摘要：本文結合基礎教育及物理教學的改革與發展趨勢，指出物理教學中加強學生創新能力培養的必要性，結合創新教育理論，從轉變教育觀念，發揮學生思維的主體性，強調問題意識，改革實驗教學，注重科學探究等方面論述了物理教學中創新能力培養的漸進措施及創新教育環境的構建。

關鍵詞：創新教育；創新能力；物理教學；漸進培養

社會的發展，課程的改革都要求我們的教學由指導學生繼承學習向引導學生創新學習轉變。培養學生的創新精神是素質教育的重點之一，培養創新人才更是時代的要求。中學物理學科本身特點決定了中學物理教學過程更有利于培養學生的創新精神。作為新時代的中學物理教師，毫無理由回避積極尋找、探索一條培養學生創新精神，促進中學物理教學的新路子。當然，創新能力的培養不是一蹴而就的，它是一個漸進的、長期的培養過程。本文根據創新教育理論，就物理教學中培養學生創新能力應重點解決的幾個問題作一下初步的探討。

一、轉變教育觀念，培養創新能力

眾所周知，教師是教育活動的組織者和評估者，在教學雙邊互動過程中，教師起主導作用，所以，要培養學生的創新精神，教師必須先改變自己的教育觀念。

首先要堅持“以人為本”的教育觀、教學觀、學生觀和人才觀。教師不要再把風華正茂的學生當作“錄音機”或者“容器”，而實行灌、擠、壓；而要相信學生是會思考、會自學、會創新、智力相當的群體進行疏、導、引；教師要淡化權威角色，強化指導功能，由管束走向指導。教師不要再經常以“領導者”和“家長的代言人”的身份出現，要求學生言聽計從，學生的學習是一種積極主動的知識構建過程。因而，教師只能把自己當作指導、啟發、激勵學生學習、求知、創新的引路人。

其二、教師要尊重學生，相信學生，理解學生，建立師生之間平等融洽的關系。教育學生、鼓勵學生，引導學生掌握科學的自學方法。課堂上構建多邊活動，即師生互動、生生互動、小組活動，體現教學特長。自始至終以學生為主體，師生之間坦誠相見，感情溝通，智慧碰撞，最大限度地調動學生的主動性、積極性和創造性，促使學生產生勤學、樂學、好學的志趣。

其三、教師不斷提高自身素質，繼續學習和掌握現代科學知識，尤其是現代信息技術。教師只有掌握現代新知識、新技術、新信息、新理念，并且在教育教學中運用自如，游刃有余，才能擺脫抱殘守缺，故步自封，以至在教學中面對新的科技知識，新的教育手段捉襟見肘，無法適應的尷尬局面。

二、發揮主體作用，培養創新能力

1．注重物理學史教育，激發創新意識

創新意識是指一種愿意發現問題、積極去探求的心理取向，是創新的動力源泉。我們可以在教學中適時滲透物理史的教學，結合教材的有關內容，適當向學生作以介紹，如：瓦特通過觀察水沸騰對水壺蓋的振動現象從而受到啟發發明了蒸汽機；牛頓由蘋果落地發現了萬有引力定律等，通過這樣教育，使學生認識到科學無處不有，創造就在身邊，物理這門科學的每一步發展都離不開創新，科學發現過程就是創新過程，這些可以激發學生的創新欲望。

同時也要重視課堂教學內容的時代性，適時引入與物理教學內容有關的最新物理成就，介紹學科新動向。讓學生接受更多的科學技術信息，增加有關社會進步和科技發展的信息，增強學生創新的使命感，也有利于學生建立一個發展變化的而不是孤立的客觀物質世界的基本觀點，引導他們去探索更新的知識、培養創新意識，使他們意識到創新永無止境。

2．注重啟發，調動創新思維

思維是大腦對客觀事物間接概括的反映，創新思維不僅能揭示客觀事物的本質和內在聯系，而更重要的是能產生出新穎的、前所未有的成果。

啟發的形式和方法是多種多樣的，比如運用直觀啟發方法，加強“示范”效應，引入學生“搶答”，訓練學生思維的敏捷性：運用設疑啟發方法，將設計的疑難問題發掘深化，訓練學生思維的深刻性；運用比較啟發方法，抓住可比知識，訓練學生思維的靈活性；運用情景啟發方法，抓住關鍵環節，不斷轉變問題的情景，訓練學生思維的廣闊性；運用類推啟發方法，借助于已知的熟悉對象達到對未知生疏對象的某種理解和聯想，訓練學生思維的流暢性；通過上述種種靈活多樣的啟發方法，強化訓練，能有效地提高學生的創新思維能力。

