纳小结得出定律（思维展示过程化），定律运用于各种问题。显然，这个过程就是培养学生创新思维的过程。
二、培养创新能力定律课教学设计
1. 创设问题情景。教师通过各种手段、生动语言描述，多媒体动画、演示实验，在学生面前展现一幅幅生动形象的物理情景，然后由学生或教师提出与展现的物理情景相联系的探索性问题，这就是创设问题情景的过程。这是物理定律教学的开端。俗话说：“好的开头是成功的一半”，因此问题情景的设计应达到如下要求：情景新颖能极大地激发学生的兴趣，唤起学生的好奇心；情景问题的设置要有适当的难度，智力上应有挑战性，问题应具有开放性和探索性，给学生以利用原有知识对问题进行分析、猜想的机会。从教学手段上，创设问题情景的方式有三种：（1）语言描述；（2）多媒体动画；（3）演示实验。
例1. （语言描述），牛顿第一定律的引入设计：教师提出问题：静止的车，用力推它就运动起来，不用力又会停下来，这现象是否说明力是物体运动的原因。学生讨论后请四个同学分别代表亚里士多德、伽利略、笛卡儿、牛顿介绍各自的观点，使学生全面理解牛顿第一定律建立的历史过程。
例2. （演示实验引入）闭合电路欧姆定律教学的引入设计：
学生观察实验：在如下图所示的实验电路中，P向左或向右移动时，电流表和电压表示数的变化，P左移：示数变小，示数变大；P右移： 示数变大， 示数变小。
教师提出问题：为什么在闭合电路中，电流和路端电压变化有如此规律，原因如何？从而引入定律的探索过程。
例3. （多媒体动画引入）万有引力定律的教学引入设计：
电脑演示：在光滑水平面上，线一端栓一小球，另一端系在固定于平面上的钉子上，球绕钉子作匀速圆周运动，线突然断了，球作离心运动，再演示太阳系九大行星绕太阳作近似圆周的椭圆运动，然后提问；太阳和行星之间并没有线相连，而行星并非离太阳而去，为什么？从而引入新定律的教学探索。
2. 探索研究。探索研究物理定律的基本方法是实验探索，现阶段中学物理实验形式是演示实验和学生的分组实验，无论是演示实验还是学生的分组实验，多数为验证性或测定性实验。从培养学生研究能力和创新能力角度上看尽可能把验证性实验设计为探索性实验，把演示实验設计为学生自行探索的分组实验。探索性实验具有更广阔的活动空间和思维空间，可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望，学生在自己探索物理规律的实验过程中可以把动手和动脑结合起来，锻炼和培养自己的创新能力。下面是实验探索定律教学设计实例。
例1. 楞次定律的教学设计
（1）让学生运用右手定则判断下面四种情况下回路感应电流方向。然后提出如下的问题：①上面四种情况中Ф增加是哪个？Ф减少的是哪个？②在Ф增加的甲丙中B原与感应电流的磁场B感方向关系如何？③在Ф减少的乙丁中B原与B感的方向关系又如何？学生讨论后得出结论：Ф增加，B原与B感方向相反，Ф减少，B原与B感方向相同。上述结论是否普遍性呢？（提出实验探索问题）
（2）学生分组实验，探索其他电磁感应现象中感应电流磁场是否有相同的规律。
关键词：创新能力；物理定律教学；教学设计
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）01-0082
物理课堂教学包括物理概念、物理定律、物理理论、物理实验等基本课型。在人类历史上，物理定律的建立一般都有一个艰辛曲折而漫长的探索过程，在这过程中包含着无数优秀物理学家创新性的思想、创新的研究和创新的思维方式方法。因此，如何在物理定律教学中使学生受到物理学家创新思维方法和创新精神的熏陶，培养学生的创新精神和创新能力是很重要的研究课题。下面，笔者对物理定律课堂教学中为培养学生的创新能力的课堂教学设计做初步探索。
一、培养创新能力教学设计思想及原则
