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物理教學(xué)中師生互動(dòng)與創(chuàng )新能力的培養
一、明確物理學(xué)學(xué)科體系，樹(shù)立正確的創(chuàng )新教育觀(guān)創(chuàng )造力是指能夠創(chuàng )造出具有社會(huì )價(jià)值的新理論和新事物的各種心理特點(diǎn)的總和，是指能夠獨創(chuàng )性解決問(wèn)題的能力。創(chuàng )造的標準具有狹義和廣義之分：我們將第一次產(chǎn)生的、前所未有的、具有社會(huì )意義的產(chǎn)物和活動(dòng)，稱(chēng)為狹義的創(chuàng )造，例如科學(xué)上的發(fā)現和發(fā)明、藝術(shù)作品創(chuàng )作等，狹義的創(chuàng )造性思維是少數人才才有的；而那些對本人來(lái)說(shuō)是新穎的、前所未有的產(chǎn)物，就可稱(chēng)為廣義的創(chuàng )造。從這個(gè)意義上來(lái)理解，對于正在成長(cháng)中的中學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們在學(xué)習、生活和解決問(wèn)題的過(guò)程中，有時(shí)也具有一定的創(chuàng )造能力和創(chuàng )造性。我們在教學(xué)上所提出的創(chuàng )新教育所說(shuō)的正是這種廣義上的創(chuàng )新。
創(chuàng )造力的形成與發(fā)展同諸多因素有關(guān)，但創(chuàng )造力與知識的關(guān)系最為密切，不存在超越知識的創(chuàng )造力。創(chuàng )新教育不能與知識傳授分離開(kāi)來(lái)，創(chuàng )新意識、創(chuàng )新精神、創(chuàng )新能力的培養離不開(kāi)一定的知識基礎，學(xué)生的學(xué)習能力、創(chuàng )新能力必須以科學(xué)知識為載體，運用科學(xué)方法而實(shí)現的，如果離開(kāi)了基礎知識來(lái)談創(chuàng )新，是沒(méi)有意義的。創(chuàng )新教育的關(guān)鍵是傳授什么樣的知識和怎樣傳授知識，學(xué)生又如何學(xué)習，才能有效地培養學(xué)生的學(xué)習能力，進(jìn)而達到“學(xué)會(huì )學(xué)習”，實(shí)現創(chuàng )新教育。但同時(shí)我們也一定要注意到創(chuàng )造力的發(fā)展與知識的產(chǎn)生并不是同步的，學(xué)習成績(jì)并不等于創(chuàng )造力。
由于創(chuàng )新不能與知識分離開(kāi)來(lái)，所以我們要在物理教學(xué)當中去培養學(xué)生的創(chuàng )新能力，就必須仔細深入地去研究物理學(xué)科學(xué)科體系的本質(zhì)。物理學(xué)作為自然科學(xué)中的一門(mén)基礎科學(xué)，它是研究構成自然界的物質(zhì)的基本結構和運動(dòng)規律，及其應用的科學(xué)。物理學(xué)學(xué)科體系主要包括三部分，一部分是知識體系，一部分是觀(guān)念體系，另一部分是科學(xué)方法體系。
物理理論是建立在實(shí)驗基礎上，而實(shí)驗基礎于理論知識密切結合在一起，因此我們把理論知識和實(shí)驗基礎統稱(chēng)為物理知識。物理觀(guān)念是物理世界在人腦中留下的概括的形象，是人們對物理世界的根本認識，物理學(xué)科的發(fā)展，最集中反映在物理觀(guān)念的變更上。例如經(jīng)典力學(xué)建立的基本觀(guān)念是機械論的物質(zhì)觀(guān)念和時(shí)空觀(guān)念；電磁場(chǎng)理論的基本觀(guān)念是場(chǎng)的概念；相對論則提出了依賴(lài)于物質(zhì)和運動(dòng)的空間和時(shí)間，相互聯(lián)系的質(zhì)量和能量，任何參照系對于物理定律的描述都是有效的等基本觀(guān)念。中學(xué)階段要建立的物理觀(guān)念主要包括物質(zhì)觀(guān)、運動(dòng)觀(guān)和守恒觀(guān)三個(gè)方面�？茖W(xué)方法是指正確反映研究對象的客觀(guān)規律的主要手段，是人們研究活動(dòng)得以順利完成的程序、方式和規則，學(xué)會(huì )科學(xué)方法是提高創(chuàng )新能力的必要條件。
