物理课中的创造性思维

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人类进入21世纪,国际竞争日益白热化,各国经济、军事、教育和科学技术的竞争,将集中在创造性人材的竞争上。而人才的培养离不开教育。改革传统教育模式培养创造性人才是当今教育改革的主题。研究创造性思维的特点、规律,探索创造性人材培养的有效方法是当今教育的热点之一。本文从创造性思维的心理特征出发,在大学物理实验教学中去探索培养创造性人材的有效途径。 一、创造性思维的心理特征 从古到今,关于创造性思维的定义众说纷纭,目前比较一致的看法为:根据一定目的,运用一切已知信息,产生出某种新颖独特有社会或个人价值的产品的智力品质。这里的产品是指以某种形式存在的思维成果。它既可以是一种新概念、新思想、新理论,也可以是一项新技术、新工艺、新产品。作为有创造性思维的人必须具备:系统的知识结构;一定的创造性技能;强烈的创造欲望和动机。心理学家总结了创造性人格的基本特征:(1)有高度的自觉性和独立性,不与他人雷同;(2)有旺盛的求知欲:(3)有强烈的好奇心,对事物运动的机理有深究的动机;(4)知识面广,善于观察;(5)工作中讲求条理性、准确性与严格性;(6)有丰富的想象力、敏锐的直觉、喜好抽象思维,对智力活动与游戏有广泛兴趣;(7)富有幽默感,表现出卓越的文艺天赋:(8)意志品质出众,能排除外界干扰,长时间地专注于某个感兴趣的问题之中。 任何一项创造发明实质上就是问题解决过程,它不是一般的问题解决,而是一种具有创新意义、超乎寻常的问题解决过程,是一个发现问题、组织问题和解决问题的过程。从信息加工的观点看,创造力是产生有价值的新信息过程,运用各种智力品质对发现的问题提出新的解决方法,然后去尝试—失败—再尝试—……直至找到正确方法,解决问题,从而产生新的技术、新的产品。因此,要培养有创造力的人才,首先要激发学生的创造欲望和动机,因为动机是激发和维持个体的活动,并使活动朝着一定目标努力的内部心理倾向或内部动力。 只有当学生具有较高的创造动机,才会促使他们去发现新的问题,探索具有创新意义、超乎寻常的问题解决过程,从而产生新的思想、新的发现及发明,才能培养出有创造性的人才。 其次,要引导和训练学生去发现和提出问题,培养学生的创造性技能。历史和实践表明,科学上的突破、技术上的革新无一不是从发现问题、提出问题开始的。从某种意义上说,发现问题可能要比解决问题更为重要,解决问题可能仅仅是数学技巧或实验技能的灵活运用,而发现提出新问题,从新的可能性、新的角度去考虑问题,则要求创造性的想象,这标志着科学真正的进展。 二、在大学物理实验教学中培养学生创造性思维的实践与探索 《大学物理》和《大学物理实验》原来是一门课程。为了纠正重理论轻实验的偏向,为了加强实验能力的训练,国内各大学在二十世纪八十年代初将非物理专业的物理实验从原来的课程中分离出来,独立形成一门课程—大学物理实验。大学物理实验是工科大学生进行科学实验的一门基础课程,也是科学素质教育的重要环节。工科大学生在大学期间应受到较系统的实验技能的训练。而物理实验是一个重要的开端。不仅如此,大学物理实验也在培养创造性人才中扮演了重要角色。作为教师应该注意以下几点:(1)转变传统教育观念中阻碍学生创造力发展的观点。譬如,变以教师为中心为以学生为中心;把传授知识为主要目标变为增长经验、发展能力为主要教学目标,变严格纪律、遵守常规的课堂气氛为生动活泼、主动探索的课堂气氛。(2)鼓励创造性的学习,发挥学生的主体能动性。就具体教学而言,就是尽可能使学生参与到学习活动中来,在教师引导下,大胆想象,积极思维,主动探索,在学习中发掘自己内在的潜力,不断提高创造力。(3)尊重学生的个性。创造型学生往往具有独特的人格特征,创造型教师应因材施教,使每个学生都能发挥自身的最大潜能。(4)建立新型师生关系,鼓励大胆质疑与创新。传统的教育观念中,教师不仅是知识的传授者,还是行为的楷模,师生关系是命令与服从的关系。这种关系势必影响学生创造力的表现。 新型的师生关系是教师以平等、宽容的态度,积极鼓励学生,教师不再是权威的代表.而是保护、激发创造力的支持者。(5)培养学生的创造性个性品质,如探索精神、不怕挫折、敢于创新等。在大学物理实验教学具体过程中从以下几个方面入手来培养学生的创造性思维: (一)激发学生对大学物理实验的学习兴趣与动机。目前在大学生中有一个普遍的倾向是:重视理论课轻视实验课,重视专业实验而忽视基础实验。因此作为大学物理实验教师的首要责任,就是要使学生对大学物理实验有正确的认识,使他们认识到理论课与实验课、基础实验与专业实验之间的相互关系,认识到实验技能在一个人的能力结构中的重要地位,认识到大学物理实验在培养创造性人才中的重要作用。只有学生有了正确的认识,才能以积极主动的学习态度投入到大学物理实验中去,才会有持续的学习动机,才会有新的思想,新的设想、新方法涌现。在实验教学中,教师应该以一种继承与批判的态度去介绍经典的物理实验方法、技术和技巧,把传统的实验技术与现代技术进行对比分析,把大学物理实验与实际生活与生产实践联系起来,与现代的新技术联系起来,激发学生对大学物理实验的学习兴趣。这样把学生对大学物理实验的学习兴趣与动机激发出来,为培养有创造性人才打下了坚实的基础。 (二)鼓励学生在大学物理实验过程中提出新的问题、新方法。虽然大学物理实验的每一个实验题目都具有明确的目的性和针对性,实验仪器原理和技术也是成熟的。但是每个学生在具体操作中都存在学生个体的学习动机、知识结构、动手能力的差异,而且每套实验仪器的性能也存在差异性,因此,大学物理实验教学与理论课教学有很大的区别:它是一个动态的教学过程,教师与学生之间的互动过程,它是学生不断遇到“新问题—解决新问题”,在问题解决过程中能力不断提高,创造能力得到升华的过程。大学物理实验的教学过程与任何一个创造发明过程非常相似。因此,在大学物理实验教学过程中,教师根据创造性思维的心理特征培养有创造性的人才是至关重要的。#p#分页标题#e# 从创造性思维的特征不难看出:在大学物理实验教学过程中,教师保护学生的好奇心,鼓励学生提出新的问题、新的实验方案(方法),这是培养有创造性人才的重要原则之一。 在大学物理实验教学过程中,老师遇到学生的问题千差万别,应该如何去处理呢?我认为应该注意以下几点: 1.对于实验仪器的操作与使用,就应该引导学生从理论上去分析解决。例如。迈克尔逊干涉实验是一个经典的物理实验,学生虽然按照实验步骤去操作了,但是仍然无法得到干涉条纹。这时在学生的心中处于一种焦虑状态,教师往往不是立即对学生调试予以评判,而应该作一个延迟判断。给他们足够的时间去思考、尝试、探索,让他们学会承受挫折与失败。 对于自己确实无法解决时,老师不是简单教他怎样调整,而是应该引导学生从理论上去分析。从干涉产生的条件去分析,检查两列光波是否同频率,振动方向是否一致,相位差是否恒定。再进一步分析光波与机械波区别,光波是一个有现波列,如果两列波的光程差大于光波的相干长度,它们是不能产生干涉条纹的。学生明白这一原理后,它会去检查迈克尔逊干涉仪的固定平面反射镜与可动平面反射镜到分束镜之间的距离,看它是否在相干长度之内,从而找到正确的调节方法,完成实验。在这样一个师生互动过程中,学生对理论知识的理解更加深刻,也找到了理论知识与实际的结合点,培养学生分析问题和解决问题的能力。 又如,在练习示波器使用的实验中,研究李沙如曲线的规律,有学生在示波器上得到的始终是一个椭圆,即使改变外接信号的频率或去掉外接信号,示波器上的图形没有任何变化。这时老师引导学生去分析李沙如曲线产生的条件:两个互相垂直方向的正弦信号的合成。从李沙如曲线的规律可知:在Y方向上有一个50Hz的正弦信号。在改变Y方向的信号频率时,图形没有改变,可能有两个原因:(1)信号源故障;(2)信号没有输入到示波器的Y通道,是否输入开关置于接地?尤其是去掉Y通道信号后,示波器的波形仍然不变,更进一步证实输入信号没有加在示波器的Y偏转板,通过一步一步的分析与讨论学生终于找到问题所在:示波器Y通道的增益控制旋钮置于标准位置处,Y通道是机内本身提供的50Hz的正弦信号,把Y通道的增益控制旋钮置于合适的衰减位置,改变输入信号的频率即可得到各种李沙如曲线。因此,在实验教学过程中要鼓励学生去面对挫折与失败,只有从挫折中走出来或战胜挫折,学生的自信心就会逐步建立起来,在获得知识与技能的同时,他们的优秀的人格品质得到升华。 2.在物理实验教学过程中,学生可能提出一些简单的问题,作为教师决不能给予简单的否定,而是应该引导学生从理论上去进行分析,让他自己去发现错误与不足。例如,学生在完成了分光计测折射率实验后,就提出了为什么不用中学物理实验中折射率测量方法。老师引导学生去分析两者在原理上的区别,从系统误差与随机误差的角度去比较两者的优劣,再从实验仪器的精确性及通用性进行比较。让他们自己去判断,通过学生这种自我否定、自我完善方式,增强学生的鉴别能力,同时,教师也保护学生思维的新颖性。 3.在教学过程中,学生常常产生一些新颖、独特的有价值的问题,教师应积极肯定和支持。如在分光计使用实验中,仪器的调试及测量过程中人眼必须靠近望远镜的目镜,既费力效果又不好。有的学生产生了改进实验仪器想法,有的学生想到将摄像头与望远镜相连,通过显示屏显示。虽然这一想法已经实现,但是对于产生这种想法的学生来说,它就是一种创新,就是一个进步。有的学生想到把光信号转化为电信号,通过数据采集,利用计算机处理。 对于这种新颖的构思,老师不能简单的肯定或否定,而应当鼓励他们用所学的知识去进行分析,论证其可行性并逐步完善。帮助学生把他们的新方法、新的实验方案变成现实或产品,真正实现创造性人才的培养。 (三)注意培养学生良好的心理素质和优秀的意志品质。大学物理实验不仅能够巩固和完善学生的理论知识,训练学生的实验技能,而且能够培养学生尊重事实、实事求是、严谨踏实,一丝不苟的科学精神。在大学物理实验教学中,不仅注重对学生实验结果的考查而更应该加强实验过程的综合评价,教师应充分利用实验教学的评价体系,充分肯定有新思想、新方法的学生,鼓励在实验过程中能够承受挫折与失败的学生。使学生的良好心理素质和优秀的意志品质实现正向迁移并不断强化。使学生在知识与技能提高的同时,人格也得到同步发展。 三、结束语 创造性人才的培养是一个系统工程,需要教育者与受教育者共同的努力。需要转变教育观念,探索创新人才培养的有效方法与途径。只有从每个人作起,从每个教育环节作起才能真正实现创造性人才的培养。