中学物理教学与学生创造性思维能力的培养*

王 丹， 田韫慧

(吉林师范大学物理学院， 吉林 四平136000)

引言

《面向21世纪上海市中学物理学科教育改革行动纲领》中曾明确指出：中学物理教育要以“面向现代化、面向世界、面向未来”为改革的指导思想，以提高学生的科学素质为基本宗旨，以培养学生的创新精神和实践能力为改革重点[1]，“以学生发展为本”为改革的行动准则.由此可见，创新精神和创造力培养是个人素质教育的重要部分,而这种素质的提高离不开对学生的创造性思维能力的培养.

物理学是一门自然科学，物理的魅力在于让我们深入地认识世界，这往往也是学生的兴趣所在，物理的教学应该是更贴近生活，是直观的、具有发现性的.然而现今中学物理教学的现状却不尽如人意，部分教师教学观念陈旧，认为物理教学内容深度浅，范围广，定性的多，定量的少，静态为主，动态讨论为辅，无从着手培养学生的创造性思维能力；还有部分教师教学方法单纯，教学中照本宣科，方法含量少，教师讲、学生听，典型的“填鸭式教学”，以致学生发现不了问题，更不会提出问题，很大程度上扼杀了学生的创新精神，而培养学生的创造性思维能力更是无从谈起[2].因此，中学物理教学必须进行改革.本文就中学物理教学如何培养学生创造性思维能力问题进行探讨.

1 创造性思维与人类的认知过程

人作为一种感性的生物，对事物的认识是有一定的过程的，一般都是从直观的感性认知到深入的理性认知.而创造性思维则是在此基础之上的高级过程，是个人在一定经验和知识的基础上，从某些现象、过程和事实中形成新概念、建立新规律、完成新理论的思维过程.在物理学习中培养创造性思维，就是经过认真观察和反复的实验得到新的结论.这种开创往往伴随着划时代的意义，例如亚里士多德对自然现象的解读，以及牛顿对宏观物理学的定义，再到量子力学产生的爆炸式科学进步.每一次这样的思想火花的产生都推动了科技的进步.

1.1 认知过程

人类在认知过程中，往往分为三个阶段.一是对事物表象的认知阶段.这个阶段人们多注重事物的表象，容易过多地加入个人的感性思维.人类的科学发展也经历了这一过程，就如亚里士多德对重物下落速度和力与物体运动关系的阐述.亚里士多德的阐述不正确吗？当然不是，只不过受到时代的局限性，所以得出了不正确的观点.普通人也是一样，在未知的事物面前，大多会用第一印象来决定.第二阶段是拨开表象看本质.这时人们能更深入地对现象做出解释，发现其中各种因素的相互作用，从而达到理性的认知.在历史上我们可以认为这是伽利略推翻亚里士多德观点的时代，科学的进一步发展，带来了新的观点与理念.第三阶段是对知识的具体应用与验证.运用适当的方式来验证已知规律和概念的正确性，并且学会对其进行应用.更高的要求就是在已知基础上的发散性思维，从而发现新的知识.就像量子力学刚刚被发现的时代，一直被认为那是个伟大的时代.旧的知识体系已经接近顶峰，人们还在迷茫前路的时候量子给人们指引了方向[4].然后就是新大陆的开拓，新的理念、新的思想喷薄而出.就像是宏观物理时代的厚积薄发.

1.2 物理学教学过程

教育过程应该遵循上述认识规律.在物理的教学中，也应该由浅入深、由直观到抽象.第一阶段是最直观的观察阶段，教师应该通过举例引导学生思考与课程有关的生活中的物理现象和物理过程，使学生有一个较为感性的认识.通常教师会应用投影图像、模型、描述和物理的简单实验等方法与学生进行互动，使学生能有更直接、更深刻的感性认知.这是学生建立物理概念、物理规律的基础，为进一步的思维活动和思维加工提供感性基础.

第二阶段是对感性的理解加以剖析，去除个人认识的局限性，取其精华去其糟粕，拨开问题的表面现象到达本质，帮助学生在思维中形成物理概念、建立物理规律，并且归纳出物理公式.在这一阶段，教师的引导是非常重要的，教师提出问题，让学生发散地思维.但一定要把握方向，处于初高中学习阶段的学生大多对知识有个大致的了解，但不够明确，容易形成错误的观点.教师应引导学生向正确的方向分析问题，获得对物理现象和物理过程的本质认识, 使学生的思维活动达到理性认识阶段.从而实现学生的思维由感性认识到理性认识的改变.

第三阶段是对知识进行应用与验证.学生在学习了一定物理概念、定理以后，引导学生对阶段学习过程进行回顾，加深理解，会应用物理的理论概念去解释生活中的实际问题，使学生再次从单纯的理论回到现实.从而达到从生活到物理，再从物理到生活的整个教学过程.