物理科學(xué)的內容是由物理知識、觀(guān)念和方法以及實(shí)驗基礎構成的有機整體。那么在具體的物理教學(xué)當中，我們應該如何結合物理學(xué)的這些特點(diǎn)，與其它學(xué)科有機地結合起來(lái)培養學(xué)生的創(chuàng )新能力？
二、激發(fā)學(xué)生的探究興趣，培養學(xué)生的創(chuàng )新意識
創(chuàng )新意識是指創(chuàng )新的愿望和動(dòng)機，要激發(fā)創(chuàng )新意識就必須培養學(xué)生的學(xué)習和探究興趣。物理世界是一個(gè)充滿(mǎn)神奇的世界，大量的物理實(shí)驗能顯現各種奇妙的物理現象，并且物理與人們的生產(chǎn)生活緊密相連，非常切合實(shí)際，能夠使學(xué)生感到學(xué)有所用，另外，物理學(xué)史又是一塊兒能夠激發(fā)學(xué)生探究熱情的熱土，所有的這些都能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習物理的興趣。我們應該根據學(xué)生的特點(diǎn)和規律，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習和探究興趣，這是物理教學(xué)實(shí)施創(chuàng )新教育的基本條件。
在教學(xué)中，興趣能夠促進(jìn)學(xué)生去思考、去探究、去創(chuàng )新，它是發(fā)展思維，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習的催化劑，是調動(dòng)學(xué)生學(xué)習積極性、自覺(jué)性和創(chuàng )新性的一種內在動(dòng)力。物理學(xué)史的大量事實(shí)證明，強烈的創(chuàng )新意識來(lái)源于永不滿(mǎn)足的好奇心和對科學(xué)的熱愛(ài)。因此，我們在教學(xué)當中一定要充分利用實(shí)驗、物理學(xué)史等方法來(lái)刺激學(xué)生那種隱藏在內心深處的求知欲，激發(fā)他們的探究興趣，培養起他們的創(chuàng )新意識。
（1）做好物理實(shí)驗
實(shí)驗是物理教學(xué)的基礎，它具有生動(dòng)形象的特點(diǎn)，有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，實(shí)驗的一個(gè)重要特點(diǎn)是“動(dòng)手操作，動(dòng)眼觀(guān)察，動(dòng)腦思考”。在物理實(shí)驗中，為了達到探索的目的，需要將觀(guān)察、思維和操作緊密結合起來(lái)，它可以滿(mǎn)足學(xué)生操作的欲望，但又不是單調的機械動(dòng)作，因此可以將學(xué)生的操作興趣轉化為探索的興趣，從而形成穩定的學(xué)習動(dòng)機和認知興趣。又由于實(shí)驗本身的特點(diǎn)，它又成為中學(xué)物理教學(xué)培養學(xué)生開(kāi)拓意識和創(chuàng )新能力的重要途徑。面對“3+綜合”實(shí)驗教學(xué)，我們除了本學(xué)科的實(shí)驗以外，我們還要注意跨學(xué)科實(shí)驗能力的培養，重視運用物理實(shí)驗的設計、思想和實(shí)驗手段來(lái)分析化學(xué)和生物學(xué)的現象。
（2）結合實(shí)際，與“熱點(diǎn)時(shí)事聯(lián)系”，試著(zhù)解決其它學(xué)科的問(wèn)題
物理是一門(mén)基礎自然科學(xué)，它的最大特點(diǎn)就是與實(shí)際生活聯(lián)系緊密，這也是它的最大生命力之所在。而在我們的傳統教學(xué)當中，我們往往忽視對知識在實(shí)際生活中的體現及其具體應用，不能把它與具體的事情聯(lián)系起來(lái)，只是去得到一些結論，去計算一些問(wèn)題。為了激發(fā)學(xué)生的興趣，我們可以在平時(shí)的教學(xué)當中注意與實(shí)踐結合，與“熱點(diǎn)的時(shí)事”相聯(lián)系去解決一些實(shí)際的問(wèn)題。我們可以出一些與實(shí)際緊密聯(lián)系的問(wèn)題，比如：1999年6月20日，山西青年朱朝輝駕駛摩托車(chē)飛越黃河壺口瀑布，從而成為世界上駕駛摩托車(chē)飛越黃河第一人。假設摩托車(chē)在高出對岸落地點(diǎn)h的平臺上起飛，河寬為d，則摩托車(chē)起飛時(shí)的最小速度應為 ？這樣便用物理課上學(xué)的平拋知識來(lái)解決實(shí)際生活問(wèn)題。