试述高等职业教育物理教学中的创造性思维培养

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  我们身处的“信息社会”即“创新社会”,“创新社会”呼唤创新教育和具有创新意识的人才。高等职业教育物理教学(以下简称“高职物理教学”)理应立足于创新的课堂,致力于创新教育,为社会培养具有创新意识的人才和擅长创造性工作的技术劳动者。
  创新教育的核心就是创造性思维的培养。具体而言,高职物理的创新教育就是在物理教学中以培养学生的创造性思维,提高学生运用物理知识解决实际问题的创新能力为目的的教学方式与过程。其中,创造性思维,即在处理实际问题的过程中力求“独到”与“最佳”。
  高职物理教学应以教学计划、教学大纲为指南,以教科书、校本课程为凭借,以课堂的理论教学、实验教学为主渠道,以探究式、讨论式、求新、求异为突破口,以“置疑、释疑推进式”为教学模式,最终培养学生的创造性思维,教会学生在学会学习的前提下,学会创新,以期创造迄今所没有的东西。那么,怎样在高职物理教学中培养学生的创造性思维呢?笔者以为有三点非常关键。
  一、引导学生发现问题,激发学生的好奇心
  亚里士多德说过,“思维是从疑问和惊奇开始的”。因此,物理学中发现问题的意识是培养学生创造性思维的源头,而对物理现象的“惊奇”与“疑问”则是使学生思维奋进和飞跃的不竭动力。
  1.让物理学知识从课堂上和书本里解放出来
  毋庸置疑,高师出高徒。一个不善于创新教育的教师很难培养出具有创造性思维的学生。所以,要创新物理课堂,教师必须树立全新的教学观念,引领学生从注重理论规律的传承转向物理理论知识的革新,让物理学知识从课堂上和书本里解放出来,走向自然、科技、生产、生活。
  2.把培养学生观察现象作为物理教学的切入点和突破口
  杨振宁教授指出:物理是现象科学,绝大部分的物理学是从现象中来的,现象是物理学的根源。美国物理学家、诺贝尔奖金获得者费恩曼强调:物理教学要与自然相遇。这就要求物理教师必须把培养学生观察自然现象、物理实验现象以及物理的情景创设作为课堂教学的切入点和突破口,引发学生发现问题的好奇心,始终如一地鼓励学生自信,激励学生敢想。
  3.物理学中理论的产生一般都是从“发现”开始
  教师可以指导学生把物理学中的一些重大理论的建立及其成果有选择地列举出来,使学生明白,物理学理论的产生一般都是从“发现”开始的,并告诫学生正是因为这些“发现”(“偶然发现”“直觉发现”“意外发现”“间接发现”),所以才有了“惊奇”与“疑问”。值得注意的有两点:一是不要轻易放过各种“发现”,二是要弄清各种“发现”的原因,因为有些“发现”往往会成为研究的新起点。例如:牛顿从苹果落地的“偶然发现”,找到了万有引力定律;瓦特从壶盖跳动的“直觉发现”,总结出蒸汽机的原理;奥斯特从通电导线附近小磁针偏转的“偶然发现”,发现了电流产生磁场(电学与磁学结合);法拉第从线圈断路的一瞬间电流表指针发生偏转的“意外发现”,归纳出磁生电的电磁感应现象;多普勒从奔驰列车嘶鸣音调变化的“偶然发现”,提出了“多普勒效应”;开普勒通过弟谷对天体观测的“间接发现”,建立了天体运动的三大定律。
  4.在物理教学中培养“惊奇”和“疑问”的思维
  教师既可以组织学生把物理学发展进程中的各种“发现”搜集起来,汇编成册,让学生产生敬仰、崇敬、感恩之情,从而迸溅出“惊奇”和“疑问”的思维火花,又可以将当今前沿新理论、新科技、新材料、新工艺、新成果融汇于高职物理的教材之中,让物理课具有实际性、实用性、实践性、科技性与超前性,从而激发学生学好物理、热爱物理、崇尚科学的思想感情,使之由苦学到乐学,萌发“好奇”和“质疑”的思维胚芽。教师也可以通过习题、实验、实习、检测、讲座、研讨、科技小发明竞赛、主题班会、课外活动等渠道,使学生感到处处都有创新的氛围,事事都是创新的成果,从而生发出“惊奇”与“疑问”。教师还可以精心设计,以“惊奇—质疑—释疑”为主线的推进式物理课堂教学模式和以“实验演示—观察现象—制造悬念—创设情境—提出疑问—搭台垫铺—讨论问题—得出结论—验证理论—知识点迁移—再质疑—再讨论—集中总结”为主线的实验教学模式,使创新课堂的物理教学成为教师自然而然的行动,从而使学生从“激疑”而“生疑”,达到“析疑”和“解疑”,悟出“学源于思,思源于疑”“事生于虑成于做”的真谛。
