在物理课堂教学中实施创新教育

目前，在创新教育的实践中，存在着许多困惑或误区：把创新教育误认为非知识教育，把创新教育误认为非考试教育，把创新教育误认为非升学教育，把创新教育局限于课外活动，还有人认为上活动课、成立鼓乐队、减少主课时、不打百分而改为“等级加评语”等就是创新教育。但是，实践证明，基础知识是发展创新能力的基础，取消考试，开门办学的教学模式，不仅不能发展学生的创新能力，而且能毁灭一代人。众所周知，学生掌握基础知识的主要场所是课堂教学，所以，课堂教学是实施创新教育的主渠道。那么，怎样在物理课堂教学中实施创新教育呢？笔者认为可运用以下策略。

一、在课堂教学中使学生自觉、主动地完成认识上的第一次飞跃

一般的认识活动是“二体”问题，即认识的主体和认识的客体间的关系问题。但教学过程是一个特

图1

殊的认识活动，如图1所示，它除了认识的主体（学生）和认识的客体（教学内容）之间的关系外，还有教师在起作用，也就是说，教学过程是一个“三体”问题。在这一认识活动中，学生要认识客体，须经过两次飞跃。第一次飞跃是感性认识上升为理性认识。在这个过程中，思维加工的材料既来源于外界物理环境，又来源于学生原有的物理认知结构，以思维加工为中介的物理环境与物理认知结构相互作用，使物理认知结构重新组合，最终使学生形成概念、掌握规律，并形成新的认知结构。学生的认识活动如图2所示。

图2

在传统的应试教育中，教师把学生当作容纳知识的机器，采用“填鸭式”教学，因此，培养的学生大多缺乏创新意识。而在创新教育中，教师认为学生完全有能力通过自己的探索获取知识，采用“引探式”教学，使其自觉、主动地完成认识上的第一次飞跃。在认识的第一次飞跃中，为了有效地培养学生的创新意识，教师应做到：

1.构建适合创新教育的学习环境

（1）教师应保护学生理解的自由，容许学生对物理环境、物理认知结构有自己的理解和把握，而不应将自己的意识强加给学生，从而浇灭了那些刚刚燃起来的“创新的火花”。为此，需破除教学上的“师道尊严”观，正确对待学生在探索中片面、甚至是有些错误的意见和想法，避免扼杀他们的创新欲望。

（2）在课堂教学中尽可能增加学生自己探索知识的活动量，给学生一定的自由，充分展示他们这一年龄阶段所特有的好动性、表现欲，从而有效地发现学生的个性并发展学生的创新能力。为此，教师除了为学生营造一个师生之间、学生之间相互尊重、相互信任、民主和谐的教学环境外，还要克服喜欢“循规蹈矩”、歧视“思维怪异”学生的倾向。只有这样，学生才能毫无顾忌地发表见解，发展创新性思维。

（3）要重视培养学生良好的学习习惯和学习能力。抛弃应试教育那种“重死记、轻理解”，“重知识、轻能力”，“重分数、轻效果”的学习习惯，养成善于发问、善于思考、勇于探索、勇于创新的学习习惯。为此，在教学中要做到：凡是学生通过努力自己能看到的，都应该让学生自己去探索、自己去看；凡是学生通过努力自己能做到的，都应该让学生自己去创新、自己去做；写、算、说等活动都是如此。在学习活动中，教师主要给予学生必要的启发、诱导、点拨，长此坚持，学生良好的学习习惯就会形成，创新能力就会得以发展。

2.注重物理研究方法的教学

物理学的研究方法有观察法、实验法、分析法、综合法、类比法、假说法、数学法、理想化方法等。事实上，在物理学发展的过程中，每一现象的发现、每一概念的提出、每一规律的论证都离不开这些方法。伽利略利用著名的理想斜面实验（实验法、理想化方法）发现了惯性定律的实质；惠更斯把光的传播同人们熟知的声音的传播相类比（类比法），创立了光的波动说；赫兹利用当光、电两种不同运动形式被稳恒电场能量量度时所表现的等效性（等效法），测定了电子的逸出功；麦克斯韦创立麦克斯韦方程组时，大量运用了数学法；爱因斯坦创立狭义相对论时，大量地使用了假说法等。我们可将这些方法灵活机动地运用到课堂教学中，使学生在掌握知识的同时，更能够掌握方法，从而培养其创新能力。如同登珠穆朗玛峰一样，我们不仅使学生明确登顶后的考察结果，更要使学生明确如何进行筹划、建立大本营、设立突击营地、选择线路，并掌握前人失败的原因，使学生在“三维空间”学习知识和方法，这样的教学方法看似浪费时间，实质上对培养学生创新能力大有益处。

3.加强物理概念、规律间的逻辑体系

加强概念、规律间的逻辑体系，就是要弄清各个基本概念和规律在一个整体中是以何种方式结合起来的，并在知识体系中占据什么地位。例如学习了力学知识之后，可以画出概念、规律逻辑体系，如图3所示。真正理解并掌握了图3，力学知识就不再杂乱无章地堆积在头脑中，而是以一定的结构方式和逻辑体系储存着，从而增加了知识的有序性。这样，知识就容易被理解、提取和再现，也容易向应用和学习新知识中迁移，创新能力自然得以发展。

