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物理学科教学与发散思维的培养

2015-12-10

物理学是一门培养和提高学生科学思维和科学研究能力的重要基础课,蕴含着极为丰富的素质教育内容,为培养创造型人才提供了极大的空间。

发散思维是创新思维的基础,是一切创新活动的根基,是创新能力的核心。它根据研究对象提供的各种信息,打破常规、充分联想、标新立异,以广阔的思路,积极从已知的知识领域探索未知领域,寻求解决问题的新方法或新途径,是创造性思维的前提和基础。有较强的发散思维是创新型人才的普遍特征,培养学生的创新能力是基础教育的重要目标。培养学生的发散思维有着深远的意义,在物理学科教学中可从以下几方面进行探索。

一、加强学生对培养自身思维品质重要性的认识

发散思维是创新思维的基础,一切有作为的创新者往往都有较强的发散思维能力。许多发明创造和重大规律的发现都离不开发散思维。如:阿基米德进入大木桶中洗澡,看到水的溢出而发现了著名的“浮力定律”;牛顿坐在苹果树下,苹果打中他的头而发现了“万有引力定律”;家用饮水器的“聪明座”,是利用容器内外存在压强差,能支持一定高度的水的原理而制成的;锯子是看到某些草的叶边有齿,而且能割破手指而发明的;一些锅炉的自动进水装置就是利用连通器原理;今年全国青少年创造发明比赛获得一等奖的作品“伸缩粉笔”,是一位学生根据化妆品“口红”的螺旋伸缩的原理,将其迁移使用到粉笔上而发明的。这些发明和发现都需要有较强的发散思维能力。让学生认识到创造发明并非高不可攀,而就在我们的身边,只要我们开动脑筋,广开思路,充分联想,是不难做到的。

二、在课堂教学中有意识培养学生的发散思维

课堂教学是培养学生发散思维的主阵地,将培养学生的创造性思维贯穿在课堂教学设计中是十分重要的。如何在教学设计中体现发散思维的培养?笔者认为可从以下的几个方面。

(一)创建民主、宽松和谐的教学环境。

民主、宽松、自由、和谐的教学环境可以极大地解放学生的想象能力,消除学生的不安心理,打破思维定势的约束。很难想象“一言堂”式的教学对学生的发散性思维的培养会有什么好处。要学生广泛开展联想,首先要先消除紧张的学习气氛,发挥学生学习的主观能动性。

在教学中教师要善于使用“导”的方法,有意识、有目的引导学生思考,让学生的思维尽可能地保持活跃状态。在学习过程中,教师不急于给学生答案,而应该努力做到让学生自己获得解答。遇到困难时教师可以提出一些铺垫性的问题帮助学生思考,这样不但可以改变学生过于依赖老师的习惯,又可培养学生独立思考的能力,从而促进他们的思维品质的提高。其次是要鼓励争辩,鼓励学生大胆发表不同的见解,努力寻求不同解法或最佳解法,课堂上一时的“乱轰轰”要比整个课堂的“寂静”效果要好。在课堂上教师切莫“居高临下”,应把学生看作是与自己平等的地位上,教师应为学生的学习服务。

(二)引入科学思维方法培养学生的发散思维能力。

物理学科教学中,教师的讲解和分析还是十分重要的。有些基本概念和基本规律,如果没有教师的精确透彻的讲解和分析,学生很难在短期内全面而准确地掌握本质。概念掌握得不好,学生再聪明也是“无米之炊”,难以谈及能力问题。教师在教学基本概念和规律时,就有许多可以培养学生的发散思维的内容,如:“站在地面上看到物体从高处加速下落是由于受到重力的作用,这一现象符合牛顿运动定律,而坐在加速前进的列车上,看到光滑桌面上的苹果加速向你滚动,却不符合牛顿运动规律”。对这一现象的讨论不但可以让学生懂得牛顿运动定律的适用范围,还可使学生的思维获得极大的锻炼,这也为以后学习“动能定理”和“动量守恒定律”为什么要选择“惯性参照系”打下基础。教师常发现,教学“圆周运动”这一部分的内容时,要求学生写出圆周运动的动力学方程是普遍感到困难的,所以明确认识“向心力”到底是怎样的一种力?学生对这一基本概念的清晰认识,是学好曲线运动的保证。电路知识中,若不能对全电路欧姆定律中的“电动势”、“内电阻”、“端电压”等之间的关系有深刻的认识,就难以灵活使用它来分析和解决问题。因此,教师在课堂教学上应注意引入科学的思维方法,学生只有在掌握各种科学方法的基础上,才能多角度地思考问题,才能灵活选择各种方法解决问题,也才能使思维打破常规,超出自己现有的知识圈之外,提高自己的发散思维能力。

