在物理教学中培养学生的创造性思维能力.doc

在物理教学中培养学生的创造性思维能力朱 顺 波 物理教学的基本任务是使学生掌握物理学的基础知识和基本技能，发展学生的能力和智力，即掌握双基，发展两力，而且把发展两力寓于掌握双基之中，两者是相辅相成相互促进的。发展两力的核心是培养学生的思维能力，而创造性的思维能力则是高层次的最可贵的思维能力。所谓创造性的思维能力，一般是指思想解放，大胆质疑，敢于提出问题；思路开阔，想象丰富，善于解决问题。在提出问题和解决问题的思维活动中，具有广阔而又深刻，严密而又灵活，敏捷而又准确，独特而又新颖等优良的品质。科学家、发明家、文学家等一切创造性的人才，当然无不具有创造性思维能力，幼儿、少年儿童、青年学生也同样具有潜在的创造性思维能力。当然，学生的创造性思维处于萌芽状态，需要教师加以爱护、培育，促使他进一步发展。本文就在中学物理教学中培养学生的创造性思维能力，谈一些粗浅的体会，作为攻玉之石，供同志们参考。1， 剖析知识结构，2， 掌握知识主干知识是人们进行创造性思维的依据，也是培养学生创造性思维能力的基础。没有知识，创造性思维犹如无源之水、无本之木，难以进行。一个人的知识基础扎实，知识面广，提出有价值的新问题的可能性就大，解决问题时就会思路开阔，方法灵活，容易突破常规，另辟蹊径，取得新颖的成果。但是，超过一定限度后，创造性思维并不与知识的多寡成正比增长。美国教育家布鲁纳指出：“学习任何学科，主要是使学生掌握学科的基本结构。”我们在物理教学中，既要注意知识的适当深度，又要注意知识的一定广度；既要重视知识的纵向贯通，又要加强知识的横向联系，剖析物理学科中的知识结构，使学生掌握知识的主干和网络，为创造性的运用知识奠定基础。通过剖析中学物理知识的结构，可以看到整个经典物理知识体系，始终贯穿着力与运动，功与能量这两条主线。我们必须使学生抓住这两条主线，以此来掌握经典物理的基本知识。在力学中，就是从力与运动状态的变化，功与能量的变化这两个方面来研究各种机械运动的。在热学和分子物理学，也是通过力与运动状态的变化来定量的研究气体的压强，通过功与能量的变化来确定热力学第一定律。在电磁学中，电场强度，电势，电动势等基本概念的定义，欧姆定律，焦耳楞次定律，法拉第电磁感应定律等基本规律的推导论证，都运用力与运动，功与能量这两者的关系。在光学中爱因斯坦光电效应方程，在原子物理学中的氢光谱规律，也都贯穿着经典物理的这两条主线。抓住了这两条主线，就掌握了经典物理知识的主干。只有掌握这样系统的知识，才能促使知识向能力转化，为发展创造性思维能力打下扎实的基础。3， 鼓励大胆怀疑，4， 敢于提出问题思维总是从问题开始的，创造性的思维更是发端于大胆怀疑，发现问题。著名地质学家李四光指出：“不怀疑不能见真理，所以我希望大家都取怀疑的态度，不要为已成的学说所压倒。”从大胆怀疑，发现问题，到提出问题，解决问题，这就是创造性思维活动展开的过程。物理大师爱因斯坦指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”。著名物理学家李政道教授也说过“最重要的是会不会自己提出正确的问题。”提出问题不仅需要通晓前人积累的知识，还要具有远见卓识和胆略气魄。因此，我们在教学中，不仅要求学生会正确的回答老师的问题，还要引导学生从回答老师的问题转化到自己提出问题。只要经常鼓励学生质疑问难，逐步养成敢想敢问的习惯，发现问题，提出问题的能力就会极大的增强。5， 运用一题多解，6， 促进发散思维。著名的美国心理学家吉尔福特把思维活动分为发散思维和收敛思维两种形式。发散思维是从一个确定的目标出发，从不同的角度，不同的方向寻找尽可能多的不同的解决方案。