試論中師物理教學中創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)

試論中師物理教學中創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)

韓守漪

【論文分類】職業(yè)技術教育G53【學刊期數(shù)】1995年02期【論文期刊來源】《課程·教材·教法》(京)1994年12期第46-49頁【作者簡介】韓守漪北京第一師范學校

創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)，應以激發(fā)學生興趣為起點，以系統(tǒng)化網(wǎng)絡化物理知識積累為基礎，以科學思維方法的培養(yǎng)為核心，以發(fā)散思維和集中思維訓練為途徑，以培養(yǎng)創(chuàng)造性人才為目的。一、對學生進行創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)是中師物理教改的重大課題。中師培養(yǎng)的對象，是未來的小學教師。他們在未來的工作中，要不斷地了解分析學生情況，不斷地鉆研教材教法，選擇最優(yōu)教學方案和最優(yōu)教育手段。這些工作都需要他們進行創(chuàng)造性的思維，發(fā)揮創(chuàng)造性才干來完成。從教改方向看，“教育要面向現(xiàn)代化，面向世界，面向未來”。因此必須培養(yǎng)大批開拓型創(chuàng)造型的人才，開拓型創(chuàng)造型人才要具備多方面的素質(zhì)，而創(chuàng)造性思維能力則是必須具備的核心素質(zhì)。綜上所述，如何培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力，應是當前中師物理教改的重大課題。二、如何對待中師生創(chuàng)造思維的閃光。思維能力是諸多能力的核心，它對其他能力的形成、發(fā)展具有決定性作用。而所謂創(chuàng)造性思維則是最高水平的思維過程，它是指人在產(chǎn)生新的前所未有的精神成果和物質(zhì)成果的思維過程。如愛因斯坦的相對論，麥克斯韋的電磁理論，汽泡室及正負電子對撞機的發(fā)明，這些都是科學家創(chuàng)造性思維的輝煌成果。那么請問，在中師生中有無創(chuàng)造性的思維呢？在我長期的教學實踐中的確發(fā)現(xiàn)了不少中師生創(chuàng)造性思維的閃光。例如：解物理習題時，有的學生的解題方法優(yōu)于教師或書上例題；在單元復習或總復習時，有的學生能夠根據(jù)自己的理解，把物理知識進行歸納整理，使知識系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化；在物理課外活動中，有的學生能夠設計新的小實驗，進行小發(fā)明，有的學生能夠?qū)嶒灧椒ㄟM行小改進。如馬曉東在進行白光反射全息實驗時，改進了實驗方法，使白光反射全息照片效果更佳，他的白光反射全息照片作品現(xiàn)仍存放實驗室，已作為物理教具使用。再如：在講完萬有引力之后，有的學生提出：“萬有引力是怎樣產(chǎn)生的？”在講完原子與原子核一章以后，有的學生問：“既然分子在運動，原子在運動，一切物質(zhì)都在運動，那么一開始物質(zhì)是怎樣運動起來的？”這些深刻的、帶有哲學性的問題的提出，充分顯示了學生創(chuàng)造性思維能力的閃光，是令人興奮的！不可否認，創(chuàng)造性思維能力也有不同層次和水平，學生的創(chuàng)造性思維的火花，仍屬于初級階段。一切新生事物總會由量變到質(zhì)變，由低級向高級發(fā)展。今日的幼苗將來可能成為棟梁之材。作為教師，應該善于發(fā)現(xiàn)，善于鼓勵學生們的創(chuàng)造性思維的點點閃光，耐心培育它成長壯大，這是物理教師責無旁貸的義務和責任。三、在中師物理教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的途徑。關于培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力的途徑，目前眾說紛紜，尚無定論，有待廣大物理教師共同探索，下面談談自己的粗淺認識和做法，以便拋磚引玉。