物理教学与创造性思维能力的培养，本文主要内容关键词为：创造性论文,思维能力论文,物理教学论文，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。
创造性思维能力的培养离不开基础知识和基本技能，否则就会变成无本之木，无源之水。在物理教学中培养创造性思维能力，体现在学生探索物理概念、规律和解决物理问题时，能用不同于常规的思维方法去思考和发现。亦即寓培养创造性思维的品格于物理知识的形成、理解和运用的全过程之中。
一、在物理知识的形成过程中培养学生思维的想象力和探索性
科学创造预先总得有个假设，然后通过实验加以验证。人在头脑中对所创造的事物进行假设，这就是人的一种想像能力。爱因斯坦说过：“想象力是科学研究中的实在因素。”高中阶段，随着学生知识经验的不断丰富和第二信号系统的发展，其思维活动逐步摆脱具体形态和直接经验的限制，进而过渡到借助于概念进行合乎逻辑的想像思维活动。他们追求问题的好奇心理更加强烈。因此，教师需要也有可能在物理概念和规律的形成这个环节中，创设研究问题的情境，引导学生对概念、规律等基础知识的发生、发展过程以及概念的内涵和外延做些必要的探索，而不是过早地把结论简单地告诉学生，以培养其思维的探索性，丰富思维的想像力。
例如，关于“牛顿第一定律和惯性概念”的教学，开始，教师通过演示玻璃球从碗的边缘由静止滚下的实验，有意识地提出四个启发性的系列问题：1.小球在AB、BC、CD三段各做什么运动？原因是什么？2.设想小球在什么条件下由碗的边缘A点静止滚下才能升到对边边缘的D点？3.在这样的条件下，设想减小CD斜面的倾角最终至水平，小球在BCD 平面上将做什么样的运动？4.想像在宇宙中一个不受任何外力作用的物体将怎样运动？提出这些问题的目的是引导学生定向探索，诱发他们进行想像。从而推想出，小球在AB（CD）段的加速（减速）运动是因为受到重力的作用。在BC段的匀速运动是由于惯性。为否定亚里士多德“力是维持物体运动的原因”奠定了基础。对第二、三问题的思考会使学生觉察到第一步思维的片面，进而想像出必须是没有摩擦这个理想条件下小球在水平面BCD上才做匀速运动。 再进一步通过推理和想像得出“牛顿第一定律。”
“惯性”概念，学生在初中学过的基础上已经知道是“物体保持原来运动状态的性质”。因此，有必要对这一概念的来龙去脉及内涵和外延做进一步的探索。教师提出以下问题引导学生进行思考：1.如果不是伽俐略否定了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”这一错误概念，能否提出惯性的概念？2.不同的物体保持其原来运动状态的本领是否相同？即其惯性的大小是否相同？3.物体的惯性在有外力作用时表现出什么行为？并给出具体数据引导学生探讨下面的问题：（1 ）以相同速度在同一光滑水平面上运动的铅球和乒乓球，受到相同的水平制动力，谁的运动状态难以改变？（2 ）以不同速度在同一光滑水平面上运动的两个乒乓球受到相同的水平制动力，谁的运动状态难以改变？（3 ）以一定速度运动的铅球受到大小不同的水平制动力，其运动状态的改变的难易程度（即加速度的比值）怎样？这一比值为恒量说明了什么？
通过这样的探索，不但使学生能够大大强化对“惯性是物体保持其原来运动状态的性质”的认识，而且对于“惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的量度，与物体的运动状态和受力状态无关”的结论也会有深刻的理解，并能从中体会到进行理想实验，建立理想化模型，通过抽象思维，突出主要因素撇开次要因素，推进对事物本质和规律的认识这一重要的物理研究方法。
由此可见，在对一些重要概念（如加速度、冲量、动量、电场强度等）和基本规律（如牛顿第二定律、动量定理和动量守恒定律、动能定理和机械能守恒定律、闭合电路的欧姆定律）的形成这个教学环节中，培养思维的想像力和探索性，教师要提出一些带有针对性的问题，揭示一些有关的现象，激发学生的好奇心和探求问题的欲望，引发学生自己去探索事物的本质属性和带有规律性的东西，坚决摒弃教师“包办代替”式的教学方法。
二、在物理知识的理解过程中培养学生思维的深刻性和批判性
思维的深刻性是指善于透过纷繁复杂的表面现象发现问题的本质；思维的批判性是指能对隐蔽错误进行质疑、辩误和驳谬。深刻性和批判性是交叉的关系，两者互为条件。深刻性是批判性的基础，批判性是深刻性的发展，只有深刻地认识，周密地思考，才能做出准确的判断。
教学实践表明，高中学生在学习过程中喜欢探讨事物现象的根本原因，对教科书中某些问题的阐述和解释，对教师的讲课和别人的意见，都不愿采取轻信盲从的态度，喜欢怀疑和争论，力求弄清解决问题的方法与根源，往往表现出“三思而后行”的特征。这为我们在物理知识理解这个中心环节的教学中培养学生思维的深刻性和批判性提供了有利的条件。