  二、培养学生的想象力,激发学生的活性思维
  爱因斯坦强调,“想象力比知识更重要,并且是知识进化的源泉”。牛顿以非凡极致的想象力,横绝一世的数学才华,奠定了经典物理大厦的基石,树立起天文学、数学、光学等一座座丰碑;魏格纳以奇特的想象力,提出了“大陆漂移学说”;德布罗意根据对称的思想,采用类比的想象发现了实物的波动性。不难想象,在物理学发展的进程中,物理学的每个概念的形成、定律的发现、理论的创立都蕴涵着物理学家非凡的想象力。因此,高职物理教学的过程不仅是教师教导学生学习探索前人的科学成果、吸取知识、养成能力的过程,更是培养学生创造性思维的过程。
  创造性思维离不开想象力,想象是直觉的深化与拓展,也是一切创造性活动不竭的动力。因此,高职物理教学中学生想象力的培养,可从联想着手,从个别到一般,从具体到抽象。
  1.把客观事物抽象化
  例如:由“质点”这一物理模型,联想到刚体、电场线、磁场线、点电荷、点光源、光线、理想气体、理想流体、理想的弹簧振子、理想单摆等其他模型,从而抽象出这些理想模型的共性,都是物理学中为了研究问题的方便,从客观实体中抽出来,抓其主要因素、忽略次要因素而建立的,这就是把客观事物抽象化。
  2.类比要具体问题具体分析
  又如:用类比法,由重力场联想到电场、磁场,由重力场中的重力加速度g联想到电场强度E、磁感应强度B;还可将库仑定律与万有引力定律类比,其共性是两者皆为场力,都与距离平方成反比。但类比不是万能的,需要具体问题具体分析。如万有引力和核外电子绕核运动的静电力就不能类比。前者描述的是天体运动具有的固定轨道,而后者是电子在原子核周围出现的几率。
  3.联想与想象的巧妙运用
  还如:在探求物理规律时,既可由“最简单着手法”联想到“控制变量法”“等效替代法”“比值法”“对称法”等物理研究法,又可由“等效替代法”联想到全电路中测电源电动势和内阻的三种电路的等效性(伏安法、伏特表法、安培表法),还可由物理问题的对称性展开想象。自然界中电荷有正负之分,物质有正反之分,磁极有南北之分,电生磁与磁生电、抛体运动的时空对称、天体运动的时间对称、牛顿运动定律的时空对称和镜像对称、光的波粒二象性理论上的对立统一也表现出客观实在的互补性,即发生反射现象、折射现象的“粒子说”与产生衍射现象的“波动说”。
  此外,在物理教学中,可以通过直观的比喻展开形象的想象,能够模拟创设情境展开空间的想象,经由联想的实验展开非实现过程的想象。需要注意的是,上述这些想象不是单一进行的,其往往相融在探索各种物理问题的过程之中。
  三、培养学生独立思考的能力
  爱因斯坦认为:应把发展独立思考和独立判断的一般能力始终放在学校教育的首位。可见,创新教育的价值在于使受教育者能够站在批判的角度独立思考。因此,教师在课堂上应以学生为主体,给学生自主实践的空间和时间,鼓励学生树立怀疑和否定的精神,鼓励学生求真、求新、求异,不盲从。
  作为基础教学的高职物理教学,应发挥为专业课的教学铺路搭桥的作用。为此,物理教师应鼓励学生动手实践:实验目的自己悟,实验设置自己装,实验疑难自己解,实验结论自己得。最终,引领学生在创新思维的学习过程中,走可持续发展之路。
  (作者单位:内蒙古呼伦贝尔职业技术学院)
  (责任编辑:梁金)
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