（一）激發(fā)興趣是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的起點。長期教學實踐告訴我，有極大興趣的學習會使學生全神貫注、積極思維，甚至達到廢寢忘食地步。物理學史也說明，眾多的科學泰斗們，多是興趣的魔力引導他們攀上了科學的頂峰。因此可以說濃厚的興趣是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的無形動力，是創(chuàng)造性思維發(fā)展的促進劑。相反，如果學生討厭學物理，在這樣的心理狀態(tài)下，物理基礎知識都難以掌握，還談什么創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。顯然激發(fā)學生對物理的興趣應該成為培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的先導性工作。但是興趣不是天生的，學生的激情要靠教師的激情來感染，學生的興趣要靠教師來培養(yǎng)。如何培養(yǎng)學生興趣呢？我以為首先在教師指導思想上要突出學生的主體地位，并努力創(chuàng)造條件讓學生們更多地參與教學活動，使他們能在主動的積極的心理狀態(tài)下進行學習。舊的傳統(tǒng)教法的主要弊端是“注入式”，學生們?nèi)鄙侏毩⑺伎紩r間，缺乏師生對話機會，更少動手實驗的安排。正如活潑的小鳥關在籠子里就會倦意綿綿，思維活躍的學生們面對誦經(jīng)式的灌注，也會興趣索然。由此看來，轉變教師的指導思想，在教師主導下，突出學生主體地位是培養(yǎng)學生興趣的重要措施之一。其次在教法上多用懸念法來激發(fā)學生興趣。如講力學共振時，可先介紹新鮮有趣的材料來形成懸念。1986年羊城晚報曾以《鬼室探密》為題作了如下有根有據(jù)的報道：“一向平靜的深圳殯儀館的五層宿舍大樓，近來常常無端地莫明其妙地振動起來。說是地震吧！可附近居民毫無感覺，迷信者紛紛逃離。后來省地震辦派人研究，得出結論是：這是附近一家新建工廠的機械振動引起的共振現(xiàn)象。風波遂得以平息?！彪S后可問學生什么是共振？為什么只能使一幢大樓震動起來？這樣懸念會使學生積極思考，興趣無窮。再者，培養(yǎng)學生興趣應以趣味實驗為基礎。因為趣味實驗是培養(yǎng)興趣的有效手段，有時一個興趣實驗能給學生留下終生難忘的印象，影響其終生的志趣。例如：斷電自感演示不必按照書上電路照方抓藥，可改用下面有趣演示。如下面：

先讓幾個學生手握手地與自感線圈并聯(lián)，接通電路然后突然斷電，學生們立刻感到強烈的自感電流的刺激。為什么小小的幾伏電壓竟有如此神威？這樣魔術般驚而不險的實驗，會使學生興趣倍增，驚異不已。切莫小視興趣的作用，興趣會成為學生們克服學習困難的無形動力，會引導學生邁進科學的宮門。沒有濃厚的興趣和好奇心，就不會有發(fā)現(xiàn)問題的敏銳性，沒有濃厚的興趣，就沒有執(zhí)著追求的堅強毅力，就會被困難擋住而無創(chuàng)新。因此，激發(fā)學生對物理的興趣，應成為培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的起點。（二）系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化物理知識的積累是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的基礎。華羅庚說“聰明在于學習，天才由于積累?！蓖瑯?，物理知識的積累也至關重要。學生只有平時注意系統(tǒng)化網(wǎng)絡化物理知識的積累，才能為展開豐富的想象提供活力，為靈活的運用開拓廣闊馳騁的天地，為進行創(chuàng)造性思維打下知識基礎。相反無知無識根本談不上創(chuàng)造性思維，離開物理知識的積累，談論創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)就成了無源之水，無本之木。為了幫助學生逐步積累系統(tǒng)化網(wǎng)絡化的物理知識，可以從以下幾方面著手：第一，首先在物理教學中，盡量挖掘不同章節(jié)知識的內(nèi)在聯(lián)系，進行縱橫對比和歸納整理。如力學中的運動和力的關系，使物體運動狀態(tài)的改變是力作用的結果。研究任何運動都必須注意這一共同特點，才能區(qū)別不同的運動狀態(tài)，并可從受力特點、運動形式、運動規(guī)律三方面列表歸納如下，以幫助學生理解掌握：

