楊偉文

［摘要］物理學(xué)是現(xiàn)代高新技術(shù)的基礎(chǔ)和核心，人類(lèi)歷史上大部分的創(chuàng)造、創(chuàng)新都離不開(kāi)物理學(xué)。而創(chuàng)新的關(guān)鍵是人才，人才的成長(zhǎng)靠教育，教育的最終目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，就必須不斷完善和創(chuàng)新物理教學(xué)。

［關(guān)鍵詞］物理學(xué)創(chuàng)新能力教學(xué)創(chuàng)新興趣

創(chuàng)新是一個(gè)國(guó)家賴(lài)以生存和發(fā)展的核心要素、興旺發(fā)達(dá)的動(dòng)力源泉，是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂。因此，現(xiàn)代教育的最高境界就是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，傳授創(chuàng)新的方法，使學(xué)生想創(chuàng)新、敢創(chuàng)新、能創(chuàng)新。鑒于創(chuàng)新的重要性，本文著重闡述物理學(xué)與創(chuàng)新的關(guān)系，著重分析如何通過(guò)物理教學(xué)的創(chuàng)新來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

物理學(xué)的萌芽、產(chǎn)生和不斷發(fā)展的過(guò)程，實(shí)際上是一部創(chuàng)造、發(fā)展和發(fā)明的歷史。人類(lèi)歷史上大部分的創(chuàng)造、創(chuàng)新都離不開(kāi)物理學(xué)，物理學(xué)的發(fā)展曾經(jīng)是、現(xiàn)在是、將來(lái)仍然是科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力之一。

一、創(chuàng)新能力的涵義

創(chuàng)新能力是指人在順利完成以原以知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的創(chuàng)建新事物活動(dòng)中表現(xiàn)出來(lái)的潛在心理品質(zhì)，具有綜合獨(dú)特性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化性等特征。運(yùn)用人類(lèi)已有的知識(shí)去進(jìn)行創(chuàng)造、改造、組合、開(kāi)發(fā)新的事物，其涵義比創(chuàng)造發(fā)明寬泛。創(chuàng)造發(fā)明是指首創(chuàng)前所未有的新事物，而創(chuàng)新還包含將已有的事物予以重新組合，產(chǎn)生新效益，即創(chuàng)新包含真創(chuàng)造和類(lèi)創(chuàng)造。例如：省力鉗、千斤頂、電動(dòng)機(jī)、充電墊的發(fā)明。顯然：人類(lèi)的創(chuàng)新能力不僅表現(xiàn)在罕見(jiàn)的真創(chuàng)造中，也表現(xiàn)在常見(jiàn)的類(lèi)創(chuàng)造中。創(chuàng)新能力不是極少數(shù)擁有天賦的人的專(zhuān)利，而是人類(lèi)普遍存在的一種潛能。一般的人，即使無(wú)法創(chuàng)造發(fā)明，只要不模仿，不抄襲，也能獨(dú)樹(shù)一幟，標(biāo)新立異便是創(chuàng)新能力的基本表現(xiàn)。

二、物理學(xué)是創(chuàng)新的源泉之一

物理學(xué)是自然科學(xué)的基石，是現(xiàn)代高新技術(shù)的基礎(chǔ)和核心，其基本理論、科學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)方法已廣泛地滲透到其它學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域之中，并形成了一些交叉學(xué)科。如物理化學(xué)、生物物理、地球物理，等等?？臻g技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、激光技術(shù)、現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)、新能源技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展也與物理密不可分。因此，科技創(chuàng)新與物理學(xué)也是密不司分的。

三、物理教學(xué)關(guān)系到創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

創(chuàng)新的關(guān)鍵是人才，人才的成長(zhǎng)靠教育，而教育教學(xué)的最終目的就是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，物理教學(xué)也不例外。創(chuàng)新離不開(kāi)物理學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高他們的創(chuàng)新能力是物理教育的核心。由于傳統(tǒng)的物理教學(xué)偏離了這一核心，因此有必要對(duì)物理教學(xué)進(jìn)行以下改革與創(chuàng)新。

