论中学物理创新思维能力及其培养，本文主要内容关键词为：思维能力论文,中学物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
物理创新思维能力的培养是人才培养的关键.为探明高中学生物理创新思维能力跟诸多因素之间的关系，探索如何培养学生物理创新思维能力，我们进行了实证型的研究.为采集数据设计了选择式回顾调查问卷，联合省级重点中学——江山中学、宁波镇海中学和台州中学，以班级为单位进行分层整群抽样，搜集资料.样本容量为8个班级，共405名学生，属大样本.调查指标设定为五级:很弱、较弱、一般、较强、很强.项目设定为60个，其中核心项目3个、一般项目4个、效率项目8个、智力(能力)因素项目14个、非智力因素项目17个、教学因素项目14个.我们把60个项目的有关数据一起输入电脑，采用SAS(statistical analysis system)数据分析系统，进行单变量频率分析、双变量交叉频率分析、变量相关分析、双向表x[2]独立性检验、主成分分析、因子分析、聚类分析和单元线性回归分析.
一、数据采集和分析
单变量频率分析表明:跟物理创新思维能力可能有关系的52个变量，其指标等级的频率均呈正态分布.可见，我们抽取的样本对总体的代表性很好，用样本统计量推断总体参数和假设检验的可靠度很高.
表1 创新思维能力水平频率百分比分布表
1.男生的创新思维能力明显高于女生
创新思维能力跟性别的频率分析，结果见表1，数据表明:创新思维能力在“很强”水平的男生是女生的10.9倍；在“较强”以上水平的男生是女生的3.8倍；而在“较弱”以下水平的男生是女生的0.35倍；“很弱”水平的男生是女生的0.14倍.可见，在性别上创新思维能力有十分明显的差异.
2.创新思维能力对成绩的影响非常显著
双变量交叉频率分析，结果见下图，可以看出:学习成绩较高者对创新思维能力的频率分布呈负偏态，峰值偏“较强”水平，学习成绩中下者对创新思维能力的频率分布呈正偏态，峰值偏“较弱”水平.统计数据还表明:创新思维能力在较强以上水平的成绩较好者为41.63％，而成绩中下者为21.89％，两者相差19.74％.可见，培养创新思维能力对学习成绩的提高有极其显著的正效应.
不同成绩者创新思维能力的频率分布直条比较图
3.能力水平对创新思维能力有极其显著的影响
将能力因素跟创新思维能力作相关分析，其相关系数r位居前4位的矩阵见表2，数据显示，相关系数r＞r(400)0.01=0.128，P＜0.01，则在0.01显著性水平上，创新思维能力跟逻辑思维推理能力、应用物理模型解决问题能力、分析和解决问题能力、实验能力的关系均为高度正相关.
表2 相关系数矩阵表
进一步进行双变量交叉频率分析得:上述4种能力较强者的创新思维能力频率分布都呈负偏态，峰值偏“较强”水平；而能力较低者则呈正态，峰值在“一般”水平上.
将这4种能力不同者的创新思维能力作差异分析及X[2]检验，结果见表3，可见，在创新思维能力较强的人群中，4种能力水平较高者人数是较低者人数的3.37倍以上，而在创新思维能力较弱的人群当中，4种能力水平较低者人数是较高者人数的5.73倍以上.对上述数据分别进行X[2]检验，X[2]值都大于128.9，可见，X[2]＞X[2](25)0.01=44.31，则在0.01显著性水平上，4种能力水平较高者和较低者的创新思维能力有极其显著性差异.
表3 创新思维能力差异分析表
4.非智力因素对创新思维能力有很大的影响
把创新思维能力跟属于非智力因素的有关变量作相关分析，由相关系数矩阵发现影响创新思维能力的主要因素是:兴趣(r=0.377)、信心(r=0.363)、毅力(r=0.350)，可见r＞r(400)0.01=0.128，则在0.01显著性水平上，创新思维能力跟非智力因素正相关且关系密切。
把创新思维能力跟信心、兴趣、毅力分别进行X[2]检验，得X[2]值分别为103.9、126.9、76.1，可见X[2]＞X[2](25)0.01=44.31，因此，在0.01显著性水平上，信心、兴趣、毅力较高者和较低者的创新思维能力有极其显著性差异.
5.创新思维能力跟智力水平关系很密切
将创新思维能力跟智力因素作相关分析，其相关系数如表4所示，从表4数据可知:相关系数r＞r(400)0.01=0.128， 则在0.01显著性水平上，跟非智力因素关系很密切，并且跟想象力、观察力高度正相关.
表4 创新思维能力跟智力因素的相关关系
进一步对想象力、观察力不同者的创新思维能力差异分析及x[2]检验见表5.可见，在创新思维能力较强的人群中，想象力、观察力水平较高者人数是较低者人数的4.56倍以上，而在创新思维能力较弱的人群当中，想象力、观察力水平较低者人数是较高者人数的7.77倍以上，且X[2]＞X[2](25)0.01=44.31，则在0.01显著性水平上，想象力、观察力水平较高者和较低者的创新思维能力有极其显著性差异.
