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物理教學(xué)中師生互動與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
一、明確物理學(xué)學(xué)科體系，樹立正確的創(chuàng)新教育觀創(chuàng)造力是指能夠創(chuàng)造出具有社會價值的新理論和新事物的各種心理特點的總和，是指能夠獨創(chuàng)性解決問題的能力。創(chuàng)造的標(biāo)準(zhǔn)具有狹義和廣義之分：我們將第一次產(chǎn)生的、前所未有的、具有社會意義的產(chǎn)物和活動，稱為狹義的創(chuàng)造，例如科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)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(shù)人才才有的；而那些對本人來說是新穎的、前所未有的產(chǎn)物，就可稱為廣義的創(chuàng)造。從這個意義上來理解，對于正在成長中的中學(xué)生來說，他們在學(xué)習(xí)、生活和解決問題的過程中，有時也具有一定的創(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來，創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)離不開一定的知識基礎(chǔ)，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力必須以科學(xué)知識為載體，運用科學(xué)方法而實現(xiàn)的，如果離開了基礎(chǔ)知識來談創(chuàng)新，是沒有意義的。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(xí)，才能有效地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，進而達到“學(xué)會學(xué)習(xí)”，實現(xiàn)創(chuàng)新教育。但同時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(xí)成績并不等于創(chuàng)造力。
由于創(chuàng)新不能與知識分離開來，所以我們要在物理教學(xué)當(dāng)中去培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，就必須仔細(xì)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)中的一門基礎(chǔ)科學(xué)，它是研究構(gòu)成自然界的物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和運動規(guī)律，及其應(yīng)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，一部分是觀念體系，另一部分是科學(xué)方法體系。
物理理論是建立在實驗基礎(chǔ)上，而實驗基礎(chǔ)于理論知識密切結(jié)合在一起，因此我們把理論知識和實驗基礎(chǔ)統(tǒng)稱為物理知識。物理觀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(rèn)識，物理學(xué)科的發(fā)展，最集中反映在物理觀念的變更上。例如經(jīng)典力學(xué)建立的基本觀念是機械論的物質(zhì)觀念和時空觀念；電磁場理論的基本觀念是場的概念；相對論則提出了依賴于物質(zhì)和運動的空間和時間，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念。中學(xué)階段要建立的物理觀念主要包括物質(zhì)觀、運動觀和守恒觀三個方面�？茖W(xué)方法是指正確反映研究對象的客觀規(guī)律的主要手段，是人們研究活動得以順利完成的程序、方式和規(guī)則，學(xué)會科學(xué)方法是提高創(chuàng)新能力的必要條件。
物理科學(xué)的內(nèi)容是由物理知識、觀念和方法以及實驗基礎(chǔ)構(gòu)成的有機整體。那么在具體的物理教學(xué)當(dāng)中，我們應(yīng)該如何結(jié)合物理學(xué)的這些特點，與其它學(xué)科有機地結(jié)合起來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力？
二、激發(fā)學(xué)生的探究興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識
創(chuàng)新意識是指創(chuàng)新的愿望和動機，要激發(fā)創(chuàng)新意識就必須培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究興趣。物理世界是一個充滿神奇的世界，大量的物理實驗?zāi)茱@現(xiàn)各種奇妙的物理現(xiàn)象，并且物理與人們的生產(chǎn)生活緊密相連，非常切合實際，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(xí)物理的興趣。我們應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的特點和規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究興趣，這是物理教學(xué)實施創(chuàng)新教育的基本條件。
在教學(xué)中，興趣能夠促進學(xué)生去思考、去探究、去創(chuàng)新，它是發(fā)展思維，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的催化劑，是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、自覺性和創(chuàng)新性的一種內(nèi)在動力。物理學(xué)史的大量事實證明，強烈的創(chuàng)新意識來源于永不滿足的好奇心和對科學(xué)的熱愛。因此，我們在教學(xué)當(dāng)中一定要充分利用實驗、物理學(xué)史等方法來刺激學(xué)生那種隱藏在內(nèi)心深處的求知欲，激發(fā)他們的探究興趣，培養(yǎng)起他們的創(chuàng)新意識。
（1）做好物理實驗
