中学物理教学中如何培养学生创造性思维
【内容提要】21世纪需要创造性的人才，必须具有创造能力，而培养学生的创造性思维是培养学生创造能力的关键。在中学各门课程中,物理学科在培养学生的创造性思维方面起着重要的不可替代的作用，并且有其独特的优势。那么，在中学物理教学中如何培养学生创造性思维？本文就这做一些积极的探讨。
21世纪需要创造性的人才，必须具有创造能力，而培养学生的创造性思维是培养学生创造能力的关键。在中学各门课程中，物理学科在培养学生的创造性思维方面起着重要的不可替代的作用,并且有其独特的优势。那么，在中学物理教学中如何培养学生创造性思维？本文就这做一些积极的探讨。
一。激发学习动机和求知欲，调动学习积极性和主动性
学生的学习动机、好奇心、求知欲，学习的积极性和主动性是帮助学生形成与发展创造性思维能力的重要条件。但我们要注意的是，学生的学习动机、好奇心、求知欲，学习的积极性和主动性，不会自然涌现，它们取决于教师所创设的教学情景，这就要求我们积极采用启发式的教学方式，而不是传统的注入式。
在启发式的教学中，通过创设问题情景，能够调动学生思维活动的积极性和自觉性，使学生的学习过程成为一个积极主动的探索过程。通过学习不仅能获得现有的知识技能，还能进一步探索未知，发现新知识，甚至创造新事物。例如，在复习“动量守恒定律”时，可继续用验证动量守恒定律的气垫导轨器具，只是这一次不是看一次碰撞前后，而是两三次以后，同学们渐渐发现两滑块的总动量不再守恒了。通过教师创设的这一实际问题情景，为什么一次碰撞守恒，而多次碰撞不守恒呢？教师通过实验把疑点这么一摆，激起了学生的求知欲，学生就会开动脑筋，积极思维去寻找答案。这样既有效提高了课堂效果，又能很好地培养和发展学生的创造性思维。总之，在教学中不要拘泥于过去的教学方法，要敢于创新，善于启发和引导。
在启发式的教学中，还要加强教学民主，留给学生进行创造的时间和空间，心理学研究表明，人只有在感到心理自由和心理安全时，思维才处于积极活跃的状态。因此，在教学中，要充分发扬民主，突出学生的主体地位，创造条件鼓励学生主动参与、积极思考。在教学中，凡是学生能想、能说、能做，就放手让他们去想、去说、去做。对于那些敢于提出自己的意见、看法的学生，首先要鼓励、支持，哪怕只有一点点正确的地方，也要加以肯定，增强学生“冒险”的兴趣和信心。对于不正确的地方，要认真分析，提出修改的建议，千万不要一棍子打死，让学生感到有压力，而是让学生感到只要在课堂上发表自己的看法，就回有收获，有提高。让学生始终带着高涨的热情去学习和思考，体验创造的愉悦，在轻松活泼的学习中，培养和发展学生的创造性思维。
二．鼓励学生提出探索性的新颖问题，发表独到见解
爱因斯坦说过：“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。”这是因为解决一个问题是知识技能的运用，而提出一个新问题需要有创造性思维。所以在教学中不是教得学生没问题，而是启发、训练学生提出更深刻、具有探索性的问题，鼓励学生发表独到的见解。
例如，物理学上许多问题都具有对称性，如自然界存在正电荷，也存在负电荷，于是有学生提出既然存在质子，是否也存在负质子，既然存在电子，是否也存在正电子，既然存在物质，是否也存在反物质，既然在我们这个宇宙中存在地球，是否在另一个宇宙中也存在一个反地球呢？既然电荷间存在引力也存在斥力，磁极间存在引力也存在斥力，那么物质间存在万有引力，是否也存在万有斥力呢？学生在比较、鉴别中，激励出智慧的火花，呈现出积极的创造性思维。又例如，带电量为Q的平行板电容器，在两间距离d增大或减小后，两板间电势差U改变而场强E保持不变的结论，一般学生难以理解，数学证明学生也觉得说服力不足，受到教材上用电场线的疏密程度来形象地表示电场强度大小的启发，有学生对此发表了独到的见解：设任一极板带电量Q都等于Ne，设想每一个e都发出一条电场线，则两板间共有N条电场线，其疏密程度为N / S（S为平行板的面积），距离d 增大或减小,引起变化的只是电场线的长度，并没有改变它的密度，所以它应保持不变，又因为沿电场线方向电降低，所以当距离d增大或减小，电场线变长或变短，两极间的电势差 U=Ed就增大或减小。