收敛性思维是以一个确定的目标为归宿，从各种各样的途径和方法中，寻找一种最适宜的解决方案。发散思维贵在活跃，开阔，不为已有的传统理论和方法所束缚，敢于打破习惯的思维程序。收敛思维是在充分发散的基础上，进行可行性和最优化的选择过程，贵在严谨，缜密。人们在进行创造性思维活动时，即需要发散，也需要收敛，使这两种思维综合运用，协调统一。但是，在创造性思维活动中，发散思维是占主导地位的。因为发散思维能从不同的角度，不同的方向提出问题，能以不同的途径，不同的方法解决问题，从而可以选择最新颖，最有价值的问题进行研究，确定最简捷的途径，最有效的方法解决问题。由此可见，发散思维表现出较大的创造性。所以，我们要发展学生的创造性思维，必须注重培养发散思维的能力。在物理教学中，选择典型的问题，根据不同的物理规律，变换不同的研究对象，运用不同的教学方法，进行一题多解的练习，对学生促进发散思维，培养创造性思维能力，是十分有效的。例如，对初中学生可以讨论这样一些问题：用不等臂天平和准确的砝码，可以用哪些方法测出物体质量的准确值？野营时碰到一块沼泽地，可以用那些方法通过？测定物质的密度可用哪几种方法？等等。对高中学生就可在更广泛的范围内练习一题多解。如向心加速度公式a=V2/R,理想气体状态方程P1V1/T1=P2V2/T2,成象公式1/U+1/V=1/f等的推导论证，折射率，电阻，电动势和内电阻等物理量的测定，都可以通过讨论，进行一题多解的练习。尤其是运用典型例题进行一题多解，更可使学生开阔思路，发散思维，增强创造性思维能力。例题恕不赘举。7， 加强“物”，8， “理”结合，9， 培养想象能力。按照思维凭借的对象不同，思维活动又分为形象思维和抽象思维这两种形式。抽象思维是凭借概念，判断，推理等形式进行的思维活动。形象思维是凭借事物的知觉形象和表象而进行的思维活动。想象，即改造旧形象塑造新形象的过程，属于高层次的，创造性的形象思维。想象能使我们认识过去和未来的事物，微观和宇观的事物，不受时间和空间的限制，扩大认识范围。想象能使我们认识活动超脱个人经验的约束，突破已有事实的局限，跑在事物发展的前面，从而具有预见性和创造性。因此，有人说“想象是思维的翅膀”。正如爱因斯坦说的：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格的说，想象力是科学研究中的实在因素。”中学生的思维活动正处在由形象思维向抽象思维发展的时期。我们要重视发展他们的抽象思维能力，也不能忽视形象思维能力的培养，特别要注重想象能力的培养。物理学是一门以实验为基础的科学，它的概念，定理，法则和理论都是以广泛，具体的材料和生动，丰富的现象为基础的。学习物理，如果缺乏具体形象的支持，得不到形象思维的辅助，抽象思维就难以进行，创造性思维能力就难以发展。因此，在物理教学中，要加强“物”（事物及其现象）和“理”（概念，定律，法则，理论）的结合，把形象思维和抽象思维结合起来，培养想象能力，促使创造性思维能力的发展。在建立概念的教学过程中，要加强实验，把形象思维和抽象思维溶为一炉，是“物”和“理”有机结合，促使想象能力的发展。如交流电这一概念，只有通过演示实验，使学生看到小灯泡明暗亮度有变化，电表指针左右往复摆动的现象，才能从现象到本质，从形象到抽象，掌握电流的大小和方向作周期性变化的内涵。物理公式在形式上具有抽象性的特征，而在内容上具有形象性的特征。在阐述物理公式的意义时，要以“物”讲“理”，以“理”想“物”，揭示“物”中之“理”，“理”中之“物”，使“物”和“理”紧密结合，形式和内容统一。例如，匀变速直线运动位移公式S=V0t+1/2at2与V_t图像中直角梯形（上底为V0，下底为V0+at，高为t）的面积相联系，m1V1+m2V2=0与炮弹反冲的形象相联系，等等。