浅谈物理实验对学生创新思维能力的培养

无为县2013年中小学优秀教研论文评选推荐表题目浅谈物理实验对学生创新思维能力的培养姓名何孝所作者单位泉塘中学校参评学科物理移动电话[phone]内容摘要（200字以内）21世纪是知识创新的世纪，创新是时代的特征，在中学物理教学中培养学生的创新意识和创新能力，应尽可能给学生以想象和自我探究的空间。本文首先阐述了创新意识与创新能力的概念，然后分析了物理教学中培养学生的创新意识和创新能力的作用，最后对实验教学中如何培养学生的创新思维和提高创新能力提出了相关策略。关键词物理实验教学；创新能力；创新思维学校推荐意见（公章）年月日浅谈物理实验对学生创新思维能力的培养随着教育的普及，教育成为培养创新能力的主要因素。创新，最根本的一条就是靠教育、靠人才。教育是创新的基础：不断创新是现代教育的本质特征和存在形式：在已有的基础上不断进行创新是现代教育发展的基本规律：创新精神和实践能力的培养是现代教育的重点，也是衡量教育竞争力的重要指标。教育创新是我国教育发展的必然选择。我国教育创新以基础替换为前提，以观念更新为关键，以体制切合为途径。培养中学生创新能力是现代社会发展的需要，同时也是发挥人的创新本性的需要，心理学研究表明：创造是人类的本性，不管他的出身和天赋的差异，每一个人都存在创造的欲望，并且有创造的潜能。我国新一轮基础教育课程改革强调要使学生适应终身学习的要求，具有适应终身学习的基础知识、基本技能和方法，[1]“改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度”，“要处理好传授知识与培养能力的关系，注重培养学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习，促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习”这就要求学生必须由传统学习向创新学习转变，这对于新课程的实施具有重要作用。一、创新意识与创新能力的概念所谓创新意识，是指人的活动都是在一定的动机支配下进行的，一个人根据社会和个人发展的需要引起某种创造动机，表现出来的就是创新意识。所谓创新能力是指人们发现和解决新问题、提出新设想、创造新事物、开拓新生活的能力。创新能力是多种能力综合的结果，如记忆力、想象力、感受力、理解力以及好奇心等等。创，即创造，什么是“创造”?亚里士多德将它定义为[2]：“产生前所未有的事物”；《现代汉语词典》解释为“想出新方法、建立新理论、做出新的成绩或东西。”其实，“创造”也就是“创造活动”，可以定义为[3]：“人类追求产生前所未有的有价值的事物的活动。”创新能力则是一种创造的能力，也有学者称之为创新思维能力。创新一词，最早是由美籍奥地利经济学家约瑟夫·熊比特于1912年提出来的，他把创新引入经济发展理论，主要是指一种生产函数，可见，熊比特的创新概念属于经济范畴中的创新概念。综合各种研究，我国学者唐五湘在其《创新论》中总结归纳出五种关于创新的定义：创新是开发一种新事物的过程，创新是运用知识或相关信息创造和引进某种有用的新事物的过程，创新是对一个组织或相关环境的新变化的接受，创新就是从产生新思想到行动，创新是指新事物本身。创新能力是个人多种心理品质和能力的复杂、高水平的结合。不同领域的创新，这种能力的结构各不相同，但都存在着共同的三个方面：一是创新意识，=是创新思维，三是实践能力。我们在中学物理教学培养学生创新能力的过程中，就要遵循渐进培养的原则，按三个不同层次进行培养：一是培养学生的创新意识，二是培养学生的创新思维能力，三是培养学生的实践能力，这三个方面也可以交叉同时进行。二、物理教学中培养学生的创新意识和创新能力的作用（一）创新是民族兴旺的关键因素教育创新是世界教育发展的潮流和趋势。教育是知识经济的基础，是知识经济发展的动力。面对汹涌而来的知识经济浪潮，世界各国尤其是发达国家，为了在这种新的经济形态中争做弄潮儿，抢占经济发展的至高点，纷纷制定有关知识发展的政策，在教育发展战略中。