笔者认为，培养创新能力的定律課教学设计应遵循以下思想和原则：以中学物理定律为知识载体，既注重学生知识的增长，又注重创新精神和创新能力的培养；以科学研究方法和科学思维方法的培养为导向，以新问题、新规律的探索和研究为实践，达到激发学生创新意识，训练创新思维素质，培养学生创新思维方法，创新精神和热情为目的。教学设计的全过程必须体现如下三个原则：1. 主体性原则；以学生为主体，教师为主导，营造民主、和谐、合作的教学氛围，实行教学民主，教师以参与者的身份与学生进行平等的对话，允许学生提出不同的见解和观点，甚至对教师的观点提出挑战；把学生从传统的班级授课中单纯的旁听者转变为学习生活的积极参与者，同时给学生以主动探索，自由学习和解决问题的空间，教师应留给学生谈、思、议、练等主动活动所必备的时间和空间，而不是教师“独占”。2. 探索性原则：学生应站在研究者的位置上提出问题、探索性地分析问题和解决问题，而不应是知识的容器，要让学生在探索物理定律过程中感受疑惑和困难，需要创新性地思考和操作消除和克服，让学生在自己探索的过程中获得探索创新的情感体验和直接的思维体验。3. 创新性原则：物理定律的课堂教学的流程是：创设问题的情景，学生提出问题（情景问题化），学生探索问题，师生归纳小结得出定律（思维展示过程化），定律运用于各种问题。显然，这个过程就是培养学生创新思维的过程。
二、培养创新能力定律课教学设计
1. 创设问题情景。教师通过各种手段、生动语言描述，多媒体动画、演示实验，在学生面前展现一幅幅生动形象的物理情景，然后由学生或教师提出与展现的物理情景相联系的探索性问题，这就是创设问题情景的过程。这是物理定律教学的开端。俗话说：“好的开头是成功的一半”，因此问题情景的设计应达到如下要求：情景新颖能极大地激发学生的兴趣，唤起学生的好奇心；情景问题的设置要有适当的难度，智力上应有挑战性，问题应具有开放性和探索性，给学生以利用原有知识对问题进行分析、猜想的机会。从教学手段上，创设问题情景的方式有三种：（1）语言描述；（2）多媒体动画；（3）演示实验。
例1. （语言描述），牛顿第一定律的引入设计：教师提出问题：静止的车，用力推它就运动起来，不用力又会停下来，这现象是否说明力是物体运动的原因。学生讨论后请四个同学分别代表亚里士多德、伽利略、笛卡儿、牛顿介绍各自的观点，使学生全面理解牛顿第一定律建立的历史过程。
例2. （演示实验引入）闭合电路欧姆定律教学的引入设计：
学生观察实验：在如下图所示的实验电路中，P向左或向右移动时，电流表和电压表示数的变化，P左移：示数变小，示数变大；P右移： 示数变大， 示数变小。
教师提出问题：为什么在闭合电路中，电流和路端电压变化有如此规律，原因如何？从而引入定律的探索过程。
例3. （多媒体动画引入）万有引力定律的教学引入设计：
电脑演示：在光滑水平面上，线一端栓一小球，另一端系在固定于平面上的钉子上，球绕钉子作匀速圆周运动，线突然断了，球作离心运动，再演示太阳系九大行星绕太阳作近似圆周的椭圆运动，然后提问；太阳和行星之间并没有线相连，而行星并非离太阳而去，为什么？从而引入新定律的教学探索。
2. 探索研究。探索研究物理定律的基本方法是实验探索，现阶段中学物理实验形式是演示实验和学生的分组实验，无论是演示实验还是学生的分组实验，多数为验证性或测定性实验。从培养学生研究能力和创新能力角度上看尽可能把验证性实验设计为探索性实验，把演示实验設计为学生自行探索的分组实验。探索性实验具有更广阔的活动空间和思维空间，可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望，学生在自己探索物理规律的实验过程中可以把动手和动脑结合起来，锻炼和培养自己的创新能力。下面是实验探索定律教学设计实例。
例1. 楞次定律的教学设计
（1）让学生运用右手定则判断下面四种情况下回路感应电流方向。然后提出如下的问题：①上面四种情况中Ф增加是哪个？Ф减少的是哪个？②在Ф增加的甲丙中B原与感应电流的磁场B感方向关系如何？③在Ф减少的乙丁中B原与B感的方向关系又如何？学生讨论后得出结论：Ф增加，B原与B感方向相反，Ф减少，B原与B感方向相同。上述结论是否普遍性呢？（提出实验探索问题）
（2）学生分组实验，探索其他电磁感应现象中感应电流磁场是否有相同的规律。