图3

二、在课堂教学中使学生积极、愉快地实现认识上的第二次飞跃

感性认识上升为理性认识的第一次飞跃，使学生形成了物理概念、掌握了物理规律。但是，物理学习的思维加工活动并未结束，接着进入认识上的第二次飞跃，即从理性认识回到实践——分析、解决物理问题。分析、解决物理问题，仍然是物理环境与物理认知结构的相互作用，一方面，解决问题需要从认知结构中提取有关的知识和方法；另一方面，解决问题将巩固、深化、活化在第一次飞跃中已形成的概念、规律，并有可能进一步丰富认知结构的内容，形成新的认知结构。通过解决问题，学生灵活地把理性认识运用于实际，思维从抽象上升为具体，使知识从弄懂到会用，对物理环境做出可观察到的反应，从而实现认识上的第二次飞跃。学生的认识活动如图4所示。

图4

在应试教育中，教师以采用“题海战术”来培养学生的分析、解决物理问题的能力，以此培养的学生，当遇到新的疑难问题时，往往不知所措，低能就表现出来了。而在创新教育中，教师通过拓宽思维、多角度、数题一解、一题数解使学生积极愉悦地解决物理问题，这样培养出来的学生，在新的疑难问题面前，往往从容不迫，思维兴奋，解决问题的路子宽。在认识的第二次飞跃中，为了有效地培养学生的创新能力，教师应做到：

1.教给学生灵活多变的解决问题的方法

中学物理解题方法有多种：整体法、隔离法、图像法、等效法、极端思维法、类比法、估算法、移植法、微元法、逆向法等。掌握了这些方法，可以使认识活动变得有序，可以把知识有效地组织起来，按照一定的规律去实现预期的目标，这样，创新不再“高不可攀”，使得每个学生都能够解决比较复杂的问题，从而发展创新能力。

2.培养全思维的学习习惯

全思维是指全息思维模式。它将思维分为思维内容、思维过程与思维形式三大部分。其中思维内容由动作、形象、逻辑、辨证四部分组成，称为中性因子；思维过程包括分析、综合、比较、概括与推理，也是中性因子；思维形式可分为求同、求异，集中、发散，习惯、变异，循序、跳跃，试误、顿悟等五种范畴，在每一对范畴中，前者是正向因子，后者是反向因子（正向因子又称正向思维，反向因子亦称反向思维）。三部分交叉组合，构成空间多维思维模式。培养学生的创新能力，必须克服单一思维模式，建立知识、方法、能力相结合的多维思维模式。在物理教学中，可使学生在形成概念、掌握规律的基础上，运用全思维的方法，进一步弄清概念、规律间的物理知识结构，以领略物理学的实质，学到物理学的精髓。为此，我们须引导学生自己勾勒出观念、概念、规律、和方法相互关系的知识结构图，从而实现认识上的第二次飞跃。例如，学完高中课程后，可画出力学部分的知识结构，如图5所示。真正理解了图5，就能使有序的知识、方法在解决问题时自然实现变通和迁移，创新能力自然提高。

图5

3.发展新知识组块的创生能力

新知识组块的创生能力是在待解决的新问题面前，迅速调用认知结构中所有内容及各种能力，并将组织起来，整理成适合于解决新问题的能力。这种能力与认知结构的清晰程度和组织水平有关，但更主要取决于认知结构的变异性和综合创新水平，即取决于创新能力的水平。新知识组块的创新能力主要包括下列要素：①提出探索性新问题的能力。表现在不盲从教师和课本，对学习的任何内容都要问几个为什么，不轻易承认、附和、接受某种观点、思路和方法。为此，教师在教学中应经常提出那种出乎意料、不经思维加工而难以回答的问题，以培养学生的这一能力。②脱离习惯的解决问题的能力。表现在能够解决为过去的经验和习惯所不能解决的问题，以及在解决问题上有创新，用新颖、巧妙的方法简捷地解决复杂问题。为此，教师在教学中应经常训练学生一题多解和多题一解，以培养学生的这一能力。③设计探索性实验的能力。表现在能够根据实验任务提出新颖的、切实可行的实验方案，并能独立完成。对此，教师在教学中应鼓励学生进行探索性实验、研制教学仪器，以培养学生的这一能力。④创造超出已掌握知识范畴的新思维成果的能力。表现在能够发现现有理论不能解释的现象以及现有理论的缺陷，在理论上提出新见解，总结出不同寻常的知识结构体系，扩大物理知识与其它学科知识相互联系的范围，把新产品、新技术引入到物理中来，等等。所以，教师在教学中应经常引导学生研读并习作小论文，让学生给出有创建的物理知识结构图，鼓励学生进行小发明、小创造，以培养学生这方面的能力。

三、在课堂教学中进行辩证唯物主义世界观及非智力因素的培养

学生创新能力的形成是一个十分复杂的过程，除了完成认识上的两次飞跃外，还必须进行辩证唯物主义世界观的教育并注重非智力因素的培育。辩证唯物主义世界观的内涵丰富，主要包括：承认自然规律的客观性，树立尊重事实、尊重客观规律的观点：承认自然的可知性，树立相信科学，反对迷信的观点；承认科学理论的相对性，体会到人类认识的局限性和认识过程的无穷性，树立为科学而不断探索、不断奋斗的观点；承认自然界是在不断运动变化着的，树立用发展的眼光看问题的观点；承认自然界是辩证统一的，养成用辩证的观点去认识世界，等等。非智力因素包括：认知成分、情感成分、行为成分，实质上是指个体的动机、兴趣、情感、意志等要素。