實驗是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，它具有生動形象的特點，有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，實驗的一個重要特點是“動手操作，動眼觀察，動腦思考”。在物理實驗中，為了達到探索的目的，需要將觀察、思維和操作緊密結(jié)合起來，它可以滿足學(xué)生操作的欲望，但又不是單調(diào)的機械動作，因此可以將學(xué)生的操作興趣轉(zhuǎn)化為探索的興趣，從而形成穩(wěn)定的學(xué)習(xí)動機和認(rèn)知興趣。又由于實驗本身的特點，它又成為中學(xué)物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生開拓意識和創(chuàng)新能力的重要途徑。面對“3+綜合”實驗教學(xué)，我們除了本學(xué)科的實驗以外，我們還要注意跨學(xué)科實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，重視運用物理實驗的設(shè)計、思想和實驗手段來分析化學(xué)和生物學(xué)的現(xiàn)象。
（2）結(jié)合實際，與“熱點時事聯(lián)系”，試著解決其它學(xué)科的問題
物理是一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，它的最大特點就是與實際生活聯(lián)系緊密，這也是它的最大生命力之所在。而在我們的傳統(tǒng)教學(xué)當(dāng)中，我們往往忽視對知識在實際生活中的體現(xiàn)及其具體應(yīng)用，不能把它與具體的事情聯(lián)系起來，只是去得到一些結(jié)論，去計算一些問題。為了激發(fā)學(xué)生的興趣，我們可以在平時的教學(xué)當(dāng)中注意與實踐結(jié)合，與“熱點的時事”相聯(lián)系去解決一些實際的問題。我們可以出一些與實際緊密聯(lián)系的問題，比如：1999年6月20日，山西青年朱朝輝駕駛摩托車飛越黃河壺口瀑布，從而成為世界上駕駛摩托車飛越黃河第一人。假設(shè)摩托車在高出對岸落地點h的平臺上起飛，河寬為d，則摩托車起飛時的最小速度應(yīng)為 ？這樣便用物理課上學(xué)的平拋知識來解決實際生活問題。另外我們還可以設(shè)計一些與其他學(xué)科相聯(lián)系的問題，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(xí)時失事。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。那么在潛艇長時間潛于水中時艙內(nèi)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(yīng)。（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，假如乘員一共有25人，每個人每分鐘需要氧氣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？這樣通過一道例題便將時事以及不同學(xué)科聯(lián)系起來，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
三、發(fā)揮學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神
傳統(tǒng)的課堂教學(xué)大都是“教師講、學(xué)生聽、教師寫、學(xué)生記”的形式，課堂氣氛沉悶，學(xué)生缺少主動權(quán)，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)生活動為主線，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用，讓每個學(xué)生參與教學(xué)全過程，在參與的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
1、 使用探究式教學(xué)
傳統(tǒng)的教學(xué)以“板書”加“講授”為主體模式，教師牽著學(xué)生鼻子走，致使學(xué)生養(yǎng)成“等、要、靠”的不良學(xué)習(xí)習(xí)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(shè)計出如何導(dǎo)學(xué)，如何讓學(xué)生自己看書解決問題，同時老師如何加以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。
一般教師先做好課前導(dǎo)學(xué)準(zhǔn)備，讓學(xué)生預(yù)習(xí)，在引入新課的時候，教師要運用生動有趣的方式導(dǎo)入新課，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，為指導(dǎo)學(xué)生進行探究式學(xué)習(xí)營造良好的心理氛圍。先讓學(xué)生對照課前導(dǎo)學(xué)，結(jié)合新課內(nèi)容梳理知識，并且與同學(xué)討論，同時老師在教室內(nèi)巡視，及時指導(dǎo)學(xué)生并與學(xué)生討論，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的共性問題與個性問題，并且回答學(xué)生所提出的“稀奇古怪”的問題，應(yīng)充分肯定他們獨到的見解，保護學(xué)生的創(chuàng)造意識，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力服務(wù)。對于學(xué)生所提出來的問題以及學(xué)生所出現(xiàn)的問題應(yīng)拿出來讓學(xué)生集體討論、答辯，教師要注意組織好學(xué)生活動，充分尊重學(xué)生的見解，體現(xiàn)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，同時教師也應(yīng)在方法上加以指導(dǎo)，將學(xué)生沒有提出的問題提出來，讓學(xué)生討論，以保證教學(xué)內(nèi)容的完整性。最后，教師應(yīng)在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，加以總結(jié)和概括，并且迅速組織學(xué)生進行訓(xùn)練，在訓(xùn)練時仍然要注意鼓勵學(xué)生獨立思考，深入探究，與學(xué)生討論解決不了的問題，這時老師就更要注意對學(xué)生進行技巧點撥，注重學(xué)生的總結(jié)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(dǎo)學(xué)生設(shè)計“設(shè)計性實驗”
“手腦結(jié)合，是創(chuàng)新教德育開始”，“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，而我們的實驗本身就是促進手腦聯(lián)系的橋梁。實踐證明，指導(dǎo)學(xué)生進行設(shè)計性實驗的訓(xùn)練是促進學(xué)生手腦緊密聯(lián)系的一項有效措施。設(shè)計性實驗力求使學(xué)生感到有探索價值和設(shè)計必要，能引起學(xué)生興趣，能培養(yǎng)學(xué)生動手動腦的能力。另外，實驗設(shè)計應(yīng)注意聯(lián)系教學(xué)實際，努力從學(xué)生及實驗的具體情況出發(fā)，通過啟發(fā)引導(dǎo)、點撥指導(dǎo)，達到控制實驗難度，降低思維臺階，逐步提高設(shè)計水平，進而達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的目的。
