物理教学中加强学生创新能力培养的必要性

上海市光明中学  张家书

对于即将来临的21世纪国际竞争，世界范围内的教育改革更进一步加强了理科教育改革。加强了对科学教育的重视，对培养世界第一流人才的重视；强调重视学生的个性发展，以适应国际化、信息化社会的发展需求，为学生创新能力的培养提供有效的教育支持。我国的高考综合能力测试及高考“３＋Ｘ”模式，也不再只注重考查学科知识，而是愈来愈突出对学生创新能力的考查。

21世纪国际竞争的关键在于人才素质，而人才素质的优劣则体现在其创新能力上。面对未来社会的发展，教育必须围绕“四大支柱”来重新设计、重新组织，这四大支柱就是：学会认知，即获取理解的手段；学会做事，以便能够对自己所处的环境产生影响；学会共同生活，以便与他人一道参加人的所有活动并在这些活动中进行合作；最后是学会生存，这是前三种学习成果的主要表现形式。这种新的、扩大了的教育观念应该使每一个学生都能发现、发挥和加强自己的创造能力，也应有助于挖掘出每个学生身上的财富，实现全面发展的目标。

创新教育与“四个学会”都体现了“以学生为本”的教育观念，二者所追求的最终教育目标是一致的。创新能力的培养关键在基础教育，基础教育是创新人才成长的摇篮，各种领域的任何一种创新都是和基础教育分不开的。创新教育是以培养人的创新精神和创新能力为基本价值取向，使学生在系统地掌握学科知识的同时发展其创新能力。创新教育追求在德智体美全面发展的基础上，激发和培养全体学生的创新精神和创新能力，启发学生创新性地学知识，创造性地用知识，而不是使学生被动地接受知识、消极地存贮知识。学科教学对于培养学生的创新能力起着非常重要的作用，脱离了具体的学科知识，创新能力的培养往往会落入空谈。

近几年来，我国的中学物理教学也进行了一系列的改革，尤其是上海的二期课改，注重了“从生活到物理，从物理到生活”的新的理念。加强了培养学生学习物理的兴趣，激发学生学好物理的信念。对于学生创新能力的培养重视和研究的还很不够．教师在教学中也较少考虑如何培养学生的创新能力，在进一步深化素质教育的今天，教师应该结合创新教育的精神，在物理教学中加强对学生创新能力的培养．当然，创新能力的培养不是一蹴而就的，它是一个渐进的、长期的培养过程．下面主要阐述在物理教学中培养学生创新能力所应重点解决的几个问题．

一、  转变教师的教育观念

   在物理教学中实施创新教育，首先要解决的问题是教师教育观念的转变。教师应该认识到，教育不应该仅仅是训练和灌输的工具，它应该是发展认知的手段。素质教育的实施，将彻底改变以往的封闭式教学，教师和学生的积极性都得到了极大的尊重，由于学生的积极参与，由于每个学生的创造性都受到重视，指令性和专断的师生关系将难于维系，教师的权威将不再建立在学生的被动与无知的基础上，而是建立在教师借助学生的积极参与以促进其充分发展的能力之上。一个有创造性的教师应能帮助学生在自学的道路上迅速前进，教会学生怎样对付大量的信息，他更多的是一个向导和顾问，而不是机械传递知识的简单工具。在创新教育体系中，师生关系将进一步朝着“教学相长”的方向转化和深化。
     另一个需要认清的问题是创造力与智力的关系．心理学研究表明，创造力与智力的发展并不同步；超过一般水平的智力是实现创造性潜力所必需的，但超过学生这个临界水平，智力同创造性的相关就几乎等于零．而教师比较喜欢智商高的学生而不喜欢创造力强的学生，因为创造力强的学生往往有更多的不合乎传统的兴趣，他们常常探究那些特别不符合“教学常规”要求的知识领域，被教师认为增加了教学负担．实际上，教师的这种看法极易束缚学生创新能力的发展．

二、   课堂教学的主渠道作用

实施创新教育，教师首先必须优化教学目标．教学目标的制定既要考虑到学生所要掌握的知识、发展的具体能力以及思想品德教育等因素，更应该考虑到学生所要发展的创新意识、创造性思维、创造性想象和创新个性，要把具体的教学任务细化到各个层次(各章、节)的教学目标之中．
    物理课堂教学中学生创新能力的渐进培养，主要经过如下阶段：
    培养创新意识→激发创新欲→实施创新行为→形成创新能力→塑造创新个性．
    教师在每一个具体的教学环节，都要采取相应的教学措施，合理组织教学活动，有针对性地培养学生的创新能力．

