从科学大师的成功谈物理教学改革，本文主要内容关键词为：教学改革论文,物理论文,大师论文,科学论文，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。
一、人才的思考——朗道人才分类图
前苏联著名理论物理学家朗道，因对物质凝聚态理论的研究，特别是液态氦的研究有卓越的贡献而荣获1962年诺贝尔物理奖。朗道曾对本世纪以来的物理学家，包括诺贝尔奖获得者作过一次分类。为了说明这种分类，他画了这张有趣的示意图如附图。
按朗道的解释，第一种正三角图形象征爱因斯坦、海森堡等诺贝尔奖获得者：头脑尖锐而知识基础宽厚，特别创造性思维品质优良，所以他们能作出重大的发明创造。第二种棱形图形，表示有尖锐的头脑，但没有宽厚的知识基础，有发明创造但不深刻。第三种哑铃图形，表示知识基础宽厚，但头脑不尖锐，他认为大部分科学家都属于第三类，他们不尖锐的思维被宽厚的知识基础所弥补。第四种倒三角图形，头脑迟钝而知识基础单薄，这类人一事无成。
朗道的人才分类图，给我们教师以深刻的启示：虽然我们不能使自己的学生都成为诺贝尔奖获得者，但为了将学生最终培养成一个有才华有作为对社会对人类有所贡献的人，在基础教育阶段就要注重使学生打下宽厚的知识基础和发展思维能力，尤其是培养创造性思维品质。
人，尤其是人的早期，“具有几乎接近无限的巨大潜力”。这是一些心理科学家作了大量艰苦的实验后得出的结论。从这个意义上讲，在中小学阶段，只要教师善于发现、培养、挖掘这些潜力，就有可能使学生成为未来的科学家。
二、教师要变“教”为“导”
当前，我国的基础教育正在由“应试教育”向素质教育转变，而素质教育的核心就是促进学生主动发展，培养学生的创造力。在物理教学中我们必需加强学生创造力的培养，使素质教育日益丰满起来。
教师的职责主要不在于“教”，而在于指导学生“学”；不能满足于学生“学会”，更要引导学生“会学”。对学生不只是传授物理知识，更重要的是激励思维，变“教”为“导”。要启发学生善于学习，勤于思考，勇于创造。由于学生尚处于从不成熟向成熟发展的阶段，所以教师在尊重学生人格的前提下，还有促进学生发展的责任，特别是促进学生积极进取、自由探索、有所创造精神的发展。教师的首要任务在于营造一种生动活泼的教学气氛，使学生形成探求创新的心理愿望和性格特征，形成一种以创新的精神吸取知识、运用知识的性格，在于帮助学生能够创造性地应对环境的变化。
教师的教育教学活动应富有探索性，为学生创设探索情境，提出探索的问题。如采用问题情境法，通过创设与教材内容有关的情境，利用各种条件，把学生带入情境，让他们在情境中产生各种疑问和设想，引导他们在亲身体验中探求新知，开发智力潜能；或采用探究发现法，创设出一个精彩的“发现情境”，营造出一个可供学生积极探索的创造氛围。教师精心铺设台阶，调控引导，把学生指向到设疑——实验探究——分析发现——解决问题的主动学习过程中去。让他们动脑、动手、动口、动笔，以发现者的姿态进行角色活动，充分领略到学习主人的充实感，体验到喜获知识、迈向成功的欢乐。进而激发学生学习物理的兴趣，增强学习物理的信心，培养学生独立思考、自行发现问题，并寻求答案的精神。
三、创建灵动的物理课堂
综观我们的物理教学，在愈演愈烈的“应试教育”影响下，也是一切围绕“应试”的需要考什么教什么的封闭式教学，不仅束缚了学生的手脚，而且扼杀了学生的个性和创造性。由此教出来的学生一旦走出校门，就会感到书本上所学的物理知识是多么的苍白乏力，很难适应急速变革的现代社会。
人是有活力和创造力的，更有多方面的潜能。特别是青少年学生，各方面正处于成长阶段。应该还他们在社会生活中的本来面目，还学生以天性，还学生以乐趣。只有这样，实施素质教育才能培养出基本素质合格，个性特长鲜明的人才群体，以适应五彩缤纷的社会需求。