1.借鑒物理發(fā)展史，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新興趣和創(chuàng)新意識(shí)，從而培養(yǎng)創(chuàng)新品格和創(chuàng)新能力。物理學(xué)是揭示自然規(guī)律的科學(xué)，是人類(lèi)發(fā)明創(chuàng)造的結(jié)晶。顯然，物理發(fā)展本身就是一座發(fā)明創(chuàng)造的博物館，它能提供知識(shí)、智慧，為人類(lèi)的創(chuàng)造、創(chuàng)新帶來(lái)希望和啟迪，其中還蘊(yùn)涵著物理學(xué)家們嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度、追求真理的頑強(qiáng)毅力、為科學(xué)獻(xiàn)身的精神、高尚的人格魅力、卓越的智慧、強(qiáng)烈的好奇心和自信心，等等。這些，既是教師應(yīng)該傳授給學(xué)生的優(yōu)良品質(zhì)，也是培養(yǎng)學(xué)生成為創(chuàng)新型人才所必備的素質(zhì)。因此，在物理教學(xué)中通過(guò)加強(qiáng)對(duì)物理發(fā)展史的介紹，通過(guò)介紹牛頓、愛(ài)因斯坦、居里夫人、高錕等物理學(xué)家的生平，有趣的發(fā)明創(chuàng)造事跡和人格魅力，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新品格和創(chuàng)新能力至關(guān)重要。例如，一些定律的發(fā)現(xiàn)、產(chǎn)生與物理學(xué)家的好奇心及他們研究、處理問(wèn)題的科學(xué)方法是分不開(kāi)的：奧斯特發(fā)現(xiàn)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)(電產(chǎn)生磁)的現(xiàn)象，善于思考的法拉第受到奧斯特這一發(fā)現(xiàn)的啟發(fā)，應(yīng)用逆向思維，提出磁能否產(chǎn)生電的課題，經(jīng)過(guò)十年鍥而不舍的努力，最終宣告“轉(zhuǎn)磁為電”的成功，同時(shí)揭示了電流和磁場(chǎng)的內(nèi)在聯(lián)系，創(chuàng)立了著名的法拉第電磁感應(yīng)定律。此外，阿基米德因進(jìn)入浴盆洗澡時(shí)水漫溢到盆外而悟出浮力原理，牛頓因蘋(píng)果落地突發(fā)奇想得出萬(wàn)有引力定律，高錕大膽提出在電話網(wǎng)絡(luò)中以光代替電流、以玻璃纖維代替導(dǎo)線最終開(kāi)創(chuàng)光纖時(shí)代等有趣的發(fā)明創(chuàng)造故事，都足以使學(xué)生領(lǐng)略到創(chuàng)新的無(wú)窮魅力。

2.注重基礎(chǔ)教學(xué)、創(chuàng)新教學(xué)方法、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。基礎(chǔ)知識(shí)是創(chuàng)新能力的根基和前提，創(chuàng)新是基礎(chǔ)知識(shí)的升華。物理教學(xué)要注重引導(dǎo)學(xué)生不能一味盯著考試成績(jī)，教師也不能單純地追求學(xué)生成績(jī)的提高，要沉得住氣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，夯實(shí)理論基礎(chǔ)，讓學(xué)生弄清每一物理定律的來(lái)龍去脈，知其然，更要知其所以然。還要讓學(xué)生知道定律的適用范圍。例如：牛頓第二定律在運(yùn)動(dòng)物體的速度接近光速時(shí)不能成立，理想氣體狀態(tài)方程對(duì)于溫度比較高，壓強(qiáng)比較大的非理想氣體也不成立，宇稱(chēng)在弱相互作用中不守恒，等等。因此，物理教學(xué)要摒去功利意識(shí)，要讓學(xué)生懂得做學(xué)問(wèn)不能心浮氣躁，要扎扎實(shí)實(shí)，不急功近利。正如甘子釗院士所說(shuō)：“物理學(xué)作為一門(mén)最基礎(chǔ)的自然科學(xué)，它的發(fā)展動(dòng)力是深深地植根于人類(lèi)對(duì)于真理的非功利的追求，但是，歷史的發(fā)展將越來(lái)越有力地證明，正是這種非功利的追求給人類(lèi)帶來(lái)最大的收獲，本世紀(jì)(20世紀(jì))發(fā)生的主要源于物理學(xué)的進(jìn)展和技術(shù)革命，就是最有說(shuō)服力的例子?！币虼耍锢斫虒W(xué)的創(chuàng)新要從基礎(chǔ)抓起。