例如，对于速度矢量方向问题的理解，围绕命题判断“速度的方向就是位移的方向”，有意识地引导学生展开讨论和争辩。教师说“有的参考书上说此命题不对。我看该命题正确，请谈谈你的看法？”学生经过认真的思考，有的说：“错了，做竖直上抛运动的物体，把它作为一个过程研究时，在下降阶段（尚未回到抛点），速度方向竖直向下，而位移方向却是竖直向上的。”认为正确的说：“书上说的明白，‘在直线运动中，速度的方向就是位移的方向’。竖直上抛运动是直线运动，应当符合上述结论。”持相反意见的说：“这是指物体做直线运动而言，若物体做曲线运动时，比如做平抛运动，物体由抛点O运动到某一位置P，速度的方向是该点所在的曲线的切线方向，而位移方向是由O到P的直线段方向，命题还是错了。”这时有的同学说：“速度有平均速度和即时速度之分，若认为是平均速度。由定义式v[-]＝s[→]／t可知，物体在时\间t内的平均速度的方向跟相应时间内发生的位移方向显然相同，命题正确；若认为是即时速度则命题就错了。因命题中没有指明是哪种速度，所以没法判断是否正确。”教师因势利导，提出两个问题让学生进一步思考：1.平均速度的方向跟位移的方向一致，前提条件是什么？能否将这段时间内的平均速度的方向跟另一段时间内位移的方向相比较？2.即时速度是如何定义的？经过一番认真的思考和讨论，学生终于明白，判断即时速度的方向跟位移方向是否相同，也应以“同一段时间”为前提，当然这段时间应“足够短”。在曲线运动中，“足够短”的时间内的位移方向就是该点的切线方向，显然也是该点的速度方向。有的同学还能主动得出这样的结论：“速度方向就是位移的方向的命题完全正确，其含义在于，平均速度的方向就是相应一段时间内位移的方向，即时速度的方向就是相应‘足够短’时间内位移的方向。”
可见，在理解物理知识的教学环节中培养思维的深刻性和批判性，教师要有意识地提出一些容易混淆的概念和忽略条件的改错题、判断题、选择题等，善于正确引导，鼓励学生大胆质疑，大胆发表见解，展开争论，识别真伪。这样就会逐步使学生养成敢想敢问的习惯，其发现问题、提出问题的能力就会增强，进而为培养创造性思维能力打下良好的基础。
三、在物理知识的运用过程中培养学生思维的发散性和收敛性
发散思维和收敛思维是创造性思维的基本品格。许多物理学家的发明创造过程就是首先进行发散性思维，即对一个问题进行多方面的联想，摆出足够的办法后，再进行收敛思维，即将各种办法集中筛选或组合归纳，最后确定在现有条件下的最优方案。例如法拉第发现电磁感应定律，他开始研究电磁感应现象时，设计并进行了不同类型的实验，从不同方面，多种途径来研究同一问题——磁场在什么条件下能产生电流？各种实验现象使他深受启发，思维步步深入，这就是思维的发散性；他又能从不同的实验现象当中排除次要因素，抓住共同的本质属性——磁场的变化，最后达到所追求的目标，总结出法拉第电磁感应定律，这就是思维的收敛性。
物理知识的运用是理解物理概念和规律，掌握物理思想和方法的最终目的，也是培养学生思维发散性和收敛性的重要环节和有效途径。
例如，学习“稳恒电流”一章后，教师指导学生做这样一个实验：用二节干电池、一个滑动变阻器、一个电键和两个规格相同的小灯泡，设计实验电路，使得改变滑动变阻器的阻值时一个灯泡变亮，另一个灯泡变暗。为培养学生的发散性思维，教师先要求学生设计用上述仪器组成所有可能的电路图，学生能画出6种，如：
在此基础上，再要求学生选出最优设计方案，以培养思维的收敛性。
因此，在教学中启发学生对一些典型问题进行一题多解、一图多画、一题多变、一问多答、一空多填，再通过比较从中选出思路最活、方法最简的正确方案，是培养思维发散性和收敛性的好方法。
独特性是思路的奇特与新颖。对问题有独到的见解，能提出不同寻常的解决方法，这是思维发散性“质”的标志。
例如，在相距为L的两竖直光滑墙壁一角A点斜向上抛出一光滑球（如图）与另一墙壁在B点发生弹性碰撞后恰好水平落到光滑墙的上沿C点。已知球在C点的速度为v。试求墙的高度H。（不计碰撞过程的时间）
此题如果学生依照常规思考麻烦费时，困难较多。但有些学生采用对称的思路，使问题很快得以解答。
如图，设想在与墙壁对称的A ′点有一个同样的小球以同样的方式
抛出，则到达B点与墙碰撞时速度大小必等于真实小球B点碰撞时速度的大小，将A′到C的整个过程视为一个平抛运动的逆过程，于是由平抛运动的规律：
2L＝vt和H＝（1／2）gt[2]得H＝2g（L[2]／v[2]）
此法不循常规，不落俗套，独辟蹊径，有一定的创见，且想像力丰富，教师要善于发现并及时予以表扬和推广。
总之，创造性思维是多种思维品格互相渗透，相互影响，高度协调，综合运用的产物。在教学过程中，依据教学大纲的要求深入钻研教材，精心设计教法，根据中学生的心理和思维特点，因势利导，处处留心上述各种思维品格的培养，必能使学生的创造性思维能力得到发展。