浅谈中学物理教学中创新能力的培养

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【摘 要】 当今是知识经济时代，只有知识的不断创新，才能推动科技、经济不断地向前发展。教育是知识创新、传播和应用的重要基地，也是培养创新精神和创新人才的摇篮。物理教学，对于培养学生的创新精神和创新能力，有着学科的优势，也应该担负重要的责任。

【关键词】 创新；兴趣；观察力；思维；动手实践

【中图分类号】G63.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）32-0-02

从上世纪90年代起，知识已成为最重要的生产要素。这意味着人类已进入了一个新的时代――知识经济时代。创新是知识经济最显著的特征，只有知识的不断创新，才能推动科技、经济不断地向前发展，才能增强我们的综合国力，实现我们的民族复兴。

总书记在第三次全国教育工作会议上指出：“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，教育是知识创新、传播和应用的重要基地，也是培养创新精神和创新人才的摇篮。”因此，教育不再是知识的传授和对学生的管理，它的更深层次的涵义应该是发现、发掘和强化学生的创造潜力，启迪学生的创造性思维，培养学生的创造精神，造就大批创新人才。

物理教学作为一门自然科学的教学，对于培养学生的创新精神和创新能力，有着学科的优势，也应该担负重要的责任。从素质教育角度来讲物理教学应作力以下三个“培养”：一是培养学生文化素养，二是培养学生技能素养，三是培养学生的创新精神和创新能力。那么在物理教学过程中如何培养学生创新精神、创新能力呢？本文结合自己的教学实践，浅谈以下几点。

一、兴趣是创新的原动力

“兴趣是最好的老师”。学生对物理的学习兴趣表现为他们喜欢上物理课，喜欢做物理实验，喜欢参加一些与物理现象有关的活动。只有这样，他们才会为解决实际生活中的不称心、不顺手的事去开动脑筋。也只有在这种动力的作用下，他们在学习和生活中才会表现出创新的冲动。有着一千多项发明创造的发明家爱迪生，也是因为他对自然科学怀有浓厚的兴趣，才在这条充满艰辛与坎坷的道路上取得一次又一次的成功。

物理教学中如何激发学生的兴趣呢？

1、利用课后阅读材料，激发学生学习兴趣

课本的阅读材料有的是课本内容的延伸，有的是介绍定律的由来，有的是介绍这一节知识的实际应用等。学生通过阅读这些知识，并亲自动手实践，可以弄清知识的来龙去脉，使之条理清晰。有一些内容将同学们所学知识与生活、生产紧密联系起来，使学生感到物理知识的有用和有趣，从而产生学习物理知识的兴趣。

2、介绍物理学家和物理学史激发学生学习兴趣

初中的学生对物理学家都有着崇拜敬仰之情，适时向学生介绍他们的奋斗史，可以激发他们的学习热情，增强对物理学科的情感。如：实验物理的奠基人伽利略为了捍卫哥白尼的“日心说”如何受到罗马教廷的迫害致死。第谷为了导出行星运动规律，耗尽毕生精力，四十年如一日观察积累大量数据资料，他去世后，他的学生开普勒在老师的基础上，继续研究终于得出了行星运动三大定律。

3、介绍我国在科技领域取得一次又一次的伟大成果，激发学生的学习兴趣。

二、敏锐的观察是创新的火花

牛顿从苹果落地，导出了万有引力定律；伽利略从教堂的吊钟，看到了单摆的“等时性”。以上事实说明：敏锐的观察能让我们捕捉到有价值的信息，从而在脑海中闪烁出创新的火花。在物理教学中应注重培养学生的敏锐观察力。

1、加强观察和实验，培养实事求是的科学态度

比如，在观察“水的沸腾”实验时，学生都能按照课本上的要求，观察到温度计的示数如何随着时间的变化而变化，观察到水加热到一定程度时，水中产生大量气泡，这些气泡在上升观察中，体积不断增大，上升到水面破裂，释放出里面的水蒸气。同时少数同学学生看到加热不久，杯底和杯壁产生了小气泡，认为沸腾开始了。学生的结论虽然是错误的，但学生的观察是仔细的，要对学生的“功劳”给予表扬和鼓励，然后激励学生去探究。

2、保留一颗好奇心，创新的火花将不时闪现

绝大多数自然现象对同学们来说是司空见惯和理所当然的。我班一位学生在家烤炭火时发现：为什么刚加上去未燃烧的炭要用燃烧的炭覆盖才能越烧越旺，而蜂窝煤的燃烧又恰恰相反呢？这位同学百思不得其解，然后向我讨教。对此现象，我也熟视无睹，未曾想过。学生的问题让我一时语塞，也激发了我的兴趣。于是我和这位同学到我家亲自动手实验、分析、再实验、再分析，得出结论：蜂窝煤在煤炉中燃烧时，下面煤球燃烧放出的热量，随空气自下而上的对流，给上面的煤球加热，这样煤炉中的煤越烧越旺。而木炭在炭盆中燃烧时，冷空气从四周，由外到内流入炭盆中间，如果未燃烧的木炭放在上面，因散失的热量比得到的热量多，就不能越烧越旺。所以，烤炭火时，新加上去的木炭，应该用燃烧正旺的木炭覆盖。这位学生的好奇心，让他在科学的宫殿里孜孜不倦地探索。他也收获了探索的乐趣，他的小论文《蜂窝煤与炭的燃烧》获得“市中小学生科技征文”一等奖。

