结合物理教材 培养学生创新能力

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  在一切的创造发明活动中,创新意识、创新精神是基础,而创新能力是核心。广博的科学知识、敏锐的观察能力、创造性的想像能力、创新思维能力以及创新实践能力等形成了创新能力。创新能力一般可分为两种:一种是特殊才能的创造能力,即科学家等杰出人物的创造能力,他们的发明创造对整个社会来说是新颖的、独特的、前所未有的。另一种是自我实现的创造能力,即对个人来说,是新颖的、独特的。中学物理教材中的创新教育主要是培养学生自我实现的创新能力。
  1.想像能力的培养
  爱因斯坦说过:“想像力比知识更重要,因为知识是有限的,而想像力则包括着世界上的一切,它推动着人类进步,是知识进化的源泉。”想像能力对于学生形成创新能力具有积极的意义。
  培养学生的想像能力,一是有意识让学生联想。二是鼓励学生猜想、幻想、异想天开。对学生意想不到的想像,老师要加以肯定和称赞,因为提出一个问题往往比解决一个问题更重要。为了活跃课堂气氛,教师也可以适时补充内容帮助学生实现想象。如讲述“激光”一节时,介绍美国在海湾战争中使用的激光窃听器:“它发出一束人眼察觉不到的激光,射到被窃听房内物体或汽车玻璃上,当房内或车内有人谈论军事秘密时,其物体或玻璃将随声波振动,而与此同时在反射回窃听器的激光中也含上了引起振动的声波信息,最后将反射激光束进行调解,便监听到了密谈的内容。”
  例如在学习了分子间相互作用力后,我有意识的引导学生思考想象:既然分子间有引力和斥力,那么地球与月球之间除了万有引力的作用外,是否还有万有斥力的存在呢?请同学们想象一下回答。有同学这样解释的:由于没有绝对的真空,月球在绕地球运行的过程中必将受到介质阻力的作用,尽管阻力很小,但日积月累,机械能必将损耗,若只有万有引力,其月球运动的半径必将减小,最终会落到地球上,若地月间有万有斥力存在,则地月可处在现在这种相对稳定的运动状态。我们姑且不能这种解释的正确与否,其想象的内容已经闪耀出智慧的创新火花。
  2.创新思维的培养
  创新思维具有求异性、灵活性、独创性和灵感等,其主要体现在灵活性。一是思维方向灵活,善于从不同角度和方面思考;二是思维过程灵活,从分析到综合,从综合到分析,全面灵活地进行综合分析;三是迁移能力强,能举一反三,多解求异,进行发散式思维。在教学中要进行一题多解的训练,会从不同角度去思考,冲破“思维定势”的束缚。例如:讲述“能的转化和守恒定律”时,介绍美国桑托斯公司的超级市场,在出入口处的转动门的轴上连接了一套发条式的能量收集及转化器(包括发电机和蓄电池等)。每天众多的顾客进进出出都要用手推转动门,公司就可由此得到大量的电能而增加利润。介绍这些,不仅能使课堂内趣味充盈,还能引起学生有益的发散思维,迸发出创造性思维火花。
  要真正培养学生的创新思维,教师在教学中就要重视设计引导学生的学习活动,以相应的创新思维的熏陶,发展学生的创新意识。教师要不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等手段提出种种假设或猜想,使学生逐步学会运用假设或猜想的方法解决问题,同时重视在教学中再现前人是如何创造、发明的,让学生在前人走过的轨迹上,经历失败和成功的磨砺,体会创造成功的喜悦。例如牛顿在伽利略等科学家研究的基础上建立牛顿三大定律,各种原子模型的建立和不断完善的过程等内容中突出科学创新思维的教育,并逐步渗透如理想化的方法、模型的方法、极限的方法、控制变量的方法等,使学生知道为什么要建立物理模型,学会根据现象或事实进行科学推理的方法,这不仅有助于学生加深对基本知识的理解,还有助于加深对研究方法的领悟,提高学生对科学的认识和创造能力。
  在重视学生创造性思维能力培养的同时,也必须重视对学生创造性人格的培养。例如在物理教学中穿插介绍伽利略敢于怀疑、不盲从权威的思想;介绍布鲁诺为坚持真理而献身的精神;学习牛顿的勤于思考、善于总结;学习居里夫人的刻苦钻研、勇于实践;结合我国当代的物理学家为祖国的强大而奋发拼搏的生动事迹,激发学生勇于探索、积极进取的科学热情,这对学生创新能力的培养起着极其重要的作用。
  3.创新实验能力的培养
  创新实验能力是形成创新能力的重要部分。观察是一切知识的门户,周密精确系统的观察是一切科学实验,科学新发现的基础。实践能力是将创意付之实现的精心设计和勇于实践的能力的总和,是创意与创新的桥梁。培养这两方面能力,要加强和补充课堂演示实验,要求学生从实验现象、实验操作不同视角仔细观察,善于发现共同现象和不同现象,形成良好的观察习惯。在课堂演示实验中,要留有“空白”、“开发区”让学生去发现去创新,锻炼他们的创造实践能力。结合平抛运动规律的教学,可借助教室内唾手可得的粉笔头完成这样一个实验:将一粉笔头置于讲台边缘的操作平台上,用米尺敲击一下粉笔头,使它沿水平方向飞出,并在水平地面上留下痕迹。若用米尺,怎样才能求出粉笔头沿平台面飞出时的速度?应该测量哪些数据?用米尺也能测出速度。此实验能很好地诱导学生探究平抛运动规律的兴趣。让学生亲自动手操作,亲自实践,领略“创新”成功的滋味。
  在演示实验中,教师可以不拘泥于教材或教参的安排,进行一些创新设计,如可以将一些演示实验改为学生探索性实验。让学生选择器材、设计实验方法,在实验中发现问题和寻找解决问题的方法等等。通过创设条件,让学生充分地动脑、动手、动口,发挥学生学习的主动性,从而激发学生的创造性思维,对学生创新能力的培养起着潜移默化的作用。在实验教学中,教师不失时机地对学生中的标新立异的方法给予肯定、支持和帮助,鼓励学生大胆地猜想和独立地思考,并通过实验否定错误的假设或修正不完善的猜想,从而使学生解决问题的勇气、信心、毅力、科学的批判精神和创造力得到有效的培养。
  创新教育是个人能力提高的需要,社会发展的需要,也是提高全民族整体素质的需要,我们一定要转变教育观念,在课堂教学中注意培养学生的创新意识、创新精神和创新能力,就一定会涌现出许许多多的创新型人才。
  (作者单位:江苏兴化市安丰高级中学)
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