另外我們還可以設計一些與其他學(xué)科相聯(lián)系的問(wèn)題，例如：2000年8月12日，俄羅斯北方艦隊所屬的“庫爾斯克”號潛艇在巴倫支海參加艦隊演習時(shí)失事。8月21日，由挪威和英國救生人員參加的救援工作宣告失敗，“庫爾斯克”號成員全部遇難。那么在潛艇長(cháng)時(shí)間潛于水中時(shí)艙內乘員所需氧氣是否充足呢？通常潛艇上使用氧氣再生藥板，氧氣瓶和電解制氧等裝置，以保證充足的氧氣供應。（1）氧氣再生藥板，是一片涂有 的薄板，它能吸收二氧化碳，放出氧氣。（2）氧氣供氧時(shí)，假如乘員一共有25人，每個(gè)人每分鐘需要氧氣1.5L，氧氣瓶中壓強為5×106Pa,體積為90L，則可供全體艇員呼吸 小時(shí)？這樣通過(guò)一道例題便將時(shí)事以及不同學(xué)科聯(lián)系起來(lái)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣，同時(shí)也培養了學(xué)生的創(chuàng )新能力。
三、發(fā)揮學(xué)生的主體作用，培養學(xué)生的創(chuàng )新精神
傳統的課堂教學(xué)大都是“教師講、學(xué)生聽(tīng)、教師寫(xiě)、學(xué)生記”的形式，課堂氣氛沉悶，學(xué)生缺少主動(dòng)權，更談不上發(fā)展學(xué)生的創(chuàng )造性思維了。所以教師要落實(shí)如何從“教”的角度去喚起學(xué)生的“學(xué)”的興趣，以學(xué)生活動(dòng)為主線(xiàn)，充分體現學(xué)生的主體作用，讓每個(gè)學(xué)生參與教學(xué)全過(guò)程，在參與的過(guò)程中，培養學(xué)生的創(chuàng )新精神。
1、 使用探究式教學(xué)
傳統的教學(xué)以“板書(shū)”加“講授”為主體模式，教師牽著(zhù)學(xué)生鼻子走，致使學(xué)生養成“等、要、靠”的不良學(xué)習習慣，抑制了學(xué)生多種能力的發(fā)展。而探究式教學(xué)則主要以學(xué)生為主體，教師只是設計出如何導學(xué)，如何讓學(xué)生自己看書(shū)解決問(wèn)題，同時(shí)老師如何加以適當的引導。
一般教師先做好課前導學(xué)準備，讓學(xué)生預習，在引入新課的時(shí)候，教師要運用生動(dòng)有趣的方式導入新課，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，為指導學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習營(yíng)造良好的心理氛圍。先讓學(xué)生對照課前導學(xué)，結合新課內容梳理知識，并且與同學(xué)討論，同時(shí)老師在教室內巡視，及時(shí)指導學(xué)生并與學(xué)生討論，發(fā)現學(xué)生的共性問(wèn)題與個(gè)性問(wèn)題，并且回答學(xué)生所提出的“稀奇古怪”的問(wèn)題，應充分肯定他們獨到的見(jiàn)解，保護學(xué)生的創(chuàng )造意識，為培養學(xué)生的創(chuàng )造能力服務(wù)。對于學(xué)生所提出來(lái)的問(wèn)題以及學(xué)生所出現的問(wèn)題應拿出來(lái)讓學(xué)生集體討論、答辯，教師要注意組織好學(xué)生活動(dòng)，充分尊重學(xué)生的見(jiàn)解，體現學(xué)生的主體地位，為學(xué)生發(fā)揮自己的想象力提供足夠的空間，同時(shí)教師也應在方法上加以指導，將學(xué)生沒(méi)有提出的問(wèn)題提出來(lái)，讓學(xué)生討論，以保證教學(xué)內容的完整性。最后，教師應在學(xué)生討論的基礎上，加以總結和概括，并且迅速組織學(xué)生進(jìn)行訓練，在訓練時(shí)仍然要注意鼓勵學(xué)生獨立思考，深入探究，與學(xué)生討論解決不了的問(wèn)題，這時(shí)老師就更要注意對學(xué)生進(jìn)行技巧點(diǎn)撥，注重學(xué)生的總結和提高。使學(xué)生在討論中積極思考，發(fā)掘潛力，使自己的行為具有創(chuàng )造性。
2、 指導學(xué)生設計“設計性實(shí)驗”