1教师在备课的过程中，要在分析教材、学生状况的基础上，注意落实好教学目标，有意识地渗透创新教育的思想

创新意识的培养是贯穿于整个教学过程之中的．因此，教师的教学设计要始终渗透对学生创新意识的培养，并且要制定适用于不同层次学生的多层次教学目标(即所制定的创新教育目标能够使每一个学生都有所创新)．在整个教学过程中，教师都要力求做到“稚化”自身，即从学生的角度，以学生的眼光来审视所遇到的问题，因为有一些在教师看来是不起眼的小问题，对于学生来说却是一次难得的“创新”机会．教师要在挖掘教材的基础上，精心设计有利于培养学生创新能力的教学切入点，这些切入点可以是教学难点和重点、演示实验，也可以是物理学家的创新经历和体验，或者是学生自己的创新成果展示，以激发学生的求知和创新欲望．教师要善于引导和迁移学生的创新意识，以使其发展成为对科学真理的追求与探索．

2课堂教学是培养学生创新能力的主渠道
    在课堂教学中，教师要注意构建和谐、民主的课堂教学氛围，使师生交往的心理状态达到最佳水平，以保证学生心情舒畅、思维敏捷，使各种智力和非智力的创新因子都处于最佳活动状态，从而提高教学效率．当学生的思维活动和结论超出教师所设计和期望的轨道时，教师不应强行把学生的思维纳入自己的思维模式之中，用自己或教材上的结论束缚学生的创新思维，更不能用粗暴的方式来中断学生的思维进程．教师要善于鼓励学生大胆质疑，欢迎学生与自己争论，要给予学生发表意见的机会，使学生逐步具有创新的意识．如在物理课堂教学过程中，某个学生提出了与教师截然不同的见解，教师不应该只是简单的否定学生，而应引导学生(课上或课下)审视其观点，并得出正确的结论．这样做可以保护学生学习的积极性，使学生树立起进行独立学习及创新的自信心，使其创新思维处于活跃状态．
    习题教学是培养学生创新能力的一个有效途径．如果教师经常在授课过程中有“创新举措”——创新的思维方式及创造性的解决问题的方案，这种创新示范作用将会对学生产生重要的、潜移默化的影响，学生也会有跃跃欲试的创新想法，这就是其创新欲望的体现．习题教学要跳出“题海战术”的误区，要能使学生尽量从不同的角度，运用不同的方法来分析解决同一问题，运用一题多解、一题多变等形式使学生从单一的思维模式中解放出来，这样学生再见到新类型的问题时，就能以发散思维或集中思维等自己的创新方式来解答问题．
    提出问题、解决问题的能力是创新能力的一个重要方面．物理教师要在激发学生创新意识的基础上，加强培养学生发现、提出和解决问题的能力．教师要为学生提供发现问题、运用知识解决问题的机会和条件，并使学生在学习过程中体会到创新的成就感．教师要充分挖掘教材在培养与训练创新能力方面的内在因素，设计恰当的物理问题，这些物理问题应满足如下要求：一要有适当的难度，二要在教和学两方面富有探索性，三要能培养与训练学生的创新能力．在教学中要启发学生自己发现问题，自己解决问题，使学生逐渐养成独立获取知识和创造性地运用知识的习惯．如在解答习题和演示实验的过程中，教师要避免直接把结论灌输给学生，而是要对学生提出分析题目所提供的情境的物理过程、观察实验现象等的具体要求，并给学生以适当的思考时间，使他们获得“亲自得出研究结论”的创新机会，在实施创新行为的过程中发展能力．
    在解决问题，特别是解决实际问题的过程中，学生的创新能力将得到进一步地训练和发展．当然，这类题目绝对不是靠简单的死记硬背书本知识和套用物理公式就能解决的，而是需要从创新的角度，运用创造性思维来解决．如这样一道题：一同学要把悬挂在天花板上的两根细绳系在起，但这两根细绳相距很远，他无法同时把它们抓住；房间里只有一把椅子和一把钳子．此同学尝试用椅子来解决问题，但未能成功，那么该怎么办呢?能否运用学过的物理知识来解决此问题呢?钳子可以起什么作用?……学生经过思考，也许会想到利用单摆的知识：把钳子系在一根绳子的下端，使其摆动，然后抓住另一根绳子站到二者的中间，待第一根绳子摆过来时把它抓住，这样就可以把二者系在一块了．这类问题，既巩固了所学的知识，又培养了学生的创新能力．
   3物理实验教学是培养创新能力的有效途径
    在物理实验教学中，不仅要让学生学会实验的具体做法，掌握一些基本的实验技能，还要引导学生学会研究物理问题的实验方法，为培养他们的物理创新能力打下良好的基础．如常用的间接测量的实验方法、“控制条件”的实验方法、“以大量小”的实验方法、测量微小量的“叠加法”、“替代法”和“比较法”等．教师通过选择典型的实验(可充分利用教材中的小实验、学生实验等内容)，通过多种实验方案的设计、讨论和辨析来培养学生的物理创新能力．