表5 创新思维能力差异分析表
6.创新思维能力跟教学过程关系较密切
作教学过程因素跟创新思维能力相关分析，得到相关系数较高的有:一题多解(r=0.383)、独立作业(r=0.289)，r＞r(400)0.01=0.128，则在0.01显著性水平上，创新思维能力跟教学过程中的这两种因素关系较密切.
纵观跟创新思维能力可能相关的45个变量中，我们把相关系数由大到小排列，处于前10位的如表6所示.可见，属于非智力因素的3个，能力因素4个，智力因素2个，教学过程1个.为了弄清它们跟创新思维能力的因果关系，我们采用方差极大正交旋转方法进行分析.统计数据表明，采样充分程度的测度，全部变量的MSA:0.988，显示采样充分程度高，由最小特征值判断标准最后保留3个因素.旋转后的因素负荷结果如表7所示，由表7可以认为:第一共同因素y[,1]主要由想象力、创新思维能力和观察力决定，其变量属于智力因素；第二共同因素y[,2]主要由信心、兴趣和毅力决定，其变量属于非智力因素；第三共同因素y[,3]主要由逻辑思维推理能力、实验能力和一题多解能力决定，其变量属于能力因素.从而通过实证，验证了影响创新思维能力的3个共同因素为:智力因素、非智力因素和能力因素.而跟创新思维能力关系最为密切的核心是想象力.
表6 跟创新思维能力的相关因素与相关系数排位表
表7 因素负荷表
再把智力、非智力和能力因素中因子负荷较大的变量进行多元线性逐步回归分析，令创新思维能力为变量y，求得无截距回归模型为:
y=0.327×想象力+0.146×实验能力+0.126×逻辑思维推理能力+0.133×分析解决问题能力.
检验回归方程的方差分析表明:F值为961.9，P=0.001，方程的线性程度非常显著.检验回归模型对变量的拟合程度，得R[2]=0.960，显示了高度的相关性和极佳的回归效果.即创新思维能力的强弱是由想象力、实验能力、逻辑思维推理能力和分析解决问题能力决定的.
二、物理创新思维能力的培养
由以上分析看出，我们在进行素质教育，培养物理创新思维能力的过程中，应注意以下几个问题.
1.培养学生的想象力是关键
想象就是在人脑中创造新事物的形象的过程，想象在知识创新和技术创新等科学创作活动中起着决定性的作用.因此，培养学生的创造想象力是培养创新精神的核心和关键.教师可根据物理学科各章节的不同内容，设计一些问题和情景，通过启发和引导，让学生想象、思索，进行想象力训练，并充分挖掘教材中的可探索的成分，让学生主动学习和探索，不断提高学生的创新意识和想象力.
2.培养学生的实验能力是重点
实验能力是一种从事科学创作的能力，加强实验教学是提高创新思维能力的有效途径.但现行教材中的学生实验和演示实验过分强调程序化，且实验的现象和结果大多已被描写出来，这样不利于培养学生的主动性、探索性和创造性.为此，教师在完成规定的学生实验和演示实验之后，应根据教学内容多开发探索性的“实验超市”，将实验主动权放给学生，让学生自选仪器、自行设计、自行完成各种小实验、小制作、小发明等等物理实践活动，给学生提供更多动手、动脑和自我发展的机会，充分挖掘学生潜在的创新能力.通过“实验超市”培养学生的观察能力、动手能力和思维能力.
3.强化逻辑思维推理能力和分析解决问题能力的培养
物理学以逻辑严密著称，教学中要注意通过归纳、演绎和类比掌握逻辑推理方法，要使学生掌握应用数学作为语言和推理论证工具的能力，提高学生的逻辑思维能力，教师要有意识地设置一些思维训练的问题，有目的地培养学生解决实际问题的能力.
4，充分发挥非智力因素的作用
兴趣是人们积极认识某事物或关心某种活动的心理倾向；信心是指向某种目标的心理倾向，毅力是指按既定目的，克服困难，以调节内外活动的一种倾向.这些倾向都是和一定的情感联系着的，因此，作为物理教师就应该竭尽心智，通过各种方式和途径培养学生学习物理的兴趣，树立坚定的信心、坚强的毅力.只有具备强烈的兴趣、必胜的信心、坚强的毅力，才能在物理实践中锻炼和提高自身的创新思维能力.
5.加强学法指导
一套适合学生自身的行之有效的学习方法，不仅能提高学生的创新思维能力，而且也将使学生终身收益.因此，我们应该结合物理学科的特点及每个学生的特点，加强学法指导，教会学生如何根据自己的特点有效地控制学习过程，养成独立作业的习惯，提高一题多解的能力.中下生和女生的创新思维能力总体上要比优等生和男生差，我们更应重视对他们的培养，发展其特长，挖掘其潜力，以提高他们的创新思维能力.