3．培養學生的創新人格

創新人格主要表現為：良好的思維品質，獨立的個性特征，如懷疑精神、創新意識、不迷信權威；優良的意志品質，強烈的求知欲，不竭的進取精神。

在教學中要重視對學生創新人格的培養。例如在物理教學中穿插介紹伽利略敢于懷疑、不盲從權威的思想；介紹布魯諾為堅持真理而獻身的精神；學習牛頓的勤于思考、善于總結；學習居里夫人的刻苦鉆研、勇于實踐；結合我國當代的物理學家為祖國的強大而奮發拼搏的生動事跡，激發學生勇于探索、積極進取的科學熱情，這對學生創新能力的培養起著極其重要的作用。

4．培養學生勇于面對失敗的精神

在創造活動中，錯誤和失敗遠遠多于成功。愛迪生發明電燈，瓦特發明蒸汽機，萊特兄弟把飛機送上天，都是建立在成千上萬次失敗的基礎上的，事實證明，失敗會使人聰明，“失敗是成功之母”，在物理教學中要將科學家們可歌可泣的百折不撓的意志，獻身科學的精神融合在知識傳授中，增強學生的愛國主義精神、為人類的進步獻身科學的責任心和勇于創新的頑強意志。

5．培養學生協同合作的精神

協同合作精神是21世紀對人材的基本要求。重大的發明創造，需要眾多人才共同去探索、開發、創造。因此我們必須培養學生的協同合作精神，以滿足未來的社會對人材的需求。

三、強調問題意識，培養創新能力

社會的進步，科技的發展，與其說是在不斷解決問題的過程中促進的，倒不如說是在不斷發現問題和提出問題的過程中促進的，因為如果不能發現問題和提出問題，也就談不上解決問題。傳統學習重視的是問題的答案，特別是所謂“標準答案”，往往忽略了問題本身。而問題意識、問題能力可以說是創造性、創新能力的基礎。有問題雖然不一定有創新，但沒有問題一定沒有創新。

下面我們來看看華東師范大學袁振國教授曾舉過的幾個例子：

●1998年底一個美國科學教育代表團到上海市訪問，希望聽一堂中學的科學教育的公開課。接待人員安排了一所有名的重點中學為他們開了一堂高中一年級的物理課，任課教師是一位優秀的特級教師。在教學過程中，教學目的明確，教學內容清晰，教學方法靈活，有理論、有實驗；教學過程活躍，教師問問題，學生回答問題，師生互動，氣氛熱烈，教師語言準確簡練，教學時間安排精當，當教師說“這堂課就上到這里”的時候，下課的鈴聲正好響起，掌聲雷動。可是5位美國客人卻沒有表情，當接待者請他們談談他們的觀感時，他們的回答出乎我們的意料。他們反問：這堂課教師問問題，學生問答問題，既然老師的問題學生都能回答，這堂課還上它干什么？

●國內的高才生到美國去念大學或研究生，學習總是格外地用功，上課認真記筆記，下課認真對筆記，考試前認真背筆記。考試的時候，老師講6點，我們的學生絕不會寫5點半，保證將老師講的內容全部還給老師。在中國這樣的卷子表明老師講的內容學生全都掌握了，自然是滿分。可在美國最多只能得B等或C等，而一些學生只答了1點，但有創見是他自己思考出來的，是從其他資料獲取的，這樣的卷子卻能得A等，我們有些學生表示不理解，去詢問老師：“我們6點都講出來了，為什么只能得C等，而他們只答了1點、2點，為什么能夠得A等？”老師的回答也是值得回味的：“你答了6點不錯，可這6點我都講了啊，你還答它干什么？”

●我們經常宣揚像陳景潤那樣的科學家，說他攻克了“哥特巴赫猜想”，解決了世界難題。但是捫心自問，世界上有多少“猜想”或“問題”是由我們提出來的呢？能夠提出世界難題的人，恐怕才具有摘取諾貝爾獎的實力。①