例如，在研究單擺振動規(guī)律的教學(xué)中，為了幫助學(xué)生進行實驗設(shè)計，首先應(yīng)當(dāng)向?qū)W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，較為簡便的方法是“控制變量法”，并加以“同時比較”。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單擺放在一起擺動，比較振動快慢，從而得到周期與擺球質(zhì)量以及振幅無關(guān)，這樣研究的重點就轉(zhuǎn)移到判斷周期與擺長的關(guān)系上來。至于對有一定難度的周期與重力加速度的關(guān)系，我們可以通過虛擬變量引導(dǎo)學(xué)生思考：如果g增大，T將如何變化？由于導(dǎo)致單擺振動的回復(fù)力來源于重力，若g變大，則回復(fù)力變大，故單擺振動加快，即周期T變小。
3、 拓寬學(xué)生視野，激活學(xué)生學(xué)習(xí)主動性
如何拓寬學(xué)生視野，激活學(xué)生學(xué)習(xí)主動性？我們可以嘗試一下給學(xué)生一個話題，讓學(xué)生自己看書、找資料、上網(wǎng)去查信息、甚至寫論文，都不失為好的方法。
現(xiàn)代社會是“信息化”的時代，一個人對信息能否掌握直接影響到這個人能否發(fā)展，也直接影響到一個人能否創(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)生一個話題，調(diào)動他們自己去看書、查資料、甚至寫論文，這樣可以逐步培養(yǎng)他們處理信息的能力，從而使學(xué)生學(xué)會從一大堆信息中找到自己所需要的資料，開闊思路，利于創(chuàng)新。
比如，我們學(xué)校一位老師在講《人造地球衛(wèi)星 宇宙速度》這一節(jié)的時候，她首先在前一周就給學(xué)生布置下一個任務(wù)，讓學(xué)生去查找一些關(guān)于人造地球衛(wèi)星的知識，并把它們歸類。任務(wù)布置下以后，同學(xué)們教積極的去查找資料，有的去國家圖書館，有的求助于網(wǎng)絡(luò)，總之想盡了一切辦法，結(jié)果課上討論時，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、 鼓勵并教會學(xué)生敢于質(zhì)疑，善于質(zhì)疑
亞里士多德說“思維自疑問和驚疑開始”，判斷學(xué)生學(xué)得如何，學(xué)得是否積極主動，不僅要看學(xué)生回答了多少問題，還要看學(xué)生提出了多少問題及問題的價值。如果學(xué)生僅停留在回答老師提出的問題上，還不會質(zhì)疑和問難，說明學(xué)生還不會思考，它的理解還只停留在知識的表層上，學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題更有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
物理教學(xué)中的質(zhì)疑，主要是從觀察到的物理現(xiàn)象、從實驗中得到的數(shù)據(jù)、從實驗的理論解釋、從理論的邏輯推理等方面提出問題，或從那些似乎沒有問題的地方提出高質(zhì)量的問題，使之同中見異、異中見同、平中見奇。我們在教學(xué)中要適時地結(jié)合教材向?qū)W生介紹古今中外著名學(xué)者多思多問，自問自答，刻苦努力創(chuàng)造發(fā)明的故事。例如伽利略通過敏銳的觀察和思索，推翻了亞里士多德的“物體越重，下落的越快”的錯誤觀點，從而揭示了自由落體運動的規(guī)律。同時，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(rèn)知結(jié)構(gòu)和思維水平出發(fā)，采用適當(dāng)例子作引子，讓學(xué)生帶著問題學(xué)，隨著問題的深入學(xué)習(xí)。因此，在平時的教學(xué)中注意“鼓勵”學(xué)生質(zhì)疑，指導(dǎo)學(xué)生善于質(zhì)疑就尤為重要了。
總之，科學(xué)創(chuàng)見始于提問，沒有提問是不會有所創(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(yǎng)學(xué)生良好的質(zhì)疑習(xí)慣，以利于開發(fā)學(xué)生的潛能，從而培養(yǎng)他們創(chuàng)造性思維的能力。
四、滲透物理科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新
中學(xué)物理教學(xué)大綱中明確規(guī)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)展的過程中，物理學(xué)家研究處理問題的思想方法和手段。常用的方法有：觀察與實驗方法、歸納與演繹方法、科學(xué)抽象與理想化方法、比較與類比方法、分析和綜合方法、數(shù)學(xué)方法及科學(xué)假說的方法，這些方法大多隱含在物理知識當(dāng)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)假說的方法。
知識是寶貴的，但知識只有通過具體的方法加以應(yīng)用才能體現(xiàn)出知識的價值，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際工作中都能直接應(yīng)用，并且隨著時間的推移，在學(xué)校學(xué)的“完整知識體系”也會變得支離破碎。為此從長遠(yuǎn)觀點看，掌握得來知識的科學(xué)方法比知識本身更為重要。
進行科學(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行科學(xué)方法教育�？茖W(xué)方法教育的具體內(nèi)容，往往是以隱性的方式出現(xiàn)在教材中的，所以科學(xué)方法必須與物理知識教學(xué)相結(jié)合，以知識傳授作為方法教育的載體，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過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)展過程的教育 培養(yǎng)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)改革的幾點思考》 網(wǎng)絡(luò)下載
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