在教学中，学生不拘泥于已有结论，敢于发表意见，甚至向权威挑战，以及经常提出一些现有知识不能解决的问题，并由此产生探索的欲望，这些正是一种创造意识,它是创造性思维的出发点。
三．重视学生的发散性思维的
研究证明，一个创造性活动的全过程，要从发散思维到集中思维，再从集中思维到发散思维，如此多次循环才能完成。所以教师在培养学生的集中思维的同时，必须更加重视发散思维的训练。发散思维是一种推测、想象的思维过程，它是从同一问题中产生各种各样的为数众多的答案，在处理中寻找多种多样的正确途径，所以说发散思维即求异，就是求的多解。
在物理教学中注重学生发散思维能力的培养，不仅可以及时反馈知识储存信息，使知识量大量增殖，而且能学生获得和掌握知识的过程成为开发潜在智力、培养创造性思维能力的过程。在教学实践中，可以从以下几方面对学生的发散性思维进行培养。
1．多问
设置多问的情景，或变换问题的题设条件，探求问题的结果；或假设质疑，探求结果的可能性；或质疑问难，让学生通过思索、想象、讨论，以求得结果。
（1）一题多问 在教学中，可通过改变问题的题设条件，从而使学生在活动中接受问题、认识问题、探索规律，培养学生从多角度思考问题。例如，在学完摩檫力之后，可设置如下一问题。如图1所示，一黑板擦的质量m，在水平力F的作用下，被压在竖直黑板上处于静止状态，问：①板擦与黑板间有无摩檫力？如有摩檫力，其大小、方向如何？②若再增大水平力F，摩檫力又将如何 ？③如力F与水平方向的夹角θ，则板擦与黑板间摩檫力如何变化？（设板擦仍静止）若向下将F适当改变θ角，有无可能使板擦与黑板间无摩檫力？④若板擦在水平力F作用下匀速下滑，则板擦与黑板间摩檫力大小、方向怎样？⑤若撤去力F，让板擦自由下滑，则板擦与黑板间摩檫力为多大？
（2）假设质疑 就某些问题在课堂上假设质疑、展开讨论不仅使学生由被动的听课转为主动的思索和探求，而且把思维引到丰富多彩的自由想象的王国之中，既加深对基础知识的认识，又训练了学生的发散思维能力。例如，在讲到“磁场对运动电荷的作用”时，可以组织学生讨论地磁场对地球有什么样的保护作用？如果地磁场突然消失，将对我们有什么影响？再如学习重力时，可组织学生讨论假如地球失去重力（g →0），地球上各物体将会怎样？
（3）质疑问难 为了学生思维能纵横通达、深邃透彻，可适当的质疑问难。例如，在讲完牛顿第三定律后，可提出问题：若将甲、乙两物体间的相互作用力分别记为F＝－ F21，根据牛顿第三定律应有F12＝－F21，对此式我们能否通过移项，得出F12＋F21＝0呢？
2．多变
设置多变的训练情景，或从一个问题出发，尽量发散出多种设想、多种方案；或从同类型问题中找出差别，可较好地培养学生思维的灵活性。例如，在受力分析的习题课中，给出以下问题：木块A在垂直倾斜档板的压力F作用下处于静止，如图所示，试分析A的受力情况；若把力F的方向变为竖直向上，木块A仍静止，那么其受力情况将如何变化？在教学中，通过如下问题的多种变式设计，可以使学生深刻理解和掌握动能定理和功能关系。在图2 中，A、B是完全相同的金属球，A在B的正上方H处，A由静止开始自由下落，并与A 相碰，设在碰撞过程中无机械能损失，相碰后A竖直向上弹起，弹起的高度h。在下列各种情形下，试比较H和h的大小关系：①原先A、B带等量同种电荷；②原先A、B带不等量同种电荷；③原先A、B带等量异种电荷；④原先A、B带不等量异种电荷；⑤原先A、B只有一个带电。
A
F
θ H
B
图1 图2
3．转向