2 中学物理教学中对学生创造性思维能力的培养

物理作为一门基础学科，是所有学科中与现实生活联系最紧密地一门学科，在教学中应该抓住这一特点,从实际出发，改变传统的教学方式，引导学生不拘泥于一种尝试、一种方法、一个结论，而是善于进行发散性思维，培养创新能力.

2.1 鼓励学生勤于观察和勇于提出问题

作为教师应该鼓励学生在日常生活中多观察，善于观察的人才能善于思考，思考是解决问题的关键.善于观察的人才能发现别人忽略的东西.苹果落地大多数人都见过，但是只有牛顿因为观察到苹果落地而提出了万有引力定律.深刻的道理也同样存在于很浅显的现象之中.不断地观察、比较，再加入个人的理解与推理，从对物理现象、物理过程和物理事实的感性认识上升到理性认识, 使思维达到创新的境地.

在教学过程中，教师的主要任务不应该是知识上的灌输，而应该是一个领路人、引导者.引导学生进行思考，错误的思想进行纠正，正确的予以鼓励.鼓励学生自己发现问题，勇于提出问题.爱因斯坦曾谈到：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要, 因为解决问题也许仅仅是一个教学上或实验上的技能而已, 而提出新的问题, 新的可能性, 从新的角度去看旧问题, 却需要有创造性的想象力.”学生提出的问题往往具有随意性，看到什么、想到什么，都可以成为他们的问题，即使问题本身是错的，作为教师绝对不能对学生提出的问题直接否定，应给予学生提示，让他们自己思考讨论正确与否[4].有的问题可能具有一定的目的性，而有的有可能仅仅是出于好奇心.有目的的提问固然好，教师可以与同学们进行讨论得出结果.好奇心也是很重要的因素，有时候想要找到问题的答案，好奇心和兴趣才是最大的动力.这样的问题，先不谈对与错，作为教师应该给予学生肯定，再引导学生找出重点问题，对其进行讨论，最终解决问题.学生在解决问题的过程中将得到很好的锻炼.

在质点运动教学中，若是教师直接给出质点概念：“质点是物理学中理想形态的具有质量没有大小的点”.学生就会觉得比较抽象，很难理解，只能机械记忆，根本谈不上培养学生的创造性思维.但是在教学中，如果教师先创设情景，举一些相关的例子来说明物体的运动，如地球绕太阳的运动、月亮绕地球的运动、从北京开往上海的火车等，再通过图示，以有限的形状来表示物体在线性轨迹上的运动.通过这样的例子使学生获得感性认识，再引导学生思考为什么引入质点概念，什么样的物体可以视为质点.让学生认识到物体能够被看成质点是有条件的、相对的，在情景教学中很容易理解质点的概念.使学生很容易接受物理学的研究方法：抓住要研究对象的主要因素和本质特征，不考虑要研究对象的次要方面，即物理学的理想模型方法.

2.2 以学生为主体，培养学生的创新思维能力

在物理教学中实施创新教育方法，首先是教师教育理念的改变.要开展创新素质教育，教师要改变以往的“封闭式”、“填鸭式”的教学模式，教学中要培养学生的学习兴趣，发挥学生求知的积极性.由于学生的积极参与，并且每个学生的创造性都受到了重视，所以学生的创新能力有了充分的发展空间[5].作为物理教师必须跟上时代的步伐，从根本上转变传统的人才观和教育观，积极开展教育改革，在教学中引导开发学生的自主创新潜能，培养学生的创造性思维，时刻注重体现概念逻辑规律在认识上的自我了解和应用上的创新，引导学生在学习物理过程中发现问题、领悟问题，进而达到培养学生创新能力的目的.

比如在力学教学中，讲授“万有引力”时，通过多媒体课件给学生演示两幅都画着苹果树的图画，一幅画中有成熟的苹果从树上落下，另一幅是在苹果树梢挂着月亮，这样的两幅图画很能吸引学生的注意力，学生很自然地由枯燥的被动学习转变为有意识的自主发现.教师再引导学生根据课件显示的图画展开联想，提出问题，然后对有针对性问题进行讨论：“为什么苹果会落地，而不是飞向天空？”“若苹果树长到月亮那么高，是不是苹果就会像月亮那样一直挂在天空？”“月亮为什么不像苹果一样落下来？”等等.进行这样的讨论能调动学生的积极性，使他们主观上就想要知道各个问题的答案，更会积极地参与讨论.经过引导分析和研究确定，步步深入，最终引出万有引力，学生就会很容易接受.这样通过假设、想象的方法授课，学生成为课堂的主体，无形中就培养了学生的创造性思维能力.