三、创造性思维是创新的灵魂

美国的硅谷是闻名世界的创新园区，硅谷的成功不是拥有硅片，而是拥有大批的创造性思维的人才。为此，我们在物理教学中应注重培养学生的创造性思维，即发散思维、求异思维和逆向思维。

1、大胆猜想，培养学生的发散思维

发散思维是主体面临问题时，由一条扩展到多条，由一个方向转移到多个方向的思维方式。牛顿说：“没有大胆的推测就没有伟大的发现”，爱因斯坦的“相对论”，法拉第的“电磁感应”、牛顿的“万有引力”不都是起源于大胆的猜想么！就是当今还没有定论的达尔文的“进化论”，“宇宙大爆炸”理论不也是一种猜想吗？因此，在物理教学中鼓励学生大胆猜想，逐步培养学生的发散思维。

2、培养学生的求异思维

求异思维就是思考着面对新问题时，能绕开思维定势，避开已有的答案或知识，寻找新的解释或进行新的改进。比如，学习了《压强》后，习题中出现了有关柱体对水平支撑面的压强计算，常规的解法是：先求出固体重力G，再有F=G，然后利用定义式P=F/S，求出压强；而有学生推导出P=F/S=G物/S=m物g/S=ρ物V物g/S=ρ物Sh物g/S=ρ物gh。这时引导学生分清P=ρ物gh与液体压强公式P=ρ液gh有什么区别，它们的应用条件，然后利用这一公式解决诸如围墙对地面压强，判断圆柱型铜块、铁块对桌面压强大小等问题，会变得简单迅速。

3、培养学生的逆向思维

科学的成果已严密到象紧闭着的“大门”，要想再突破这扇大门是不容易的，也许第一个想到从“后门”冲击的人就是胜利者。许多物理学家都是“逆向思维”的奇才。如物理学家法拉第，从电生磁的现象得到启发，逆向思考，磁能不能产生电？经过10年的不懈努力，终于总结出电磁感应定律。逆向思维充分展现了思维的灵活性、发散性和创造性。

四、动手实践是创新的必经之路

初中物理教学中，应积极开展小论文、小制作、小发明等课外活动。这些课外活动，可以让学生更加生动活泼地、主动得到发展，有助于全面提高科学素养，增强创新意识，提高创新能力。

下面，我们来看我班一位学生的创新之路。

南方的冬天，当气温骤降，大地冰封之时，经常出现大量的自来水管道和水表的冻破，人们都被这种现象苦恼着，我们也曾给水管（或水表）包上厚厚的保温层，但都治标不治本。但爱思考的官晴扬同学，萌发了创新的灵感。当她将这个想法告诉我，我对她的设想，给予了肯定和鼓励。我们一起设计、加工、试验，历时一个多月，经历多次的失败，最终获得成功。下面简要回顾创意的部分过程。

水管（或水表）被冻破，是因为水结冰时体积膨胀，巨大的分子力，把它胀破。为了消除这种破坏力，受高压锅的保险装置的启示，首先想到方案1：

方案1、在水表的出水端，加装限压片，水结冰时，先将限压片胀破，排除水表里的水和冰，保护水表内部结构，过后更换限压片即可。但这样破坏了水表结构，质检部门通不过。不得不另想办法！

……

方案n、在水表内部放置充满空气的柔性金属盒，水结冰时，挤压金属盒收缩，减小破坏力，冰熔化后金属盒恢复原状，以便长期使用，经过试验，达到预期效果。

设计图纸，寻找加工厂，装配，试验，她的动手能力、实践能力得到了提升！

旧方案的懊恼，新方案的欣喜，她的想象力如山涧溪流永不枯竭！

付出总有回报！她发明的“防冻水表”获得第二十一届“全国青少年科技创新大赛”国家三等奖。

当然，学生的创新意识，创新能力的培养并非一朝一夕之事，也绝非靠学校就能实现的，它是一个长期的、综合的工程。对于初中学生来说，要让他们在中学就能做出具有使用价值和经济价值的发明创造也是不太现实的，但可以肯定的是：今天我们的努力必定会在他们未来的学习、工作之中见成效。在教学中，有意思地培养学生的创新意识和创新能力，对于民族创新能力的提高将起着不可低估的作用。

参考文献

[1]在北大百年校庆时的讲话

[2]《物理学史与中学物理教学》，王一鸣译