    另外，教师可以把某些学生实验和演示实验设计为探索性实验，使之达到不同层次的创新能力培养目标．探索性实验教学较课堂教学有更广阔的活动空间和思维空间，可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望．学生在自己“探索”物理规律的实验过程中可以把动手和动脑结合起来，锻炼和培养自己的创新能力．教师应选取合适的、需要探索的问题作为实验内容，在教学中可以利用新旧知识间的联系提出需要解决的问题，并设计一系列有针对性、启发性的问题作为铺垫，设计问题时应充分渗透创新能力的培养，要利用学生的原有知识，引导学生在 运用知识的探索过程中有所“创新”地解决问题．教师应让学生明确探索性实验的基本环节，并在实验仪器的选取与操作、实验现象的观察、实验数据的处理、实验故障的排除及结论的得出等一系列环节中，及时对学生进行指导，使学生在相对独立的实验活动中体会创新的艰辛与愉悦，如实验设计思想，物理学方法，实验技巧等．为了使创新能力的培养长期化，教师可有计划地组织学生进行系列化的探索性实验，并把实验内容和生活中的实际问题联系起来，使创新能力的培养和物理知识的学习紧密结合．
    再者，教师要注意减轻学生的作业负担，使学生有时间和条件去接触自然、参加社会实践，在教师的指导和帮助下，选择进行发明创造的课题，并通过自己的创造性工作，以自己的创新行动，关心和满足学校、家庭和社会的各种需要．
   ４．营造良好的班级创新环境
    班集体作为创新能力的社会环境影响个体的创新能力．教师要在班内营造有利于创新的教学环境，这包括教学心理环境和教学物理环境．对于适于创新的课堂教学心理环境，前面已有所论述，另外还包括非课堂教学心理环境的班级心理环境及教学物理环境的营造．
    物理教师可利用灵活的形式组织学生参与各种活动，如在班内展示学生的各种创新成果(科技小发明、小论文等)，举办物理知识竞赛，实验创新能手的评比等，并办好科技板报、手抄报，使班内形成以创新为核心的班级舆论．教师要经常与学生交流，并组织学生之间互相交流创新体会，鼓励学生之间的适度竞争、相互合作与交流、相互了解和相互宽容，使全体学生的创造能力和每个学生的创新能力相互激励，同步增强．
   5学生创新人格的培养
    人们的价值观念正经历着从重视人的创造物的价值到重视人自身的价值的转变，而对人的品质评价已趋向于提倡人的创造性、开拓型的性格．因此，我们最终应把创新能力的培养落实到学生创新人格的塑造上．凡是有利于创新活动的个性品质，都是创新需要的，这些个性品质称之为创新个性．创新个性具有相当的完整性和持久性，对学生今后的发展将产生积极的和决定性的影响．
    创新人格主要表现为：良好的思维品质；独立的个性特征，如怀疑精神、创新意识、不迷信权威；优良的意志品质；强烈的求知欲；不竭的进取精神．具有创新人格的学生往往显示出首创性、感觉敏锐、洞察力强、能独立判断、能接纳新经验、持怀疑态度，不太关心细节和实际而具体的事物，对于理论观念及符号转换很感兴趣．为了塑造学生的创新人格，在教学中应做到如下几点：保护学生的好奇心，解除学生对错误的恐惧 心理，鼓励独创性与多样性，鼓励幻想；鼓励和有创造力的人接触．
   三、创设创新教育的大环境
    如果从教育教学的全局来考虑，创新能力的渐进培养阶段是这样的：
    课堂创新教学环境的构建→学校创新教学环境的构建→开放的创新教学大环境的创设．
    因此，我们还必须注意创设创新教育的大环境，使之与创新能力培养相适应．物理教学应该是一个开放的教学体系，教师要注意物理学发展的最新动态并把它及时地反映在平时的教学之中，如华裔物理学家屡获诺贝尔奖、中国载人航天技术的重大突破等，这类内容极易激起学生的爱国热情，并能转化成为他们创新活动的动力．物理教学要从课内扩展到课外，从校内扩展到校外，要加强与其他学科的交叉渗透，将一些关系密切的学科内容加以融会贯通，加强学科创新能力之间的有效迁移，以提高学生综合应用知识、创新性地解决实际问题的能力．也就是说，各学科教学之间应加强联系与合作，使学生的创新能力达到整体渐进提高的目的．为了充分发挥学生的创新潜力，学校要采取措施构建创新教育环境，如为学生提供自主性、首创性和个性化表现的机会；合理安排课程，为学生创新才能的发挥留有余地；对学生的创新成就进行奖励等；要在校园中形成浓郁的崇尚创新、尊重创新人才的气氛等．
    创新能力的培养也需要学校、家庭和社会之间的相互协调，教育者要努力创设学校、家庭、社区三位一体的创新教育大环境，使学生能够处处感受到创新的气息，以创新的心态去学习和生活．

参考文献：

1。《从科学教育标准看当代科学教育内容——关于美国几个科学教育改革方案的内容分析》  魏冰 《教育研究与实验》2000年第4期

2。《国外教育理念与实践》    甘民立 吴伟民   延边大学出版社