在大学物理实验教学中培养创新思维

[摘要] 创新思维是现代教学的重点,本文探讨了在物理实验教学中培养学生创造性思维,主要从创新思维的问题性,广阔性,深入性,独立性等方面谈了几点自己的看法。

[关键词] 创新思维 物理实验 教学

科技迅猛发展的当代,创新影响着整个社会。“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力”。创新型人才是这个社会的主导者。有些人之所以平庸,是因为他们缺少了三样东西:信心、毅力和创新思维——这就像一个力要发挥作用,必须同时具备三要素:大小、方向、作用点。创新在人的一生中有如此重要的意义,在我们的教学中就应该注意培养创新思维。

实验是理论联系实际的重要途径,可以使学生深化理论知识的理解,培养学生的学习兴趣、科学素养。大学物理实验揭示了物理规律的本质,展现了物理现象的神奇,有利于培养学生敏锐的观察力,严谨的思维能力,加强学生的实际操作能力,发挥学生的想象力。总之,物理实验是培养学生创造能力的重要手段。

如何利用大学实验培养学生的创新思维?本文将从创新思维的思维品质方面谈谈自己的看法。

重视物理理论知识的传授,缔造创新思维的基台

物理是一门理论知识非常丰富的自然科学,物理实验是对理论知识的深化认识,掌握物理基本理论知识与基本方法,是进行物理实验的基础。几乎所有的物理实验都要用到基础理论知识,不掌握基本知识,不要说创新,即使进行基础实验也是举步维艰,寸步难行的。力学中测量重力加速度,要用到单摆的知识;验证动量守恒与牛顿第二定律是直接对理论知识的加深认识;基本实验仪器的操作更是以理论知识做基础的;热学中光杠杆测金属的线膨胀系数,涉及到力学中的杠杆原理,热学的热胀冷缩原理,光学的光路图……丰富的理论知识是创新思维的前提条件。“工欲善其事,必先利其器”,只有学生掌握了丰富的物理理论知识才能组合。多方面、多角度灵活运用知识进行创造性思维。

设疑提问,培养创新思维的“问题性”

创新思维的起点是问题,学生对实验现象产生疑问,进而进行积极主动,多方位的思索,在思索的过程中又会提出各种千奇百怪的问题,而创新思维能力的标志之一就是在问题中把应当解决的方方面面表达出来。教师在教学中既应该注意学生发现的问题,又要主动“设疑”。如在《牛顿环测透镜的曲率半径》的试验中,学生会观察到干涉圆环中心是亮的,但有些同学观察中心是暗的,学生这时候就会出现问题:为什么会出现中心不同的干涉圆环?它们的区别在哪里?学生有了探究的欲望,自然会深化对问题的认识。教师的设疑一定要切合实际,符合学生的实际水平。对实验的讲解不能过于详尽,原理和仪器操作讲九分,而实验步骤的讲解只需要五分就够了。学生在自己摸索实验步骤的过程中,就是探究一个个物理问题,解放思维的过程。

多向辐射,发展广阔的思维

创新性思维是一种流畅而又灵活的“发散机智”,在一个问题面前应该会有多种设想,多种答案。物理实验本身就是调动多种思维,使用各种仪器,进行创造、组合、验证的过程。教师要注意学生发散思维的培养,给予学生自主实验的空间。例如给定学生一个题目,让学生尽情发挥,寻找解决问题的办法。测量电阻的阻值方法就是多样的,内接法、外接法、电桥法、电流补偿法等等。学生自己设计实验,探究原理,对发散思维的培养是十分有益的。再如重力加速度的测量,光波波长的测量,通过“一题多解”,都可以很好的培养发散思维。再有,要培养学生的逆向思维,逆向思维是发散思维的一种,是反向的思维。在科学史上,奥斯特发现了“电生磁”,法拉第倒过来思考,从而发现了“磁生电”。

发散性的思维可以开阔人的思维,可以摆脱思维定势的障碍,在物理实验教学中对学生进行发散思维训练,可以熟练实验仪器的应用,可以掌握实验原理。

由表及里层层递进,培养创新思维的深入性

在物理实验中,很多物理现象都是以“假象”示人的,必须由表象看到实质,由枝节推到主干,抓住主要的东西。思维的深入性、深刻性就是要透过表象,揭示所研究事物最本质,最实质的方面。在研究偏振光的实验中,通过偏振片得到了偏振光,在旋转用作检偏器的偏振片的过程中,会观察到消光。消光是怎么回事?实际上是一种什么情况?通过引导学生联系光的本质特性——光的波动性,光是一种电磁波,从电磁波又深入挖掘,到示波器合成波,想到偏振光的频率,振动方向,一步步还原到本质,由星星之火,造成燎原之势。在实验中,能抓住主要的影响因素,是创新的重要要素之一。

独立实验,培养创新思维的独立性

虽然说集体的智慧是无穷的,但是集体也会使人人云亦云,为他人的观点所左右。美国阿里·赛瑞格教授说:“在创新的世界里,知识的作用是相互矛盾的。没有知识,发明家就不能为解决问题搜集基本的元素;但若盲目接受知识,又将使人陷入知识的海洋而不能自拔。”学生独立的实验意味着在试验中仪器的调试使用要独立完成,遇到的困难要独自克服。在实验过程中,不同的人有不同的操作习惯,思维习惯,不能被他人的思维所左右,应形成自己独特的个性,这也是创新思维的要求。

创新是当代社会一个不变的主题,创新智慧的光芒闪耀在人类文明的每个角落,但是创新思维是一种复杂的思维,我们不可能全面的了解它,创新思维还具有敏捷性、质疑性等品质。它们的培养与塑造都应该贯穿于整个物理实验教学中。在物理实验教学中,发挥物理学的特点、优势,重视创新,倡导创新,培养创新思维必将对科技人才的培养和整个社会的进步产生深刻的影响。

参考文献:

[1].刘助柏,梁辰.知识创新学[M].北京:机械工业出版社.2002.

[2].朱俊孔,张山彪,高铁军,于大文.普通物理实验[M].济南:山东大学出版社.2001.

作者单位:山东师范大学物理与电子科学学院 山东济南

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