第二，當每章復習或總復習時，可要求每個學生自己動手對學過的知識進行歸納整理。物理知識系統(tǒng)化網(wǎng)絡化的整理過程，是認識升華過程，是由雜亂轉化為條理，由膚淺轉化為深刻，即由分散零亂轉化為融匯貫通的質(zhì)變過程。這也是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力的一種方法。因此在整理時，要嚴格要求學生以自我努力為主，在整理形式上不作死板規(guī)定，由學生自己從不同角度來審視全章的知識結構，用不同形式、方式整理歸納。這樣學生通過自己的思維活動，使掌握的知識系統(tǒng)化網(wǎng)絡化起來，使自己創(chuàng)造性思維能力受到鍛煉。另外也可以就某一重要問題，讓學生寫心得體會或小論文。但要注意為了確保效果，可跟期終成績掛起鉤來，并對論文進行評比獎勵或向校級刊物推薦以鼓勵學生的熱情。第三，教學中狠抓復習環(huán)節(jié)，使學生牢固掌握已系統(tǒng)化的知識，變成學生自己的東西。為此可向?qū)W生介紹有效的復習方法。如有些古人能背誦整部經(jīng)書，并不是他們有什么特殊記憶力，而是他們十分重視復習環(huán)節(jié)。據(jù)記載明末學者顧炎武能背誦十三經(jīng)。他的讀書方法是，每年用三個月時間復習讀過的書，其余時間用來研究新書。當然我們不要學生對物理死記硬背，但是在深刻理解的基礎上，對物理基本內(nèi)容還是應該牢固掌握的。總之，應使用多種教法使學生們牢固地掌握系統(tǒng)化網(wǎng)絡化的物理知識，為培養(yǎng)他們創(chuàng)造性思維能力打下知識基礎。

（三）科學思維方法的掌握是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的核心。愛因斯坦說：“成功是艱苦勞動加正確方法……?！痹诳茖W史上杰出的科學家們在思維方法上，都有一套成功的經(jīng)驗，巧妙的科學思維方法，往往是在開辟人類知識新領域活動中，取得成功的有力武器。因此在物理教學中，首先應該使學生了解掌握科學思維方法的重大意義，并有計劃地結合教材介紹科學家豐富多采的思維方法和研究方法。如觀察法、實驗法、物理假設、物理模型，以及逆向思維、懷疑思維、發(fā)散思維、集中思維、分析綜合思維、類比思維等。要恰如其分地介紹各種思維方法的作用，并將各種思維方法作為工具貫徹于教學的各個環(huán)節(jié)中去，以啟迪學生們創(chuàng)造思維能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造才能，使他們逐步了解和掌握科學的思維方法。下面舉例說明。第一，觀察法。觀察法是進行物理研究的重要方法，而銳敏的觀察力是科學家取得成功的重要條件。如意大利的伽利略在比薩教堂祈禱時，由于偶然的機遇，他全神貫注地觀察吊燈的擺動，發(fā)現(xiàn)了擺的等時性，為鐘表的發(fā)明奠定了理論基礎。又如丹麥的天文學家第谷，是一個善于觀察的科學家，他每天對星空進行仔細觀察并做了詳細記錄。他一生所積累的觀察資料為后人的科學研究提供了寶貴的知識財富。后來德國天文學家刻卜勒在第谷觀察的基礎上經(jīng)過艱苦的長期研究，終于發(fā)現(xiàn)了行星運動三定律?？傊^察法是物理學研究的重要方法，為了培養(yǎng)學生的觀察能力，應教育學生掌握正確的觀察方法和科學態(tài)度。例如：1.在觀察時要把注意力集中在要觀察的現(xiàn)象上，要細心耐心，盡量通過自己的耳、手、眼去發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象的特征；2.科學觀察要有詳細的記錄；3.要注意觀察的客觀性即實事求是地對待觀察資料，決不任意涂改客觀的觀察記錄；4.