看了上述例子，不難看出：讓學生學會自己發現問題，提出問題顯得何等重要。可是，平常在我們的課堂中，用得最多的是老師問，學生答，課堂氣氛很活躍，其實學生還是在按照老師的思路去學習，學生的主體地位沒有得到真正的體現。長期以來，我們的學生習慣于老師怎么教，我怎么記，根本不主動去思考，去發現問題，對學習總是處于一種非常被動的地位。由于在幼兒園、小學、初中，接受的大多是灌輸式教育，學生的學習思維在很大程度上已經被禁錮，他們習慣于回答“是什么”，而不能回答“為什么”，在問題面前，更不會主動去說“如果……那么……”。學生從習以為常的現象或者理所當然的想法中難得找出矛盾，展開問題，長此下去，顯然很難培養出高素質的、有創新精神的人才。所以我覺得，我們每個老師肩負著教會學生提出問題的重任，特別是要把這種思想貫穿到平時的課堂教學實際中去。

發現問題和提出問題，需要擺脫習慣認識的束縛，它比解決具體的問題更加富有創造性。因此，要培養學生的創造能力，就要培養學生發現問題和提出問題的能力。我們必須創設一個良好的，開放式的，平等的環境，必須構建一種以尊重學生的人格個性為特征，培養學生的主體性和創造性為目標的師生和諧、積極研討、平等民主的課堂教學環境，保護和培養學生的好奇心，自信心，鼓勵學生質疑問難。陶行知先生曾說過：“發明千千萬，起點在一問”。這句話足以說明善問在創造性思維活動中的重要意義。

學生一個自由思考的環境，開放思維過程，要知道，在壓抑的、禁錮的課堂中，很難產生創造性思維的火花。對于學生提出的不合情理的問題和做出的怪異的回答，采取寬容的態度，一般不要生硬地否定，精心保護學生自尊心和自我發現意識。課堂上我們應鼓勵學生提問，容許學生插嘴，同時對學生的發問，要給予理解，或給予解答，或啟發引導，或課下探討。老師要大力倡導思想自由，要相信每個學生都能學好，都有創造性，學生群體的創造性可能超過老師。

四、改革實驗教學，培養創新能力

實驗教學是物理教學實施創新教育的重要基礎和手段，實驗不僅對激發學生學習興趣，提高實踐能力具有不可替代的作用，而且也是為學生創設創新氛圍，培養創新意識、創新思維、創新能力，提高科學素質的有效途徑。

在物理實驗教學中，不僅要讓學生學會實驗的具體做法，掌握一些基本的實驗技能，還要引導學生學會研究物理問題的實驗方法，為培養他們的物理創新能力打下良好的基礎。如常用的間接測量的實驗方法、“控制條件”的實驗方法、“以大量小”的實驗方法、測量微小量的“疊加法”、“替代法”和“比較法”等。教師通過選擇典型的實驗（可充分利用教材中的小實驗、學生實驗等內容），通過多種實驗方案的設計、討論和辨析來培養學生的物理創新能力。

1．吃透原理，創新實驗方法

實驗是理論和實際相結合的一種實踐過程，學生在實驗過程中往往埋頭于實驗操作而忽視了原理對實驗的指導作用，或對實驗原理不甚了解。有的學生對原理并不清楚，在這樣的情況下做實驗，勢必使實驗成為“按方配藥”式的機械性操作，這只能提高學生對實驗操作的熟練程度，但不能培養和鍛煉創造精神和創新能力，只有吃透實驗原理，才能在原理和方法上有所創新，以培養學生的創新能力。為了同一個實驗目的，可以選擇不同的實驗原理，從而創造出不同的實驗情景和操作方法。這是學生實驗教學中一種可供挖掘的創新因素，也是培養學生理論聯系實際的能力和實驗創新能力的一個極好素材。

例如，在“用電流表和電壓表測定電阻和電功率”的實驗教學結束后，可向學生提出：本實驗運用了P=UI的公式，通過測電流和電壓的方法測小燈泡的電功率，那么能否運用我們學過的其它知識來測定P的值呢？事實上，根據電路歐姆定律 ，利用電流表和銘牌可以測定的P值，或利用電壓表和銘牌也可以測定P的值。

2．想方設法，創新演示實驗

在演示實驗中，教師可以不拘泥于教材或教參的安排，進行一些創新設計，如可以將一些演示實驗改為學生探索性實驗。讓學生選擇器材、設計實驗方法，在實驗中發現問題和尋找解決問題的方法等等。通過創設條件，讓學生充分地動腦、動手、動口，發揮學生學習的主動性，從而激發學生的創造性思維，對學生創新能力的培養起著潛移默化的作用。在實驗教學中，教師不失時機地對學生中的標新立異的方法給予肯定、支持和幫助，鼓勵學生大膽地猜想和獨立地思考，并通過實驗否定錯誤的假設或修正不完善的猜想，從而使學生解決問題的勇氣、信心、毅力、科學的批判精神和創造力得到有效的培養。

