陳龍

摘要：物理學(xué)是一門(mén)理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)科，也是一門(mén)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)方法的學(xué)科。在本文中，筆者深入探究了創(chuàng)新意識(shí)在物理教學(xué)中的意義和培養(yǎng)方式。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新意識(shí)；物理教學(xué)；學(xué)生

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711(2014)06-0050

物理學(xué)是一門(mén)理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)科，在其漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程中處處都有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思想和創(chuàng)新方法。它是對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思想和創(chuàng)新方法培養(yǎng)的、很好的一門(mén)理論聯(lián)系實(shí)際的科目。因此，在日常教學(xué)中，加強(qiáng)這方面的培養(yǎng)對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)有重要意義。

一、創(chuàng)新意識(shí)是創(chuàng)新能力系統(tǒng)中的靈魄，是學(xué)生進(jìn)行一切創(chuàng)新活動(dòng)的源泉

1. 培養(yǎng)學(xué)生在接受知識(shí)方面的“叛逆性”

學(xué)生不能一味地接受課本現(xiàn)有的知識(shí)和教師傳授的知識(shí)，遇到問(wèn)題要多質(zhì)疑。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前有些知識(shí)還具有一定的片面性，如從亞里士多德、伽俐略到牛頓對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的認(rèn)識(shí)；從地心說(shuō)、日心說(shuō)到宇宙論對(duì)太空的認(rèn)識(shí)；從粒子說(shuō)、波動(dòng)說(shuō)、光子說(shuō)到光的波粒二象性對(duì)光的認(rèn)識(shí)；從棗糕模型、核式結(jié)構(gòu)模型、玻耳模型到量子模型對(duì)原子構(gòu)造的認(rèn)識(shí)等無(wú)不體現(xiàn)了這種“異類(lèi)”精神。

2. 培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察力

物理是由物產(chǎn)生的道理。對(duì)物體進(jìn)行全方位的觀察是發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新的重要一環(huán)，要培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)相同中的不同和不同中的相同、普遍中的特殊和特殊中的普遍的能力。在日常的實(shí)驗(yàn)和生活中，教師根據(jù)需要有針對(duì)性地提出一些問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行全方位的觀察是培養(yǎng)這方面能力的最好辦法。教師要充分發(fā)揮學(xué)生的群體作用——多視角、多思維、多角度，以群體的容量來(lái)“擴(kuò)充”個(gè)人的視野。即使有些是無(wú)用之象，但其中蘊(yùn)藏著對(duì)學(xué)生思維的開(kāi)拓和創(chuàng)造力的培養(yǎng)。它的作用是長(zhǎng)遠(yuǎn)的、潛在的。

3. 培養(yǎng)學(xué)生強(qiáng)烈的探索欲

對(duì)“未知”領(lǐng)域的興趣是創(chuàng)新的最好教師。在日常教學(xué)中，將所學(xué)知識(shí)和實(shí)際緊密結(jié)合起來(lái)，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的興趣。如力學(xué)相對(duì)枯燥，但它和現(xiàn)實(shí)生活息息相關(guān)。在教學(xué)中，教師多以現(xiàn)實(shí)生活為例，激發(fā)學(xué)生的求知熱情，避免模型的程式化。電、磁、光、原子物理學(xué)更具有現(xiàn)代氣息。教師要注意它在現(xiàn)代生活和前沿學(xué)科中的應(yīng)用，如帶電粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用——質(zhì)譜儀、速度選擇器、回旋加速器、磁流體以電機(jī)、磁流量計(jì)等。多帶領(lǐng)學(xué)生親身體驗(yàn)物理實(shí)驗(yàn)，使其真正體會(huì)到知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用價(jià)值，這樣更能激發(fā)其探索欲。

4. 培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際中運(yùn)用理論的能力

不要將學(xué)生的思維禁錮于脫離實(shí)際的課本理論之中，而是要使學(xué)生處于理論和現(xiàn)實(shí)生活的兩種世界中；不要總以模型為例來(lái)研究問(wèn)題，而要多以現(xiàn)實(shí)為例使學(xué)生運(yùn)用知識(shí)。教師要引導(dǎo)學(xué)生多角度地、聯(lián)系地看問(wèn)題，要注重實(shí)際和理論的多方位聯(lián)系，在實(shí)際中運(yùn)用理論，搞清其中的原理，真正使理論和實(shí)際一體化。

二、創(chuàng)新意識(shí)、思想、方法的培養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的核心部分

1. 理想化模型

這是對(duì)現(xiàn)實(shí)事物的高度抽象、概括，抓住事物主要的和普遍的特征，忽略其次的和個(gè)性的特征。這體現(xiàn)了理論源于實(shí)際但又高于實(shí)際的原則和理論并不是對(duì)實(shí)際的簡(jiǎn)單匯總，而是有其高度性和普適性。對(duì)模型的研究更有利于解決紛繁復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題，如質(zhì)點(diǎn)、剛體、點(diǎn)電荷、理想氣體等。

2. 現(xiàn)象——假設(shè)——實(shí)踐的創(chuàng)新模式

由于受科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的制約，人類(lèi)起初對(duì)某些事物的認(rèn)識(shí)往往是片面的。通過(guò)不斷地對(duì)新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、研究，提出合理的假說(shuō)來(lái)解釋新現(xiàn)象是創(chuàng)新的一種有效途徑，如人類(lèi)對(duì)光的本性認(rèn)識(shí)過(guò)程中的“粒子說(shuō)”、“波動(dòng)說(shuō)”、“光子說(shuō)”的提出；認(rèn)識(shí)原子構(gòu)造過(guò)程中的“核式結(jié)構(gòu)”、“玻耳模型”、“量子模型”的提出等。