觀察時要善于思考，提出問題，進一步研究現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。第二，科學懷疑的思維方法?？茖W的懷疑是一種思維方法，所謂科學的懷疑并不是無根據(jù)地懷疑一切，而是抓住新的物理實驗事實來懷疑舊的觀點。由懷疑發(fā)現(xiàn)問題，由問題來推動研究，從而達到提出新理論、完成新發(fā)明的目的。如愛因斯坦，他抓住光電效應實驗與經(jīng)典物理相矛盾的事實，經(jīng)過艱苦的研究，提出了光子假設，發(fā)現(xiàn)了光電效應方程，并圓滿解釋了光電效應現(xiàn)象，推動了量子理論的發(fā)展。再如實驗物理的先驅(qū)者伽俐略，他年輕時就懷疑古希臘學者亞里斯多德的物理學觀點，如：“力是產(chǎn)生運動的原因”以及“下落物體的速度由下落物體的重量決定”等。他由懷疑提出了探索方向，經(jīng)過長期研究，終于發(fā)現(xiàn)了落體定律和慣性定律，打破了長期束縛人們思想的舊觀點，為力學的迅猛發(fā)展打下了基礎?？茖W懷疑是一種重要的思維方法，掌握了它不僅有益于學生在校學生，甚至對他們將來從事教育教學工作也會起到解放思想、激勵創(chuàng)新的作用。第三，分析綜合的思維方法。分析綜合能力是物理學家們必須具備的優(yōu)秀的思維品質(zhì)，它是物理研究中常用的邏輯方法。所謂分析是從整體到局部，所謂綜合是從局部到整體的邏輯思維方法。在進行分析綜合思考時，應在分析的基礎上進行綜合，在綜合指導下進行分析。大家知道在近代自然科學產(chǎn)生之后，分析法一度處于統(tǒng)治地位，近代自然科學的發(fā)展就是分析方法的勝利。后來又興起了綜合的潮流，現(xiàn)代科學研究本身就是一個巨大綜合。另外如萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)就是分析綜合方法應用成果。在萬有引力定律發(fā)現(xiàn)之前，物理學家對物體運動規(guī)律本身已有了一些認識，如德國的刻卜勒已提出行星運動定律；英國的胡克已從實驗得出了引力的概念，意大利的伽利略已提出了落體定律和慣性定律。但誰也沒有對這些科學的成果進行綜合全面的思考，而只有牛頓對這些科學成果進行了創(chuàng)造性的分析綜合。透過現(xiàn)象抓住了本質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，把天體力學和地面上的力學統(tǒng)一起來，對力學的發(fā)展做出了劃時代的貢獻。第四，類比思維方法。類比思維是物理研究常用的邏輯方法，它根據(jù)兩事物在某方面相同，推論他們在其他方面也可能相同。類比法具有舉一反三作用，正如康德所說：“當智力缺乏可靠的論證思路時，類比這種方法，往往能引導我們前進?！崩缁莞沟牟▌诱f，就是利用類比方法提出的，他根據(jù)光像聲波那樣反射、折射，利用類比思考，提出了光的波動假說，推動了光學的發(fā)展。第五，聯(lián)想思維方法。聯(lián)想思維是指事物由此及彼的創(chuàng)造性想象，遇到問題聯(lián)想與之相似或相關的事物，進行深思熟慮的分析、比較，從而產(chǎn)生答案的心理過程。聯(lián)想思維在科學研究中能起到開拓思路的作用，如顯示高能粒子徑跡的氣泡室就是運用聯(lián)想思維發(fā)明的。一般人都知道在一杯啤酒中投入一顆砂粒，在砂粒下落過程中，就會在它們周圍出現(xiàn)汽泡所呈現(xiàn)的白色痕跡。物理學家格拉塞爾觀察后運用聯(lián)想思維，他設想用液態(tài)氫代替啤酒，用高能粒子代替砂粒，經(jīng)過反復研究實驗，終于發(fā)明了顯示高能粒子徑跡的汽泡室。由于他對科學的巨大貢獻，于1960年獲得了諾貝爾獎金。第六，直覺思維方法。所謂直覺思維，就是未經(jīng)逐步分析，迅速對問題答案作出合理猜測，設想或突然領悟的思維過程。因為直覺思維是創(chuàng)造性活動的主要思維形式，所以大科學家們對直覺思維比邏輯思維更加重視。愛因斯坦說：在科學研究中“真正可貴的是直覺”。牛頓也說：“沒有大膽的推測就不可能有偉大的發(fā)現(xiàn)?！钡拇_如此，古今中外任何一個理論的產(chǎn)生都有其孕育過程，任何科學學說的出現(xiàn)，開頭都是大膽的猜想。