教材中有些演示實驗，照搬教材效果并不好，如對它作點簡單的改進，其效果就大不一樣，如做牛頓運動第一定律，書本上使用的是小車從斜面上滑下，但是從上滑下時經常小車在鋪有毛巾的桌面上絆住，效果不好。其實只要用一顆較大的鋼珠做前后的對比試驗就能馬上得到結論了，而且效果好。

3．結合教材，培養學生設計實驗能力

現行教材中的學生實驗大多數都屬于訓練類、測量類和驗證類，它對于訓練學生掌握基本儀器的操作，學會對物質的某些特性和某些物理量的測定方法，以及驗證所學物理規律的正確性起著很好的作用，但有關探索性、設計性方面則涉及太少，這又不利于學生通過實驗觀測來模仿前輩科學家的發現過程，也不利于培養學生獨立設計實驗的能力，因此很需要加強實驗設計訓練，使學生從照著教材做實驗逐步過渡到能作部分實驗設計，學會自行選用儀器，確定實驗步驟或設計簡單的裝置、電路等。

例如，在學生電學分組實驗中，在掌握實驗原理的基礎上，允許學生用不同的器材、不同的實驗步驟進行操作實驗，可以極大地提高學生學習物理的興趣，發展學生的個性，活躍學生的創新思維。在實驗中學生需要在各種因素中取舍，對所得的信息進行篩選，這就要求學生在追求既定目標的過程中應變、思考和探索，使學生的分析、抽象、綜合、表達的能力都得到訓練和發揮。

五、注重科學探究，培養創新能力

《物理課程標準》將“科學探究”列入課程目標，并明確指出：“科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。”科學探究作為一項新的教育內容和教學方式，它的總目標很明確，就是培養學生的科學探究能力，培養學生實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神，以及通過科學探究來培養學生的參與意識、關心社會與關心生活的意識等。

探究性學習是對原來物理教學方式的一個補充，它是物理課程中的一種新的形式，它強調科學概念、科學方法、科學態度三者的綜合，強調學生在探究活動中的經歷、體驗和感悟。因此，可以克服片面執行“講授法”的做法，有助于物理學科課程揚長避短，有助于加深學生對科學、技術和社會關系的認識，有助于發展學生對科學技術的興趣和愛好，有助于擴大學生的知識面，有助于促進學生的自主性發展，從而達到素質教育的目標，為學生的終身學習打好基礎。物理課程中的科學探究活動可分為兩類：一類是課堂內的探究活動；另一類是課堂外的探究活動。

1．課堂內的探究活動

課堂內的探究活動主要由教師根據學生的認知水平和已有的知識基礎，與學生一起精心設計探究方案，指導學生在課堂內按設計的計劃進行。課堂探究內容的選擇一般應注意以下幾個方面：①內容應是物理課程的核心知識，對培養學生科學素養和發展學生的科學思維具有重要的價值；②內容的難度要適合學生的年齡特點和認知水平；③內容要能激發學生的好奇心和求知欲，要有驅動力。

例如：在“探究影響導體電阻的因素”的活動中，學生經過教師的引導猜想出導體的電阻大小可能與導體的橫截面積、長度、材料有關，如果在研究過程中，橫截面積和長度同時改變，得到電阻的大小也改變，這個改變是由于長度還是橫截面積造成的，是不能確定的，如何才能使實驗的結果說明橫截面積是否影響導體的電阻呢？這就需要實施控制變量的實驗，即橫截面積以外的所有量都保持不變，只改變橫截面積，得到的結論才能說明與橫截面積的關系。經歷這樣的探究過程，學生從中認識到在實驗探究中要有目的地控制和改變自變量。

又如，光把世界打扮得如此美麗動人，使我們每天都能看到五彩繽紛的世界，但光是如何傳播的，我們卻說不大清楚，為了“探究光的傳播路徑”，需要借助煙霧或乳狀的溶液來顯示光的傳播路徑，在這個探究過程中，學生可以體會到如何“化隱形為顯形”的實驗方法。再如，我們生活的地球周圍空間存在著磁場，可我們看不見、摸不著，為了說明這種特殊物質的存在，需要借助小磁針的轉動來認識磁場的存在，這種方法是通過磁場對放入其中的磁體有力的作用的性質來認識磁場的。通過經歷這樣的實驗，學生學會了一種認識物質的方法，即在研究看不見、摸不著的物質時，可以借助其他的物質或借助物質的某種特性（如物體之間相互作用的結果）來研究。