從心理學(xué)角度來(lái)講，創(chuàng)新意識(shí)是指創(chuàng)新的愿望和動(dòng)機(jī)，因而創(chuàng)新物理教學(xué)就應(yīng)運(yùn)用一切教學(xué)手段，想方設(shè)法激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)他們對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣。物理世界充滿著神奇和奧秘，要想進(jìn)入這一世界，好奇心和興趣是不可或缺的。傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)于側(cè)重知識(shí)的傳授，滿足于教師傳授知識(shí)，學(xué)生接受知識(shí)，機(jī)械地認(rèn)識(shí)和掌握知識(shí)，各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)缺乏計(jì)劃性、系統(tǒng)性、目的性，對(duì)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和獨(dú)立思考能力的引導(dǎo)不足，教學(xué)中常常出項(xiàng)師生錯(cuò)位，重教輕學(xué)，填鴨式、一手包辦的現(xiàn)象嚴(yán)重，學(xué)生常常只是機(jī)械地模仿，缺少動(dòng)腦、動(dòng)手的機(jī)會(huì)，學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力就在這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程中日漸喪失。顯然，物理教學(xué)的方式、方法關(guān)系到學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，要使學(xué)生成為物理教學(xué)的主體，充分調(diào)動(dòng)他們的主觀能動(dòng)性，用“創(chuàng)造性的教”為學(xué)生“創(chuàng)造性的學(xué)”創(chuàng)造環(huán)境和條件。在日常教學(xué)中，可將啟發(fā)式、傳授式、討論式、發(fā)現(xiàn)式、問(wèn)答式、舉一反三式等多種教學(xué)方式聯(lián)合使用，只要能引起學(xué)生思考、激發(fā)學(xué)生興趣的便是有效的方式。例如：講電勢(shì)能的概念時(shí)，可以類(lèi)比講授：電荷之間存在著電場(chǎng)，電荷之間的相互作用力是電場(chǎng)力；而物體之間存在萬(wàn)有引力場(chǎng)，物體之間的相互作用力是萬(wàn)有引力；電場(chǎng)力(庫(kù)倫力)和萬(wàn)有引力的表達(dá)式相似，(引導(dǎo)學(xué)生思考)，那么電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能和物體在萬(wàn)有引力場(chǎng)中的重力勢(shì)能有什么相似的地方?通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察思考，然后得出結(jié)論：①重力勢(shì)能的大小與物體所處的位置有關(guān)，同樣電荷電勢(shì)能的大小也與帶電體所處電場(chǎng)的位置有關(guān)；②重力做多少正功，物體的重力勢(shì)能減少多少，重力做多少負(fù)功，物體的重力勢(shì)能增加多少；同樣，電場(chǎng)力做了多少正功，電荷的電勢(shì)能就減少多少，電場(chǎng)力做了多少負(fù)功，電荷的電勢(shì)能就增加多少。教學(xué)中盡量變換教學(xué)方式，使課堂生動(dòng)活潑，內(nèi)容豐富多彩，變被