3. 預(yù)言

某些理論在現(xiàn)實(shí)中無(wú)法以實(shí)例來(lái)證實(shí)。根據(jù)已有理論提出合理化的預(yù)言，也是推進(jìn)理論創(chuàng)新的一種有效手段，如海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)；安培的分子電流假說(shuō)；麥克斯韋的電磁理論等。

4. 轉(zhuǎn)化

合理的轉(zhuǎn)化是探索未知領(lǐng)域過(guò)程中避難就易的巧妙方法，實(shí)際上體現(xiàn)了間接的思想。在對(duì)事物認(rèn)識(shí)不夠、無(wú)法直接進(jìn)行下去的情況下，采用此法無(wú)疑是一條捷徑。如人類(lèi)起初對(duì)電場(chǎng)、磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)，不是就場(chǎng)研究場(chǎng)的，而是通過(guò)它表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)來(lái)間接研究的，最后才全面認(rèn)識(shí)了電和磁場(chǎng)。此方法尤其在測(cè)量性實(shí)驗(yàn)中顯得更為突出，即借助某一規(guī)律通過(guò)測(cè)量其他易測(cè)物理量來(lái)達(dá)到測(cè)量某一不易測(cè)物理量的目的，如天體質(zhì)量的測(cè)量、動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量、透明介質(zhì)折射率的測(cè)量、太空站中物體質(zhì)量的測(cè)量等。

5. 控制變量

控制變量，即先通過(guò)定性研究確定決定某一物理量的因素，然后通過(guò)定量研究來(lái)確定它們之間的具體關(guān)系。采用此法更易找到規(guī)律，即先讓決定該物理量中的其它量不變，而只研究某一量和該量的定性關(guān)系，以此類(lèi)推，直至確定所有關(guān)系，如加速度和合外力、質(zhì)量關(guān)系的確立；電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立；萬(wàn)有引力定律、庫(kù)侖定律的發(fā)現(xiàn)等。

6. 歸納、分析、總結(jié)

從大量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中得出普遍中的共性是研究某一問(wèn)題的常用方法。這就要求學(xué)生必須具備一定的歸納、分析、總結(jié)和推理能力，如電磁感應(yīng)條件、感應(yīng)電流方向、磁場(chǎng)力方向的確定等。

7. 注重普遍中的特殊

物理學(xué)中往往在普遍中的個(gè)別蘊(yùn)含著重要的發(fā)現(xiàn)，如α粒子散射現(xiàn)象中的“極少數(shù)大角度偏轉(zhuǎn)”、α粒子在轟擊氮核時(shí)在云室中觀察到的極少數(shù)分叉現(xiàn)象等。

三、動(dòng)手能力的培養(yǎng)

由于自然科學(xué)是在實(shí)踐中不斷創(chuàng)新的學(xué)科，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)對(duì)學(xué)生的實(shí)際發(fā)展作用更大，尤其在新形勢(shì)下更是如此。

1. 學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要引導(dǎo)每位同學(xué)親自動(dòng)手，不要一人動(dòng)手其余為看客。古人云：“眼過(guò)千遍不如手過(guò)一遍”。有條件的學(xué)校可一人一組，給學(xué)生提供多動(dòng)手的機(jī)會(huì)。教師要多加強(qiáng)引導(dǎo)、指導(dǎo)，讓學(xué)生先動(dòng)起來(lái)。哪怕是做錯(cuò)也無(wú)所謂，只要邁出第一步，最終總會(huì)有收獲和進(jìn)步。

2. 將教室變成簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)室?，F(xiàn)階段學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)太少，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)做過(guò)的實(shí)驗(yàn)總是處于遺忘——復(fù)習(xí)——遺忘——復(fù)習(xí)的惡性循環(huán)狀態(tài)中。教師可將學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)中的常用儀器放到教室里，使學(xué)生利用課余時(shí)間來(lái)經(jīng)常動(dòng)手操作，將實(shí)驗(yàn)儀器變成日常生活中的常用工具，真正融入到學(xué)生的生活中。這樣，學(xué)生不僅不會(huì)陌生，而且還能運(yùn)用自如、熟能生巧。

3. 利用課余時(shí)間培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。根據(jù)已有知識(shí)結(jié)合實(shí)際創(chuàng)新出有用的產(chǎn)品，是學(xué)生動(dòng)手創(chuàng)新的最高境界。這要在日常教學(xué)中加強(qiáng)培養(yǎng)。講到某一部分知識(shí)，教師可帶領(lǐng)學(xué)生到相應(yīng)場(chǎng)所參觀實(shí)物，使學(xué)生了解課本模型和實(shí)物的差別，如電學(xué)中的變壓器、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等。

多引導(dǎo)學(xué)生挖掘知識(shí)和現(xiàn)實(shí)的結(jié)合點(diǎn)，如以霍耳效應(yīng)為本的速度選擇器、電磁流量計(jì)等，這樣更能激發(fā)學(xué)生的探索欲。同時(shí)，根據(jù)所學(xué)知識(shí)，并結(jié)合實(shí)際由易到難地經(jīng)常給學(xué)生布置一些創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生既鍛煉了能力，又實(shí)現(xiàn)了所學(xué)知識(shí)的價(jià)值，使其有一種成就感，真正體會(huì)到知識(shí)的力量。這樣，更有利于學(xué)生探索和創(chuàng)新。

總之，物理學(xué)是一門(mén)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的科目。教師要善于發(fā)掘?qū)W科和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的結(jié)合點(diǎn)；在日常教學(xué)、實(shí)踐中，有計(jì)劃、有目的、有步驟地落實(shí)。教師還要將學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)視為一項(xiàng)系統(tǒng)的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的、經(jīng)常性的工程，這樣才能真正起到學(xué)科對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)作用，從而提高學(xué)生各方面的能力。