更是积极调整教育目标．适应知识经济的发展要求而进行教育的改革和创新。当今世界，一个国家竞争能力的强弱从根本上取决于该民族的创新能力的水平。欧美各发达地区之所以称雄世界，根本原因之一是这些国家有较完善的国家创新体系，国民创新能力的水平高。可见，教育创新己成为世界教育发展的大趋势，国家创新体系是否完善，国民的知识创新能力、技术创新能力及管理创新能力等是民族兴旺的关键因素。（二）物理实验对学生创新思维的作用1、引入探究式教学理念，激发学生的兴趣以往的实验课堂教学中，多年一贯制的灌输式教学法，学生往往是被动的，缺乏独立思考的能力，我们进行实验教学方法的改革，首先确立了教学中学生的主体地位，实验中尽量减少讲课时间，更多地给学生提供独立、自由发挥的机会。针对学生遇到的问题，不是简单包办代替，而是采用启发式教学方法，引导学生用自己的思维去主动控制实验的全过程。还应注重引入“探究”式教学方法，根据不同的实验项目，设计问题情景，传授的知识不止局限于实验内容，而是将相关知识点贯穿进来，注重知识的关联和拓展，以及在实际中的应用，激发学生的好奇心和兴趣。2、物理实验教学是培养学生创新思维的重要途径通过物理实验不仅可以使学生获得物理知识，掌握实验技能，而且可以培养其良好的科学态度、作风和习惯等。在培养学生的创新思维能力方面，物理实验同样有其不可替代的作用；物理实验提供的器材，能激发学生的兴趣，引起其思维的积极活动。学生和实验器材有很强的互动性，从构思到操作再到信息反馈，学生都是很主动的，可以说是创新思维贯穿了始终，尤其是分组实验和探索性实验。3、探索性实验能有效地调动学生的积极思维活动，培养其创新意识和创新能力中学物理教材中约有1/3总数的实验属探索性，主要有观察水的沸腾，观察凸透镜的成像，研究液体内部压强与深度的关系，连接简单的串并联电路，研究电磁铁的作用，研究电磁感应现象等等。这类实验的共性是在学习物理规律之前，要求学生通过实验去探索物理量间的关系，从而总结出物理规律。做好这类实验，对培养学生的观察能力、实验能力、抽象思维能力、应用数学知识解决问题的能力以及创新思维能力都有着重要的作用。总之，创新思维是素质教育的核心，而素质教育必须通过学科教育来体现。物理实验是物理理论建立和发展的基础，物理教育工作者只有重视实验教学，才能把素质教育真正落在实处。三、实验教学培养学生的创新思维和提高创新能力（一）教师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。培养学生创新能力的创新教育的实施，将彻底改变以往的“封闭式教学”，学生的积极性和创造性会受到重视和保护。一个有创造性的物理教师应能帮助学生在自学的道路上迅速前进，教会学生怎样处理大量的信息，教师更多的是向导和顾问，而不是传递知识的工具，要求教师树立“教学相长”的思想和“弟予不必不如师，师不必贤于弟子”[4]的观念，虚心向自己的教育对象学习，对自己不懂的问题要敢于承认，并认真和学生一起探讨，不要为自己的不知作掩饰．更不要用粗暴的态度反过来去责难学生。心理学研究表明，人人都有创新能力，但表现在每个人身上的创新能力大小，除部分受遗传因素影响外，主要取决于后天的培养。中学阶段的学生身心发展较快，逐步走向成熟，正是其创新能力形成和发展的重要时期，另外中学生掌握的知识还较少，他们受到的条条框框的约束也少，具有更广阔的想象和创新的空间，有利于创新能力的发展。因此，在中学物理教学中教师转变教育观念，有利于开发学生的创新潜能，对培养学生的创新能力和学生的创新意识是非常重要的。（二）把演示实验变成学生实验在物理教学中常借助于演示实验让学生观察某种现象，呈现生动形象的物理事实，使学生加深对概念和规律的深化理解，通常学生在一旁观看教师的演示实验，在心理上不自觉地处在旁观者和问题观察研究的次要位置。在演示实验中，教师可以不拘泥于教材或教参的安捧，进行一些创新设计，如可以将一些演示实验改为学生探索性实验，让学生选择器材、设计实验方法，在实验中发现问题和寻找解决问题的方法等等通过创设条件，让学生充分地动脑、动手、动口，发挥学生学习的主动性，从而激发学生的创造性思维，对学生创新能力的培养起着潜移默化的作用。