動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.注重物理實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)創(chuàng)新的重要基礎(chǔ)和手段。物理世界充滿神奇，許多自然現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)?zāi)艹尸F(xiàn)出各種奇妙的物理現(xiàn)象。如海市蜃景、雨后天晴天空中出現(xiàn)的彩虹、透鏡成像、錢(qián)毛管實(shí)驗(yàn)、電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)、光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，等等。生活中，無(wú)數(shù)神奇的自然現(xiàn)象就像謎一樣深深地吸引著人們?nèi)ヌ剿鳎グl(fā)現(xiàn)，去創(chuàng)新。為此，實(shí)驗(yàn)不僅成為物理教學(xué)探索、創(chuàng)新不可或缺的渠道，檢驗(yàn)物理理論是否正確的唯一標(biāo)準(zhǔn)和手段，更是激發(fā)學(xué)生興趣、提高實(shí)踐能力的必要方法和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的有效途徑。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以有效地催生學(xué)生創(chuàng)新的欲望，激發(fā)創(chuàng)新靈感。當(dāng)前，實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍存在定式思維，流于形式，只是簡(jiǎn)單操作練習(xí)，草草了事；實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)方法、記錄方法都是按照教師安排好的規(guī)定動(dòng)作去操作，教師很少去引導(dǎo)學(xué)生思考和探索，沒(méi)有鼓勵(lì)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。由于怕?lián)p壞實(shí)驗(yàn)儀器，因而不主張甚至不允許學(xué)生按自己的思路去做自己想要做的實(shí)驗(yàn)，只能“照葫蘆畫(huà)瓢”。這樣的實(shí)驗(yàn)很難引起學(xué)生的興趣，因而更談不上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，教師應(yīng)從興趣和創(chuàng)新的角度出發(fā)，允許和鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，標(biāo)新立異，除規(guī)定動(dòng)作外，自選動(dòng)作，按自己的思路做自己想做的實(shí)驗(yàn)，去體驗(yàn)創(chuàng)新的快樂(lè)和魅力?？偠灾?，實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要通過(guò)創(chuàng)設(shè)條件，讓學(xué)生充分動(dòng)腦、動(dòng)手，發(fā)揮主動(dòng)性，激發(fā)創(chuàng)造性思維，這樣才能對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到潛移默化的作用。

4.鼓勵(lì)學(xué)生敢于質(zhì)疑，善于質(zhì)疑。物理教學(xué)要有問(wèn)題意識(shí)，思維從問(wèn)題開(kāi)始，提出問(wèn)題比解決問(wèn)題更重要。從某種意義上來(lái)說(shuō)，問(wèn)題意識(shí)就是創(chuàng)新意識(shí)，問(wèn)題是創(chuàng)新的搖籃。教師沒(méi)有問(wèn)題意識(shí)就不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，學(xué)習(xí)目的就不能明確；學(xué)生沒(méi)有問(wèn)題意識(shí)就不會(huì)有積極的思維、求知的欲望和創(chuàng)新的意識(shí)。因此，教師要善于在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，鼓勵(lì)標(biāo)新立異，使學(xué)生在提出問(wèn)題、討論問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程中，掌握知識(shí)，獲得方法，形成能力。

物理教學(xué)中的質(zhì)疑，主要從觀察到的物理現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)中得到數(shù)據(jù)，而實(shí)驗(yàn)的理論解釋、理論邏輯的推理等方面，甚至是從常識(shí)中提出的。教學(xué)中要適時(shí)地結(jié)合教材，介紹古今中外著名學(xué)者多思多問(wèn)、善思善問(wèn)、推翻前人創(chuàng)立的定律或定勢(shì)思維的案例。如伽俐略通過(guò)敏銳的觀察和思考，推翻了亞里士多德的“物體越重，下落越快”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)以及力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因這個(gè)一千多年的定勢(shì)思維，從而揭示了自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和慣性定律。因此，教師在教學(xué)中要讓學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)，要培養(yǎng)和鼓勵(lì)他們學(xué)會(huì)質(zhì)疑，善于質(zhì)疑，以培養(yǎng)和開(kāi)發(fā)創(chuàng)新潛能。

創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，創(chuàng)新是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。歷史已經(jīng)告訴我們，如果不去創(chuàng)新，不能創(chuàng)新，國(guó)家和民族就難以發(fā)展。所以，教育的最終目的就是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。由于物理學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)，是科技創(chuàng)新的源泉，所以，作為基礎(chǔ)教育的物理學(xué)教學(xué)，應(yīng)結(jié)合學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)，遵循認(rèn)識(shí)規(guī)律，創(chuàng)新教學(xué)方法。以培養(yǎng)有創(chuàng)新意識(shí)、有創(chuàng)新能力、想創(chuàng)新、能創(chuàng)新、會(huì)創(chuàng)新的創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，不斷完善和創(chuàng)新物理教學(xué)。