例如德布羅意在光的波粒二象性啟發(fā)下，他大膽提出實物粒子也有波粒二象性的假說，爾后為電子衍射所證實。再如麥克斯韋憑借超凡的直覺大膽提出“渦旋電場”的假說，后來成為電磁理論的基石。另外像愛因斯坦憑借天才的直覺思維大膽提出了“光在真空中無論對任何參考系速度都是c＝3×10[8]m／s”，而我們的祖先，憑借直覺思維的研究方法，形成了獨特的東方科技體系。直覺思維是創(chuàng)造活動的主要形式，它是以類比、歸納、辨析、猜想等方式進行活動的。它和邏輯思維不同，邏輯思維是以嚴謹?shù)呐袛?、推理、論證等嚴格的思維形式進行活動，而直覺思維的結果正確與否將有待于邏輯思維的論證和實踐的檢驗。辯證唯物主義認為直覺思維也是一種心理現(xiàn)象，和其他心理現(xiàn)象一樣也是人腦對客觀事物的反映。放眼未來，為了培養(yǎng)創(chuàng)造性人才，必須在發(fā)展學生邏輯思維的同時，適當?shù)刈⒁鈱W生直覺思維的培養(yǎng)。為了培養(yǎng)學生的直覺思維能力，1.在物理教學中要引導學生敢想敢問，因為培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維首先要培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力。在創(chuàng)造發(fā)明中，發(fā)現(xiàn)是發(fā)明的前導，只有發(fā)現(xiàn)了事物或理論的不足及缺陷并力求革新，才能導致新理論、新發(fā)明的出現(xiàn)。因此應該鼓勵學生海闊天空地想，打破砂鍋問到底。即使問錯了，也要肯定他們的探索精神耐心引導，決不要嘲笑諷刺，打擊學生樂于思考，敢于發(fā)問的勇氣。2.對學生中出現(xiàn)的物理猜理、怪想和假想都應予以贊許。對猜想應予以鼓勵，使學生有敢于猜想的膽量，有不怕猜錯的勇氣和猜后予以驗證的科學態(tài)度。對于怪想不應厭煩，應耐心予以引導。對假想更要珍視。猜想和假想在科學史上不乏成功的先例。如物理學家狄拉克曾預言正電子存在，于1928年，狄氏把量子力學推廣到相對論領域，建立了相對論量子力學方程，這個理論許多結果和實驗相符，卻遇到了“負能的困難”。為了消除這個困難，狄拉克勇敢地提出假想，他說：“負能是存在的，負能電子海是我們平時所說的真空，當一個電子從真空中脫出就留下一個‘空穴’，相當于出現(xiàn)一個正電子，這種正電子的質(zhì)量與電子相等，電荷為正。”狄拉克所預言的正電子很快為實驗所證實。狄拉克從一個方程的負解出發(fā)，提出了大膽奇特的設想，表現(xiàn)了科學家的勇氣和創(chuàng)造性思維的才能。

在各個教學環(huán)節(jié)中應積極地提倡討論和爭論，從不同角度進行思考，這是爆發(fā)新思想的導火線，也是激發(fā)學生創(chuàng)造性思維的好辦法。當然大家知道，直覺思維的成效難以在試卷中看到，但我們應該堅信，它必將見于學生們未來的創(chuàng)造性工作之中?？茖W思維方法很多，就不一一列舉了。總之，在物理教學之中，為了培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力，首先應讓學生們明白掌握科學思維方法的重大意義，并教育他們努力探求、學習、掌握科學家們優(yōu)秀思維方法，把這些人類知識的精華變成自己的“血肉”，成為自己進行創(chuàng)造性思維的智慧工具，只有這樣才能逐步提高學生們創(chuàng)造性思維能力。（四）發(fā)散思維和收斂思維的訓練是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的必由之路。發(fā)散思維和收斂思維的訓練是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的有效途徑。所謂發(fā)散思維又稱求異思維，是指思維方向像燭光那樣四面八方地輻射，是一種探索多種解決方案或新途徑的思維形式。所謂收斂思維又稱求同思維或稱集中思維，是指在創(chuàng)造性思維活動中，為尋求某一正確結論，對現(xiàn)有的許多設想方案進行集中篩選，最后采取