为了使学生更好地主动参与研究问题之中，教师把演示实验让位给学生，使学生全身心地投入到现象的观察、问题的思考和研究中，更好地调动学生的积极性，培养学生敏锐的观察力和丰富的想象力，形成提出问题的意识和动手研究问题的习惯。例如：有固定转动轴的物体的平衡、牛顿第三定律等演示实验可改为“随堂学生实验”[5]、透镜成像的演示实验可改为“边讲边实验”、交变电流的产生的演示实验可改为。“边演示边实验”将演示实验改为学生随堂实验，由于各个学生参差不齐的知识水平及实验技能，实验当中容易出现各种与实验结论不相符合的结果，这很容易引起学生对教材中的实验结论产生“怀疑”。在进取心驱动下，为确信自己的实验结果而重做，甚至多次，当自己的实验结果与教材中结论一致且确信自己的实验无错，才会消除怀疑心理。如做“水杯——厚纸”实验为学生随堂实验，由于这个实验获得成功有两点要求：一是杯中水足够满，二是厚纸必须盖严杯口。如学生不注意这两点，实验很可能失败，由此对大气压的存在产生怀疑心理，为探求正确结论重做，待实验成功甚至多次成功才确信大气压的存在[6]。当然，也有的学生做此实验一做就成功，就“探索性”而言，失败比成功更有意义。（三）设计开放性实验教材中的实验大部是课题已知、方案唯一、步骤具体，限制了学生思维的开放性、多向性和灵活性，压抑了学生主动探究的积极性，开放性实验的特点是学生自主选择器材，可设计不同的方案解决同一问题，或同一器材解决不同的问题[7]。如：在学习胡克定律时，教师首先让学生自行设计探索弹簧在弹性范围内，弹簧的形变量与弹力的大小关系，学生通过实验，对所测数据进行分析和归纳，得出胡克定律。通过开放性实验，或把验证性实验改为探索性实验，充分调动学生的主动探索的积极性，活跃了学生的思维，给学生的思维以自由驰骋的空间，提高了学生的创新思维能力和发现问题，解决问题的能力。设计实验是根据提出的要求，让学生自己设计实验方案、完成实验过程、分析实验结果的实验方式，由于实验从方案的设计、实验的过程、结果的分析都是由学生独立思考、独立完成，而且这种设计性实验有很大的灵活性，实验的完成需要学生一定的创造能力，因此设计性实验必然会调动学生的积极思维，让学生在积极的思维中获得创造思维的训练最终获得物理创新思维的发展。在实验中，实验设计方案的多样性能有效地培养学生创新思维的广阔性和流畅性。在物理设计性实验中，在相同的实验目的和要求下，利用不同的实验仪器、实验原理、实验方法可以有不同的设计方案，在物理实验教学中，应鼓励学生设计多种方案，培养学生的发散思维，提高学生创造性思维的流畅性，鼓励学生设计新颖的实验方案，培养学生思维的独创性，在具体的实验中可通过如下方式进行：根据同一要求，开放实验器材，让学生尽可能多地设计实验方案，提出实验原理，选择相应的实验器材进行实验。如要求测量导体的电阻，若不限定实验器材，则可有多种实验方法．如：伏安法、电流比较法、电压比较法，替代法、电桥法等等，通过设计实验方案，能训练学生思维的广阔性和流畅性。四、结束语科学研究表明，人的创新能力和右脑有着密切的联系，只有左右半脑的功能得到平衡发展，人的创新能力才能得到高度发展。而右脑功能的开发主要依靠具有形象性、直观性的各种实践活动。物理学是一门以实验为基础的科学，实验是一种重要的课程资源。物理课程标准倡导利用日常器具做实验。因为利用日常器具所开展的物理实验具有简便、直观等优点，同时也有利于学生动手，发展学生的实验技能，培养学生的创新意识。参考文献[1]教育部.基础教育课程改革纲要(试行).学科教育,2001.[2]教育部.物理课程标准(实验稿).北京师范大学出版杜,2001.[3]俞啸云.中学创造性教育.上海社会科学出版社,1989.[4]马斯洛,林方.人性能达到的境界.云南人民出版社,2007.[5]宋新民.创造训练.华中理工大学出版社,1999.[6]沈德立.非智力因素的理论与实践.北京教育科学出版社,199