思维的转向就是在一个方向上受阻，便马上转向另一个方向思考问题，或按一种理论去思维受阻，而转向从其它理论去思考，直到问题的解决。例如，质量为m的小球，落地速度v0，反跳的速度为落地速度的一半，求地面对小球做的功？按通常情况，学生想到功的定义式W=FScosθ，但力F和位移S在提设中难以寻到，思维受阻于是转向。从其它理论方面考虑，如用动能定理：W＝FScosθ＝1／2mv2—1／2mv02=＝－3／8mv02。又如，有一平均正截面积S=５m2和速度v0=10m/s2 宇宙飞船进入密度D=2×10－9Kg/m３的微陨石区，我们近似地认为陨石与飞船的碰撞为完全非弹性碰撞，求陨石作用于飞船的制动力多大？按一般的思路考虑，选定宇宙飞船为研究对象，但由于飞船的质量及碰后的速度未知，不能解决，思维转向，即转换研究对象为微陨石，研究其碰撞前后的动量变化情况，运用动量定理求解。
实际上，有些问题不仅要正向、逆向，有时还要侧向，甚至多次转向才能解决。换角度思考，它是物理创造活动中的重要的思维方法。
四．发展直觉思维
直觉思维是创造性思维活跃的一种表现，是对突然出现在面前的新事物、新现象、新问题及其关系的一种迅速的识别、敏锐而深入的观察、直接的本质的理解和综合的整体判断。它是直接顿悟的思维，在创造发明中占有重要的地位。为了培养学生的创造性思维，教师应当有意识地帮助学生去发展直觉思维。在物理教学可以从以下几方面进行。
1．引导学生大胆实践、勇于实践
直觉思维源于实践，而且直觉思维本身也是实践的产物。直觉思维必须在实践中训练和发展，因此，要培养学生的直觉思维，首先要引导学生大胆实践、勇于实践．多让学生取得应用知识解决问题的经验，有助于学生简缩思维的过程和依据某些线索迅速作出直觉的判断。在课堂之外，也要鼓励学生参加各种课外活动，如小实验、小制作、小发明、小创造、小论文等，从而使学生积累丰富的生活经验和感性认识，提高学生的直觉思维能力。
２．引导学生建构合理、简约的知识结构
格式塔学派认为：“知识的由各部分构成，但整体要比部分之和的意义更大”。在物理教学中，应着眼于基本概念和基本规律，引导学生将物理知识凝炼加工，构造出基本而又重要的知识结构。正是由于知识结构具有简约、产生新知识，并使知识形成愈益严密的体系的力量。因此，当有关的知识结构的信息从要解决的问题中忽隐忽现时，学生会受到知识结构所具有的生成作用的引导，发动。
对于形成的知识结构，还应当有意识地将它们置于新的问题情景中训练学生的辨认能力。实际上，众多物理问题都是以若干基本结构为“组块”，有机结合而成的，学生只要能正确而快速地辨认出其中的结构，就能以此为索引唤起相关的记忆，从而顺利地解决问题。
学生已有的知识结构总是有限的，而可能面临的问题总是无限的，因此，尤为重要的是，要通过各种变式训练，使结构的功能灵活多变，使储存的信息得以增值。只有这样，才能真正使知识结构，在发展学生直觉思维能力方面发挥积极作用。
3．采用恰当的教学方法
在常用的几种教学方法中，发现法最有助于直觉思维能力的培养。发现法可以使学生体验所学的概念和规律的形成过程，从而有机地把握概念、规律。布鲁纳说要圆满地完成教学任务：“一个重要的因素是关于发现的兴奋感，这就是说发现以前未曾认识的观念间的关系和相似的规律性以及伴随着的对本身能力的自信心。” 发现学习可以积极调动学生的内在动机，使得学生在学习这获得出色的学习成果和满足感，对学习过程感到喜悦，这样就容易形成学生独立学习的倾向性，使学习过程不再是一种负担，而是一种应该有的精神解放。
学生采取发现学习的学习方式，常常带着问题意识去观察具体事实，提出问题，从而树立假说，最后上升到概念，发现规律，并用于解决实际问题。在这个学习活动中，特别是树立假说阶段，起主要作用的就是直觉思维。
综上所述，培养学生创造性思维是培养学生创造能力的关键，而培养学生创造性思维是一个渐进的过程，对教师来说，必须持之以恒，抓住一切机会，采用多种方法，努力创设问题情景，不断培养和发展学生的创造性思维。
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