2.3 创造条件，培养学生的实验能力

实验操作能力也是培养学生思维能力的重要方式.中国的教育体制决定了培养学生的动手实践能力不会得到重视，因为高考不会检验学生实验操作能力，教师也就不会去培养学生的动手能力，但是这被忽略的部分却能起到重要的作用，因为人类的进化就是从使用工具开始的[6]，对工具的灵活运用，不断地锻炼了人类的思维.从最初的木棒石斧，到后来的青铜器具，人类的思维开发与使用工具的发展基本上是同步进行的.

通过一些简单的实验，培养学生的实验操作能力.下面根据简单器材设计自由落体运动实验.

实验器材：细线若干，带横梁的铁架台一个，穿孔小球不同质量两个，小铁片一块，白纸若干张.

实验过程：先由教师把一小球用细线悬挂在较高的铁架台上，提出问题让学生思考：小球此时受到几个力的作用？将细线烧断后，小球受到几个力的作用？小球将做什么运动？运动轨迹怎样？再引导学生思考：在重力作用下，物体下落过程中是重的物体下落得快还是轻的物体下落得快？物体下落得快慢与什么有关？提示学生猜想影响物体下落的因素，组织学生讨论后得到相关假设：假设一，物体下落的速度与物体的质量有关；假设二，物体下落的速度与物体受到的空气阻力有关.根据这两种假设引导学生自己去思考、猜想、分组讨论，激发学生的创造欲望，指导学生设计实验方案检验假设的准确性.

在教师的提示下，学生经讨论设计检验假设的方法：“将不同和相同质量的物体从同一高度同时落下，比较物体下落速度快慢”.学生用不同质量小球悬挂铁架台来实验，结果为两球同时落地；再以同质量的纸张与纸团同时从同一高度落下实验，则纸团先落下.分析实验结果：实验中不同质量小球同时落下，说明物体下落速度与质量无关.如果物体下落速度与质量有关，则同质量的纸团和纸张应同时落地，但实验结果相反，这也说明了物体下落速度与质量无关，所以假设一不成立.再分析纸团与纸张下落速度不同，是因为空气阻力作用.纸张在落下时受空气阻力较大，所以比纸团要后落地，这说明物体下落过程中要受到空气阻力的作用.为验证这一结论，引导学生再设计实验：使纸团与小球同时从高处下落，结果小球与纸团几乎同时落地，这是因为纸团与小球下落过程中受的空气阻力都较小，实验结果验证了假设二正确.

这种简单的实验设计，由学生自己动手，学生能够感受这些物体的下落过程，然后再引导学生得出自由落体的定义：“物体只在重力作用下由静止开始下落的运动”.实际的生活中，空气阻力是一定存在的，强调只受重力的自由落体运动是一种理想化的模型.而在某些情况下空气阻力对物体的影响较小时，是可以忽略阻力作用的，这样就可以导出自由落体运动的近似条件：“物体所受阻力小于物体本身重力”.这与伽利略的研究结论相符，再经由对下落物体运动过程的详细分析，使学生能够很自然地理解自由落体运动速度变化规律.

物理学是门实验科学，更应该发挥出它本身具有的魅力.思想可以信马由缰，同样也很有可能出现偏差，亲自动手去验证就可以修正偏差理念.在物理实验教学中,不仅要让学生学会实验的具体做法和一些实验技能, 更重要的是引导他们学会研究物理问题的实验方法, 培养他们的物理创造思维.

3 结语

中学作为基础学习的一个阶段，如何良好地开发学生的各方面能力是非常重要的，它跟小学不一样，教师不应该告诉学生怎么去做，而是教导他们怎么去发现.法国科学家贝尔纳说：“良好的方法能使我们发挥天赋和才能, 而拙劣的方法则可能阻碍才能的发挥”.教师在教学过程中如何引导学生开拓思维是非常重要的课题.教育的过程应该是一个引导的过程，而不是教师单方面的灌输.鼓励学生创造性思维，是物理教学中应该重视的方向.一个知识型的人才也许可以发挥百分之百的才能，一个创造型的人才往往是不可估量的.

参考文献：

[1]刘甲珉.中学物理教学与创造思维能力培养[J]. 青岛教育学院学报,2001,14(1)：39-43.

[2]袁富中.挖掘课本习题提高学生创造性思维能力[J].数学学习与研究,2010,(2)：30-31.

[3]赵瑞巧.把握学生心理实施物理探究式教学[J].中小学电教(下半月),2010,(1)：113.

[4]刘长富.更新教育观念改革物理教学方法[J].湘潭师范学院学报, 2004,26(3)：104-106.

[5]曾荣光.教育政策研究,议论批判的视域[J].北京大学教育评论,2007,5(4):1-29.

[6]孙振东.学校知识的性质与基础教育改革的方向[J].教育学报,2006,2(2):11-24.