物理模型，理想实验是形象思维和抽象思维相互渗透，发挥想象力所创造出来的产物。教学中要挖掘教材内在的想象因素，培养学生的想象力。如质点，要舍去各运动物体的形状，大小等因素，而突出各运动物体的质量和位置的特性，想象出既有质量又有位置的“质点”的新形象，又如伽利略的“平斜槽”理想实验，从可靠的事实出发，运用理想的仪器设备，依据逻辑推理，大胆的发挥想象力，才发现了惯性定律。五, 倡导猜想，假说，发展直觉思维。按照思维的严谨程度来分，思维又可分为逻辑思维和直觉思维。逻辑思维是依据已有知识和事实，通过分析和综合，抽象和概括，归纳和演绎，从已知到未知，把握事物的认识过程，是思维活动最基本的形式。直觉思维是以知识结构为依据，在事实和逻辑根据不充分的条件下，直接而迅速的进行猜想，提出假说，是一种思路简化了的思维形式，其特点是整体，活跃，敏捷的直觉顿悟。直觉思维是一种非逻辑过程的思维升华，是一种高层次的创造性思维活动。当然，直觉的猜想和假说，需要逻辑的论证和事实的检验。在创造性的思维活动中，逻辑思维和直觉思维是互相补充，互相渗透的。但是，直觉思维在创造发明中又具有特殊的作用。爱因斯坦说过“真正可贵的因素是直觉思维”。我们要求学生不仅要学会严格的逻辑推理，而且还要善于不严格的直觉猜想。过于严格，只能循规蹈矩前进，而善于不严格，却往往能得到出奇的成功。科学就是“严格”和“不严格”的产物。中学生的思维正处于迅速发展的时期，形象思维有所增强，逻辑推理能力大有提高。我们要不失时机的提倡和诱导学生善于大胆猜想，敢于提出假说，发展直觉思维能力。在物理教学中，可以模拟科学家发现物理定律的探索过程，引导学生自己去发现物理定律，从而培养他们的直觉思维能力。例如，关于光的电磁说，我们首先揭示光的波动说与实验事实的矛盾：光波需要传播的媒质，而所有实验都否定这种媒质（即以太）的存在，然后指出麦克思维电磁理论得出的两个结果：电磁波与光波一样，也是横波；电磁波的传播速度与光波相同。为了克服光的波动性的困难，使光的波动理论与实验事实协调统一，诱导学生大胆的进行猜想，提出自己的假说。这时，学生的思维活动就很活跃，有的学生就会大胆提出：电磁波是电磁场在空间的传播，不要什么媒质。因此，可以设想光波也是电磁波，就能解决光的波动说与“以太”不存在的矛盾了。最后我们说明在理论和事实都不充分的情况下所进行的猜想，提出的假说，还要经过实践的检验，加以进一步的完善或者全部推翻。麦克思维的电磁说经过二十多年后，通过电磁波的反射，折射，干涉和偏振等实验，才获得证实，成为科学的理论，把光的波动理论向前推进了一大步。在解题时，要寻求已知条件与待求结论之间的联系，确定解体的思路。有的学生一眼就能看出条件与结论之间的内在联系，敏捷的找到解题的思路，而有的学生则不然。这表明他们直觉思维能力的差异是存在的。所以，有目的地对学生进行直觉思维的训练，能提高学生的解题能力。例如，当我提出：有n个相同的电池，每个电池的内电阻为r，外电路的电阻为R。怎样连接组成电池组，才能使外电组获得最大的功率？多数学生都在埋头推导演算，有的学生却马上顿悟到解题的思路，提出自己的想法：把电池混联，使混联电池组的内电阻等于外电阻，或接近外电阻，就可输出最大的功率。我肯定学生这种根据已有知识和经验所进行的大胆猜想，并引导学生进行推导论证，得出正确的结论。这样就可使学生在解题中发展直觉思维。主要参考文献1，教育心理学 潘菽 主编 人民教育出版社2，思维发展心理学 朱智贤 林崇德 著 北京师范大学出版社3，创造心理学 周昌忠 编译 中国青年出版社4，关于思维科学 钱学森 主编 上海人民出版社