物理教学中创新思维的培养

来源:用户上传      作者: 刘峥嵘

　　摘要:物理教学不仅仅是教师向学生传授基本知识、基本技能的活动,同时也是培养学生各种思维能力的活动。其中,学生创新思维的培养越来越受到社会的关注,所谓创新思维是指在理解物理概念、物理规律和物理学研究方法,或者进行实验和解题时,不仅仅是抄袭、模仿,还有自己的见解,有独创性,具有科学态度与创新精神,其主要特征是不墨守成规,不拘泥于课本,能适应社会和时代发展的要求。那么如何才能在物理教学中培养学生的创新思维?笔者做一简单阐述。
　　关键词:创新;物理教学;思维
　　中图分类号:G633文献标识码:A文章编号:1003-2851(2010)02-0043-01
　　
　　一、培养学生联想意识,引导学生知识迁移
　　爱因斯坦说过:“一切创造性劳动都是从创造性的联想开始的,联想是一种立足现实而又跨越时空的思维,它能结合以往的知识与经验,在头脑中形成创造性的新形象,把观念的问题形象化,把形象化的东西丰富化,从而使创新活动顺利开展。”因此学生要进行知识迁移,就必须具有较强的联想意识,发现一种现象后,能迅速联想到与之相关的现象或问题,联想是知识迁移的主要途径。如2000年上海高考物理卷第15题以现代科技中宇航员“飘浮”在地球外层空间的照片为情景,要求学生提出两个与物理知识有关的问题,它对考生发挥自己的联想能力确确实实提供了极为广阔的思维空间。知识迁移是创新人才必须具备的基本能力,在教学中,应注意引导学生打破思维定势,使之把已掌握的物理知识和物理规律创造性的运用到新的问题中去,探索未知的问题,使学生从学会物理走向会学物理。例如:一个人发现水中S处有一个溺水者,溺水者离岸的距离SB=10m,而发现者在A处,距B点的距离为20m,此人在岸上跑步的速度为5m/s,而在水中的速度为1m/s,发现者为尽快到达溺水者处,他应在何处下水(摘自北京大学出版社出版的《活学巧练》)?此题考察了学生能否将光学的折射规律巧妙迁移,将原本复杂的解题过程变的简单。人在陆地和水中的运动类比成光在两中介质中的运动,陆地看作光疏介质,水看作光密介质,当处于入射角为90度的临界状态时,人沿此路径所用时间最短。可见,在引导学生知识迁移中,应注重学生对物理规律和分析方法的迁移,把已熟知的物理模型,物理规律与所研究的物理情景相联系,利用类比等思维方法,迅速解决问题。
　　二、强化学生问题意识,激发学生逆向思维
　　陶行之先生说过:“发明千千万,起点是一问”,的确,学生在学习物理时,如果对任何问题都能大胆地问一个为什么?就能揭示矛盾,发现熟知,教育的真正目的是让人不断地提出问题,思考问题,而不是把学生教成一个没有问题,千人一面的铸件,如果把牛顿力学看成是至善至美的,爱因思坦的相对论和量子力学就不会诞生。同样,诺贝尔获得者杨振宁,李振道如果不怀疑宇称守恒定律的普遍性,就不会有弱相互作用下宇称不守恒的伟大发现,因此,在物理教学中,应千方百计地保护学生的问题意识,对勇敢提出问题的学生多加鼓励,为问题学生开辟肥沃的土壤。正面的问题反过来会怎样?正定理成立,逆定理也一定成立吗?例如,法拉弟在研究电磁现象的过程中,从电与磁的对称性出发,提出既然电流能产生磁场,那么磁场能否产生电流呢?经进一步的实验总结和理论分析,得出了轰动时代的法拉弟电磁感应之律。可见逆向思维是创新思维的动力和方法,例如,在讲《牛顿第一定律》一节时,尽管我耗尽口舌,学生还是很难摆脱运动需要力来维持的错误观点,于是我利用学生的逆向思维,故意提出,力是产生运动的原因,进行错位讲解,于是学生便列举大量的实例来反驳我,经过一番争论后,学生们体会到了探索真理的乐趣,收到了意想不到的收获。”而近年来高考试题中对于逆向思维的考查一直是个热点,这就要求教师利用课本基本内容进行拓展和延伸,就可以打破学生的思维定势,逐步培养其逆向思维和创新意识。
　　三、营造课堂民主氛围,鼓励学生纵深探求
　　教育学家张志公说过:“教师的任务并不仅仅是把自己的知识传授给学生,更重要的是带领学生自己去学,教给他们怎样的学法。”传统的教学模式把学生思维局限在教师所讲授的物理知识范围中,教师讲什么,学生就学什么,不敢越雷池一步。久而久之,学生发现一种现象后,不敢纵深一步,探求其更深层的内容,给学生创新思维的培养造成极大浪费,甚至扼杀了他们的创新。因此在课堂上,教师在教学中应精心考虑,营造民主的课堂氛围,使学生敢想敢问,培养学生的创新思维向深层发展。在讲授《天然放射现象 衰变》一节时,当提出如何区分α、β、γ三种射线时,教师讲解,根据三种射线的带电性质不同,可在垂直于射线速度的方向加上电场或磁场,由于α、β射线带电性质不同,因此偏转方向不同,而γ射线由于不带电故作匀速直线运动,以此区分。学生进行深层探求:在未知极板带电性或空间磁场方向的情况下,如何由轨道的弯曲程度来区分α射线和β射线?学生思考并计算,三种射线垂直电场方向射入时,α、β射线由于受电场力作用而作类似平抛运动,根据两种粒子进入电场时的初速度、加速度、质量、电量、极板长度、运动时间等物理量的不同,可计算得α射线与β射线横向位移之比为1:36.8,同样在磁场中两种粒子作匀速圆周运动,也可根据各物理量的不同计算出运动半径之比为1:368,由以上分析学生得出结论,无论是进入匀强电场还是匀强磁场,偏转角大的是α粒子,偏转角小的是β粒子,同时也可判断出电场或磁场的方向。可见,通过学生的深层探求,使学生对问题有了更深一步的认识,通过学生的创新思维使问题更加明确。
　　总之,在物理教学中,教师不仅要传授给学生基本知识,训练学生的基本技能,更重要的是要对学生的创新思维进行启迪和挖掘。通过各种方式使学生的创新思维得到行之有效的培养与开拓,为建设创新性国家培养更多的创新人才。

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