“手腦結合，是創(chuàng )新教德育開(kāi)始”，“手腦雙全，是創(chuàng )新教育的目的”，腦和手是必須緊密聯(lián)系的，其聯(lián)系的程度將直接影響創(chuàng )新能力的水平，而我們的實(shí)驗本身就是促進(jìn)手腦聯(lián)系的橋梁。實(shí)踐證明，指導學(xué)生進(jìn)行設計性實(shí)驗的訓練是促進(jìn)學(xué)生手腦緊密聯(lián)系的一項有效措施。設計性實(shí)驗力求使學(xué)生感到有探索價(jià)值和設計必要，能引起學(xué)生興趣，能培養學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的能力。另外，實(shí)驗設計應注意聯(lián)系教學(xué)實(shí)際，努力從學(xué)生及實(shí)驗的具體情況出發(fā)，通過(guò)啟發(fā)引導、點(diǎn)撥指導，達到控制實(shí)驗難度，降低思維臺階，逐步提高設計水平，進(jìn)而達到培養學(xué)生創(chuàng )新思維能力的目的。
例如，在研究單擺振動(dòng)規律的教學(xué)中，為了幫助學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗設計，首先應當向學(xué)生介紹在多種因素可能影響單擺周期的情況下，為了判斷周期與某一因素的具體關(guān)系，較為簡(jiǎn)便的方法是“控制變量法”，并加以“同時(shí)比較”。即在控制其它變量不變的情況下，將某一物理量量值不同的兩個(gè)單擺放在一起擺動(dòng)，比較振動(dòng)快慢，從而得到周期與擺球質(zhì)量以及振幅無(wú)關(guān)，這樣研究的重點(diǎn)就轉移到判斷周期與擺長(cháng)的關(guān)系上來(lái)。至于對有一定難度的周期與重力加速度的關(guān)系，我們可以通過(guò)虛擬變量引導學(xué)生思考：如果g增大，T將如何變化？由于導致單擺振動(dòng)的回復力來(lái)源于重力，若g變大，則回復力變大，故單擺振動(dòng)加快，即周期T變小。
3、 拓寬學(xué)生視野，激活學(xué)生學(xué)習主動(dòng)性
如何拓寬學(xué)生視野，激活學(xué)生學(xué)習主動(dòng)性？我們可以嘗試一下給學(xué)生一個(gè)話(huà)題，讓學(xué)生自己看書(shū)、找資料、上網(wǎng)去查信息、甚至寫(xiě)論文，都不失為好的方法。
現代社會(huì )是“信息化”的時(shí)代，一個(gè)人對信息能否掌握直接影響到這個(gè)人能否發(fā)展，也直接影響到一個(gè)人能否創(chuàng )新，能否成功。在物理教學(xué)中，不僅僅是直接灌輸給學(xué)生某些知識，而是給學(xué)生一個(gè)話(huà)題，調動(dòng)他們自己去看書(shū)、查資料、甚至寫(xiě)論文，這樣可以逐步培養他們處理信息的能力，從而使學(xué)生學(xué)會(huì )從一大堆信息中找到自己所需要的資料，開(kāi)闊思路，利于創(chuàng )新。
比如，我們學(xué)校一位老師在講《人造地球衛星 宇宙速度》這一節的時(shí)候，她首先在前一周就給學(xué)生布置下一個(gè)任務(wù)，讓學(xué)生去查找一些關(guān)于人造地球衛星的知識，并把它們歸類(lèi)。任務(wù)布置下以后，同學(xué)們教積極的去查找資料，有的去國家圖書(shū)館，有的求助于網(wǎng)絡(luò )，總之想盡了一切辦法，結果課上討論時(shí)，同學(xué)們積極發(fā)言，課堂氣氛十分活躍，甚至有些知識連老師都不知道，這樣既使學(xué)生鍛煉了自己的能力，又學(xué)到了一些知識，還引發(fā)了他們的興趣，可謂一舉多得。
4、 鼓勵并教會(huì )學(xué)生敢于質(zhì)疑，善于質(zhì)疑
亞里士多德說(shuō)“思維自疑問(wèn)和驚疑開(kāi)始”，判斷學(xué)生學(xué)得如何，學(xué)得是否積極主動(dòng)，不僅要看學(xué)生回答了多少問(wèn)題，還要看學(xué)生提出了多少問(wèn)題及問(wèn)題的價(jià)值。如果學(xué)生僅停留在回答老師提出的問(wèn)題上，還不會(huì )質(zhì)疑和問(wèn)難，說(shuō)明學(xué)生還不會(huì )思考，它的理解還只停留在知識的表層上，學(xué)生自己發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題更有利于培養學(xué)生的思維能力。