素质教育需要灵动的物理课堂。所谓灵动的物理课堂，就是在物理课堂教学中最大限度地发挥学生学习的主动性和创造性，切实做到学生是学习的精灵、学习的主人，在课堂上让学生真正活起来、动起来。灵动的物理课堂其核心在于培养学生的创造性学习能力。
学生创造性学习能力是指一般学习能力的上升和发展的高级智能。创造性的学习活动是创造性学习能力的具体体现。
根据心理学理论和教育工作者的实验研究，具有创造性学习能力的学生特征一般包括如下三个方面：
（a）创造性学习的兴趣、动力
1、持有浓烈的好奇心；2、好强好胜，不甘落后；3、 有强烈的求知欲望；4、兴趣广泛，对各种学问和学习活动都感兴趣；5、敢于提问，即使遭到讥笑也不在乎；6、勇于质疑；7、有自信心；8、 学习讲求效率，能保持稳定的学习情绪；9、学习时朝气蓬勃，不怕困难， 不怕吃苦，不怕受累；10、虚心，自己错了就承认，没有任何顾忌。
（b）创造性思维
1、观察事物细致；2、富于想象力；3、对事物反应快， 容易受到启发；4、勤于动脑，对学习过程中的各种问题不满足于知其一， 喜欢从与问题相关的各个方面去积极思考，寻根究底；5、善于假设， 能运用假设的办法，引发思维，寻求问题的解决；6、不拘泥，不守旧， 乐于创新；7、有主见，不轻信他人的意见，习惯于自己动脑、动手；8、喜欢用新颖的或者异常的方法解答问题；9、理解问题深透， 自学能力强；能自觉探讨问题，注意知识之间的内在联系；熟练地利用旧知识学习新知识；10、思维敏捷、开阔。
（c）创造性学习实践
1、学习扎实，肯下功夫，会利用时间；2、在学习过程中讲究效率，追求速度，成绩突出，知识面广；3、敢于大胆实践，急于求新；4、对解答各种学习问题不仅满足于“会”，而且追求“熟”“巧”，能够融会贯通，灵活运用；5、在学习中，喜欢一气呵成， 有不完不罢休的劲头；6、有抑制自己的能力，该学习就学习，该玩就玩。 学习时不再去想玩，不对学习草草了事；7、自理能力强，学习、生活中的许多事情，自己能办的事情自己办。
学生创造性学习活动的过程，就是学生创造性学习能力的形成和发展的过程。根据学生心理变化和思维发展的规律，学生创造性学习能力的形成和发展过程，也是一个量变——质变——新的量变的过程。
为此我们的物理课堂教学一定要改“一言堂”为“群言堂”，让学生充分参与，充分表现；要打破正襟危坐的“听—记—练”模式，提倡活跃和活动，让学生开口说、动手做、表演、摹拟、探索、实践；要摒弃死记硬背，提倡质疑发问；鼓励奇思异想，引导学生创造性地“学”物理。
（一）发展学生观察力，强化好奇心
观察是学生全面、深入、正确地认识物理现象的一种过程，也是学生认识世界，增长知识的主要途径。常言说，善观察者，可以见常人所未见；不善观察者，入宝山空手而回。如牛顿、爱迪生、爱因斯坦等不仅具有惊人的观察力，而且具有强烈的好奇心。教师要善于引导和启发学生在熟视无睹、习以为常的现象中发现新东西。敏锐地、精细地观察是发明创造的基点。培养学生的观察力，首先要有明确的观察目的和科学态度。其次要培养观察兴趣和好奇心。在以上基础上再教给学生观察的方法，引导学生根据不同的观察目的和任务，选择不同的方式、方法或顺序去观察。与此同时，还应教会学生掌握作观察记录和分析整理观察材料的方法，方能使观察真正落到实处。
（二）鼓励学生标新立异
标新立异，就是强调别致新颖，推陈出新。在神圣的科学殿堂中，大凡能占有一席之地的，都是一些标新立异、独辟蹊径者。居里夫人在实现人工核反应的第一次突破后，接着费米标新立异用中子而不是用α粒子去轰击原子核，结果一举成功。由此可见，要想标新立异，必须破除“常规思维”心理障碍，避免受先前“定势”的影响。为了培养学生的创造意识，教师一定要高度重视学生自信心的培养，要多看学生的成绩和优点，多看学生思维中的合理因素，并及时予以鼓励。对爱提“怪”问题的学生，不要动辄训斥，轻易否定，而要沙里淘金，发现他们思想的闪光点。而且教师自己在教学中要做标新立异的表率。