(三)让学生在作业练习中培养发散思维。

利用学生的练习和作业是培养发散思维的好机会,这关键在教师对问题的选择和对问题的提问的技巧上。开放性题目常常因有多种不同的答案,不同的解题方法和解题技巧,对学生的发散思维的培养十分有利。一题多解和选择最佳答案也是培养发散思维的重要途径。因此,教师在布置学生的作业时,应尽可能地发掘问题中一切可用以培养发散思维的因素。如对“重力”本质的认识问题,可以作如下的假设,“若地球停止转动,万有引力和重力的关系如何?”,“若地球自转加快,地球表面上的物体在不同位置的重力会怎样变化?”,“如果将地球钻一个深井,物体沿井下降,它的重力又会怎样变化?”,对上述问题的思考和回答,可以使学生对“重力”与“万有引力”的关系有一个较深的认识。教师在改作时应该重视学生的解题过程,重视学生的思维方法,而不是仅仅在答案的准确度上。由于学生的年龄特点,中学生一般只关心题解的最后答案是否正确,而不太关心解题的过程和自己的思维方式。教师改作时应注意分析学生的错解原因,指正错误思维,表扬有创意的解法。让学生懂得掌握正确的解题方法比答案本身更重要且更有意义。

(四)在实验教学中培养学生发散思维能力。

物理实验不但需要动手而更需要动脑,实验教学不但可以培养学生的实验技能,培养学生的实际动手能力,更能培养学生的发散思维能力。学生通过实验教学能领悟物理实验方法、实验的设计思想和物理思维方式。在实验教学中教师要尊重学生的自主创设,鼓励学生大胆想象,不要被现成的实验方法和步骤所局限,只要条件许可,可让学生按其自设方案开展实验。没有其它方法可以让学生能按照他们的自主设计更能激发其思维,更能调动他们的积极性。由于有浓厚兴趣的驱动,实验中他们会积极思考,充分联想,克服各种困难从而达到目的。学生在自主实验的过程中,可以极大地发挥自身的潜能,运用所学知识,解决所遇问题。如:“如何测定重力加速度”的实验,可以让学生大胆想象,自主设计,学生能够想出的实验方法的确不少,“自由落体法”、“使用单摆”、“使用圆锥摆”、“机械能守恒方法”、“使用连结体”等等。实验方案定出后,为能精确地测定数据,学生们都会紧接着设计一套实验步骤,包括实验使用的仪器,数据处理方法和如何减少误差等。若能让学生按照他们自己的方案进行实验,他们定会兴趣高昂,思维活跃。

三、开展物理课外活动,激发学生思维潜能

物理课外活动可大大提高学生学习物理的兴趣,学生在活动的过程中能充分发挥自身的想象能力,也给学生一个表现其聪明才智和创造才华的机会。通过活动,还可以培养学生的独立思考能力和团结合作精神。大型的课外活动可以吸引较多的学生参与,有较大的影响力,可以大范围地提高学生学习物理的兴趣。如“航模比赛”、“水火箭的发射比赛”、“科技知识讲座”、“小制作、小发明”等,都能很好地激发学生的创造潜能,促进发散思维的培养。因此,正常开展课外科技活动是提高学生创造性思维的良好渠道,课外活动是物理学科教学的有机组成部分,应该得到重视。

四、开展“研究性课题学习”激发学生发散思维能力

“研究性课题学习”是在教师的指导下,学生自主地对某些问题,某些规律,某些方法进行较为深入的研究。通过实验、观察、取证或查阅参考书籍、收集相关的材料进行推导、解释、论证获取比普通的学习得到更多、更广、更深的认识。学生在取证,实验,调查等的活动中,其思维处于广泛的联想状态,并要求具备严密的思考能力,开展这项活动能有效地激发学生的发散思维。“自行车上的力学问题”、“生活中的超重与失重”、“牛顿第二定律”、“机械能守恒问题”、“安培力问题”、“电磁感应现象”等,都可以成为“研究性课题学习”的内容。学生的研究性学习可在正常教学以外的时间进行,利用自习课或假日时间等。教师可要求学生将研究成果写成研究报告或小论文。这不但可以培养学生的发散思维能力,还能提高学生对问题的敏感度和探索的精神,十分有利于学生创造能力的培养。

发散思维是创新性思维的基础,是创造思维的基本特征。祖国的发展需要大量的创新人才。促进学生思维的高效发展,培养创新人才是基础教育的历史使命。只有树立现代教育观念,采用先进的教学方法,以提高学生的发散思维为手段,充分开发学生的创造潜能,培养学生的创新精神,才能达到全面提高学生的能力素质,才能真正造就“有理想、有道德、有文化、有纪律”德智体美等全面发展的建设者和接班人。

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