物理教學(xué)中的質(zhì)疑，主要是從觀(guān)察到的物理現象、從實(shí)驗中得到的數據、從實(shí)驗的理論解釋、從理論的邏輯推理等方面提出問(wèn)題，或從那些似乎沒(méi)有問(wèn)題的地方提出高質(zhì)量的問(wèn)題，使之同中見(jiàn)異、異中見(jiàn)同、平中見(jiàn)奇。我們在教學(xué)中要適時(shí)地結合教材向學(xué)生介紹古今中外著(zhù)名學(xué)者多思多問(wèn)，自問(wèn)自答，刻苦努力創(chuàng )造發(fā)明的故事。例如伽利略通過(guò)敏銳的觀(guān)察和思索，推翻了亞里士多德的“物體越重，下落的越快”的錯誤觀(guān)點(diǎn)，從而揭示了自由落體運動(dòng)的規律。同時(shí)，我們在教學(xué)中還要教給學(xué)生怎樣質(zhì)疑，作為教師必須在教學(xué)中從學(xué)生已有的認知結構和思維水平出發(fā)，采用適當例子作引子，讓學(xué)生帶著(zhù)問(wèn)題學(xué)，隨著(zhù)問(wèn)題的深入學(xué)習。因此，在平時(shí)的教學(xué)中注意“鼓勵”學(xué)生質(zhì)疑，指導學(xué)生善于質(zhì)疑就尤為重要了。
總之，科學(xué)創(chuàng )見(jiàn)始于提問(wèn)，沒(méi)有提問(wèn)是不會(huì )有所創(chuàng )新的。為此，教師在教學(xué)中要有意識地激發(fā)學(xué)生質(zhì)疑，培養學(xué)生良好的質(zhì)疑習慣，以利于開(kāi)發(fā)學(xué)生的潛能，從而培養他們創(chuàng )造性思維的能力。
四、滲透物理科學(xué)方法，培養學(xué)生科學(xué)創(chuàng )新
中學(xué)物理教學(xué)大綱中明確規定“要重視科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的教育”。所謂物理科學(xué)方法，就是指在物理學(xué)發(fā)展的過(guò)程中，物理學(xué)家研究處理問(wèn)題的思想方法和手段。常用的方法有：觀(guān)察與實(shí)驗方法、歸納與演繹方法、科學(xué)抽象與理想化方法、比較與類(lèi)比方法、分析和綜合方法、數學(xué)方法及科學(xué)假說(shuō)的方法，這些方法大多隱含在物理知識當中，例如牛頓第一定律就是理想化方法，原子物理學(xué)中經(jīng)常使用的就是科學(xué)假說(shuō)的方法。
知識是寶貴的，但知識只有通過(guò)具體的方法加以應用才能體現出知識的價(jià)值，所以那些得到知識的方法就顯得比知識本身更為重要，只有將方法掌握了，將來(lái)才可能利用這些方法去科學(xué)的創(chuàng )新。我們的學(xué)生將來(lái)不一定都成為物理學(xué)家，他們在學(xué)校所學(xué)的知識也不一定在實(shí)際工作中都能直接應用，并且隨著(zhù)時(shí)間的推移，在學(xué)校學(xué)的“完整知識體系”也會(huì )變得支離破碎。為此從長(cháng)遠觀(guān)點(diǎn)看，掌握得來(lái)知識的科學(xué)方法比知識本身更為重要。
進(jìn)行科學(xué)方法教育，不能脫離物理知識的教學(xué)，我們要寓科學(xué)方法教育于物理教學(xué)之中，挖掘教材中的科學(xué)方法論的素材，以物理知識為背景進(jìn)行科學(xué)方法教育�？茖W(xué)方法教育的具體內容，往往是以隱性的方式出現在教材中的，所以科學(xué)方法必須與物理知識教學(xué)相結合，以知識傳授作為方法教育的載體，讓學(xué)生在學(xué)習知識的過(guò)程中潛移默化地受到科學(xué)方法的熏陶。
參考文獻
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3． 物理教師 岳燕寧 《重視知識的產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程的教育 培養學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng )新思維》 物理教師 董加選 《高中物理教學(xué)中實(shí)施創(chuàng )新教育的策略》 網(wǎng)絡(luò )下載
4． 顧香娟 《試論自然科學(xué)課程與創(chuàng )新教育》 物理教師陳行 《關(guān)于中學(xué)物理教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考》 網(wǎng)絡(luò )下載
5． 蘇明義 《如何運用學(xué)史進(jìn)行科學(xué)方法教育》 論文出處(作者):陳勝民
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