如在物理习题教学中采用一题多解、一题多联、一题多变、一题多问的“四多”训练，用于锻炼学生的发散思维能力，联想思维能力兼及思维的流畅性；采用多题归一，锻炼求同思维能力；用整体法解题，锻炼统摄思维能力；用反证法解题，锻炼逆向思维能力；用假设法解题，锻炼想象能力和立体思维能力；用等效法解题，锻炼相似思维能力；用难题巧解锻炼学生的聚合思维能力，也培养学生思维的变通性；用多解择优锻炼学生的批判思维能力等。
对学生新颖别致的解法加分，以鼓励学生发展自己思维的独特性。
欢迎学生对老师的解法提出质疑，表扬学生的解题方法超过老师，让学生感受到创造的成功，从而增强他们自强不息、勇于创造的进取精神。
鼓励学生不仅会想而且会动手实验，对青少年学生来说，手是大脑的窗口。对少数学生在物理实验中的奇思怪想要热情回答，尽可能提供实验仪器进行验证。
对部分学生在实验中的标新立异做法不要轻易斥之为“乱动”予以“扼杀”。应该认真指导学生进行科学分析，扬其精华，弃其糟粕。决不能夭折学生宝贵的创新、探索精神。
（三）培养学生勇于质疑
学起于思，思源与疑，疑则诱发探索，从而发现真理。科学发明与创造正是从质疑开始，从解疑入手的。而从有疑到创新也正是事物发展的客观规律。大胆质疑，勇于解疑，有所创新是科学家、艺术家、政治家的一种宝贵品质。从某种意义上讲，人类的认识史就是一部对谬误怀疑的历史。爱因斯坦曾讲过一段精辟的话：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅仅是一个科学上的实验技能而已，而提出一个新的问题、新的可能性以及从新的角度看旧的问题，都需要创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”英国哲学家培根也说过一段富有哲理的话：“如果你从肯定开始，必将以问题告终；如果从问题开始，则将以肯定结束。”
质疑就是要善于寻找事物产生的原因，探求事物发展的规律。这种品质在青少年时期就应当培养。教师应把质疑、解疑作为教学过程的重要组成部分。一是要求学生自己预习教学内容，进行独立思考，发现疑难，提出问题；二是要设计出具有针对性和启发性的疑难问题，尤其对物理教学中疑点和难点以及比较含蓄或潜在的内容，启发学生思索探讨，逐步解疑，在探索中有所发现和创新。三是鼓励学生间积极争辩，各抒己见，陈述矛盾，揭露弊病。四是鼓励学生解放思想，发扬“初生之犊不畏虎”的创新精神，大胆向老师置疑性提问。五是鼓励学生破除迷信，活读书，敢于对课本，对参考书提出疑问，“吹毛求疵”列举课本实验原理、过程、仪器的缺点，进行批判。六是组织学生间相互批改作业、评阅试卷，发现问题，改正错误。七是启发学生积极探索不成功物理演示实验失败的原因，“创造”纠正方法；努力分析实验误差原因，设法寻找减小实验误差的途径等。
（四）启发学生富于想象
创造离不开想象，创造必须以想象为基础。想象并不是胡思乱想，而是有其内在的逻辑必然性，大多能预示着可能的后果，并会以这样或那样的方式被证实。被誉为科幻之父的凡尔纳，写过潜水艇、直升飞机、电视机、导弹、坦克，而这些都是当时未发明的东西。想象可以帮助学生冲破现有知识经验的局限，帮助学生深刻地理解物理教材，因此教师应对学生进行敢于想象、敢于创新、敢于打破成规的训练，要珍惜他们的好奇心，要努力把学生的想象振奋起来，通过一系列具有逻辑因果关系的想象活动，大大改善学生的思维空间，实现认识能力的飞跃和突破，促进学生想象能力的增长。如在物理教学中，培养学生想象力的方法以假设、猜想、设计实验为最优选择。
可以假设没有摩擦、人变成强磁体、地球突然作自由落体运动，重力消失……让学生充分想象会出现一些什么样的情景？让学生想得开心，开心地想。也可以模拟理想实验，假设理想模型、理想情境、理想作用、理想体系。还可以在解题训练中进行模型假设、过程假设、状态假设、条件假设、结论假设，化复杂为简洁，变抽象为具体，转深奥为浅显。让学生猜想在物理实验中增加一些条件会出现什么现象，减少一些条件又会有什么结果。鼓励学生展开想象的翅膀多做探索性物理实验、多做设计小实验、多做小制作等等。