2．課堂外的探究活動

課外探究活動一般是在教師的指導下，主要由學生自主設計探究計劃，學生主動開展。

課外探究內容的選擇，應該注重：①物理知識的應用。如在學習了溫度計之后，可以制作簡易溫度計，通過制作過程，了解刻度劃分的方法。再如學習了簡單機械后，可以嘗試制作搬運重物上樓用的“爬樓車”，通過這些活動使學生學習如何運用知識解決實際問題。②課內學習內容的延伸。如在學習了光的折射現象后，對于不同介質對光的折射情況是否相同、清晨看到日出時太陽在地平線以下還是在地平線以上等問題，學生常表現出較強的探究欲望。為此我們可以組織學生利用課余時間對該物理知識進行較深入的專題探究，可以從模擬實驗的角度進行，也可以從理論論證的角度進行，由學生自己確定。再如，晶體熔化的實驗誤差較大，可讓學生通過探究產生較大誤差的主要原因，從而提出改進實驗方案或改進實驗裝置的建議。③與物理知識有關的與其他學科綜合的應用。如環保方面的問題、能源方面的問題、保溫性能的問題等。另外還須注意的是選擇研究的題目不宜過大，針對性要強，使學生易于操作。

在選擇課外探究內容時應該倡導學生從生活和學習中自己發現問題，可以采取類似“征求意見箱”的形式設立一個“探究問題箱”，鼓勵學生把生活中或學習中的點滴問題寫出來，投到“探究問題箱”中，定時匯總，向學生公布，并結合學生實際能力水平、條件支持等實際情況集體討論確定哪些內容探究價值較高，再由學生根據自己的興趣選定探究課題，自行組建小組，進行探究。教師可定期檢查學生方案的實施進展情況，定期組織學生進行交流。

六、創設創新教育的大環境

如果從教育教學的全局來考慮，創新能力的漸進培養階段是這樣的：

課堂創新教學環境的構建→學校創新教學環境的構建→開放的創新教學大環境的創設。

因此，我們還必須注意創設創新教育的大環境，使之與創新能力培養相適應。物理教學應該是一個開放的教學體系，教師要注意物理學發展的最新動態并把它及時地反映在平時的教學之中，如華裔物理學家屢獲諾貝爾獎、中國載人航天技術的重大突破等，這類內容極易激起學生的愛國熱情，并能轉化成為他們創新活動的動力。物理教學要從課內擴展到課外，從校內擴展到校外，要加強與其他學科的交叉滲透，將一些關系密切的學科內容加以融會貫通，加強學科創新能力之間的有效遷移，以提高學生綜合應用知識、創新性地解決實際問題的能力。也就是說，各學科教學之間應加強聯系與合作，使學生的創新能力達到整體漸進提高的目的。為了充分發揮學生的創新潛力，學校要采取措施構建創新教育環境，如為學生提供自主性、首創性和個性化表現的機會；合理安排課程，為學生創新才能的發揮留有余地；對學生的創新成就進行獎勵等；要在校園中形成濃郁的崇尚創新、尊重創新人才的氣氛等。

創新能力的培養也需要學校、家庭和社會之間的相互協調，教育者要努力創設學校、家庭、社區三位一體的創新教育大環境，使學生能夠處處感受到創新的氣息，以創新的心態去學習和生活。

21世紀創新人材的培養是世界教育發展的主流，創新教育既關系到學生個人的可持續發展，更是國家和民族發展和進步的需要。培養未來人的創新能力的歷史重任責無旁貸地落在我們每個教師的肩上。雖然創新能力的培養是一項復雜的工程，絕非一朝一夕之功，要想使學生在校期間就能培養出驚天動地的創造發明也是不現實的。但卻可堅信，只要我們以高度責任感，持之以恒地重視探索培養，她必定見效于學生未來的創造性工作、學習和生活之中。

注釋：

①摘自：葉平．“探究性學習的理論與實踐”《創新教育》（山東）2002年第1期

1．中華人民共和國教育部制．《全日制義務教育物理課程標準》（實驗稿），北京師范大學出版社 2001．7

2． 懷化市教育科學研究所編印．《創新教育理論與實踐》2001．6

3．朱永新、楊樹兵．“創新教育論綱” 《教育研究》1999年第8期

4．《新課程教學法》（中學卷．初中物理） 中央民族大學出版社 2002．4

5．李正坤．《中小學教改實驗指導》 湖南科學技術出版社 2001．10

6．周德才．《論更新教育觀念，推進素質教育》 中國現代教育網http：//www．339edu．com/lwfb/lwdetail．asp？id=202