（五）教育学生善于反向思考——“逆向思维”
许多科学家的发明创造所以能超过别人，就在于不仅有雄厚的知识基础，而且具有敏捷尖锐的思考力，这是指对新事物的敏感和对严密的知识规律的再认识能力。许多英才在童年时都欢喜“钻空子”，提反面问题。科学的成果往往已严密到紧封着“大门”，要想再突破这扇大门是不可能的，只有第一个想到从“后门”冲击的人才是胜利者。许多伟大的科学家都是这种“反问思考”的奇才。如物理学家法拉弟从电产生磁的现象中得到启发，他从反方向思考并提出创见：磁能不能产生电呢？经过十年的艰苦努力，反复实验，终于发现了电磁感应原理；再如物质波的提出，1923年，德布罗意受到爱因斯坦光量子说的启发，提出了他的大胆设想：既然光量子论把过去认为本质上是波的光加以粒子化，那么把问题倒过来考虑，过去认为本质上是粒子的东西，是否也具有波动性呢？1924年他进一步提出一个假设：波粒二象性不只是光子才有，一切微观粒子，包括电子、中子、质子都有波粒二象性。后来人们用实验观察到了电子的衍射，从而证明了德布罗意假设的正确性，成了一条新的普遍法则。逆向思维充分展现了人的思维的灵活性、发散性和创造性。
如在中学物理教学中我们可通过“运用演示实验，创设问题情境”，激发学生执果索因；要求学生对分组实验中的“偶然现象”不轻易放过，循根究底；应用“试错教学法”，引导学生分析正误探索原由；习题课教学启发学生多向思考，巧用“光路可逆、电路可逆、过程可逆、方向可逆……”简洁解题等，有效培养学生创造性思维。
（六）引导学生乐于合作集智取长
如果说20世纪以前科学家多是单枪匹马独闯科学殿堂，甚至一个人涉猎几个学科领域，那么本世纪以来，由于学科门类的剧增，学科知识的深化以及科学技术的复杂化，学科间合作研究越来越明显的体现出来了。一个人要有所创造有所发明，除了个人的努力钻研及具有开拓精神外，还要具有真诚、开朗的性格以及乐于与人合作共事的精神。能够处理好与他人的协作关系，搜集群体人的智慧取长补短，是跨世纪优秀人才必须具备的基本素养。因此，在物理课堂教学中，教师应给学生较多的讨论、分析的机会，使学生在知识上相互补充，在学习方法上相互借鉴，培养学生乐于并善于合作集智取长。如共同解决知识疑难、友好协作做物理实验、热烈讨论辩是非；学习借鉴他人优秀的物理解题方法、巧妙的实验技能、虚心请教的艺术、读书求知的良好方法习惯等，这是非常有利于学生创造性学习能力发展的。
灵动的物理课堂还应是开放的课堂，它要打破内容和形式的封闭，在开放中争取更大作为。物理课堂的开放要求物理教师要有开放性的备课、开放性的教学。要把现成的场所和传媒纳入视野，作为教育资源为课堂所用，这样将使物理课堂变得丰富多彩，效益倍增。要把物理课堂延伸到与之联系的现实生活，延伸到相关领域的新知识、新技术，这样不仅能使物理教学走向丰富博大，而且更利于学生学活学好。
灵动的物理课堂归根结底要靠教师来创造。教师的高瞻远瞩、观念更新，教师的锐意改革，教法创新，教师对现代教育理论和技术的学习与掌握，是改革物理课堂教学、提高教学质量和培养学生创新学习能力的根本保证。
大千世界，芸芸众生，许多人默默无闻地度过了一生，不曾留下些许业绩，究其原因，并非由于缺少聪明才智，而是由于缺乏宽厚的知识基础，特别是缺乏创造精神、创造勇气和创造性思维品质。其实，只要我们以饱满的创造热情去积极探索、思考和想象，我们的物理课堂教学就会时时充满活力，我们的创造实践就会硕果累累。素质教育不仅要重视传授知识，更要重视学习方法，尤其要重视学习创造性学习能力的培养，只有这样才是抓住了素质教育的核心，物理教学才有蓬勃的生机，才能真正提高质量，培养出大批高素质富有竞争力的优秀后备人才。