《中学物理教育与创新能力培养》课题

《中学物理教育与创新能力培养研究》课题组

七、实验结论

1.培养学生创新能力的方法和途径

（1）激发学生创造动机，培养学生创新意识。创新意识是指学生具有某种创造动机所表现的创作意向和愿望的意识。创新意识是创新思维的基本前提和条件。物理概念和规律的教学过程，实质就是学生分析物理现象，明确物理问题，通过抽象、归纳、概括等思维活动，运用科学方法，构建新的知识结构的再创造过程。因此，物理概念和规律教学中，要建立民主、和谐、平等的良好师生关系，营造轻松、愉快、和谐的课堂氛围，消除学生对创新神秘感，鼓励学生发表自己的意见和见解，教学中要充分利用演示实验和课堂学生实验，激发学生的好奇心，激活学生求知欲，从而使学生思维处于受激状态，实现培养学生创新意识的目的。

（2）改革教学方法，培养创新思维

独立思考是有所发现，有所突破，有所创新的前提，独立思考是创新思维的基础。物理问题解决过程中，往往经历推理、判断、想象、试错、猜测等思维过程，直觉思维是创新思维的灵魂。传统教学忽视了独立思考的培养，扼杀了学生的直觉思维和灵感思维。物理概念和规律教学中，必须改革教方法，培养创新思维。

首先，采用启发讨论式教学，激发学生思考。传统教学的重要不足，是教师代替了学生的思考，学生只是记住了教师讲授的知识，限制了学生的独立思考。教学中应引导、启发学生提出问题，课堂上要留给学生充分思考的时间和空间，创设民主、和谐、宽松的教学环境，鼓励学生讨论和辩论，利用学生群体智慧，激起学生思维的撞击，激活学生的创新思维。

其二，重视物理概念和规律建立过程。物理概念教学，让学生认识到为什么要建立这一概念，建立这一概念分析了哪些物理现象和物理实事，运用了哪些思维方法，这个物理概念的物理意义是什么，如何定义该物理概念，物理概念是矢量还是标量，等等，使学生理解物理概念来龙去脉。物理规律教学，让学生理解通过哪些物理实验，观察到什么物理现象，得出什么样的实验数据，怎样得出物理规律，物理规律揭示出了哪类物理现象的实质，反映了哪些物理量的关系，物理规律的表达式是怎样的，物理规律的表达形式是矢量式还是标量式，物理规律的适用范围条件是什么，运用该物理规律解题的基本思路如何，学生只有掌握了物理规律的建立过程，才能真正理解物理规律，才能灵活运用物理规律。

其三，重视科学探究，培养创新思维。物理概念和规律的建立过程就是学生探究物理问题的过程，所以教学中首先创设学生探究的情境，教师从学生生活经验和认知结构出发，提出探究的物理问题，充分利用学生认知矛盾，引起学生认知心理冲突，激发学生强烈的探究愿望，在此基础上，给学生创造丰富的探究的物质条件，提供学生选择的实验设备。其次，引导学生明确探究的问题，研究问题中哪些是自变量，什么是因变量，对自变量和因变量的关系进行猜想。其三，运用科学方法，设计探究实验，进行科学探究。学生进行探究过程，就是发现问题解决问题的过程。其四，展示探究的结论，作出科学评价。教学中要重视科学研究的思路，提出科学假说→科学推理 实

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验验证→ 科学理论，科学假说应当在科学实验、自然现象和深刻思考的基础上，才可能产生顿悟和灵感的火花，才可能提出科学假说，而假说又必须经过科学推理和实验验证，才能上升为科学理论。

（3）重视科学实践，培养创新能力

其一，提高学生发现问题的能力。创新能力是一个人创新性地解决问题的能力。而提出问题是科学探究和创造发明的关键，爱因斯坦曾说过：“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是一个数学上的或实验上的技能而已。而提出一个新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步”。物理概念和规律教学中，要鼓励学生对概念和规律建立过程各环节提出新的问题，对物理概念和规律理解和应用过程中提出新的问题。

其二，加强物理实验的教学。物理教学中，要求学生理解掌握演示实验和分组实验的原理、方法、操作的同时，增加探索性实验，增加随堂实验，应启发学生运用所学知识，根据需要自行设计有关的物理实验，开展课外实验，开放实验室，创造条件，让学生充分独立思考，主动探索，动手操作，培养学生的科学素质和创新能力。

其三，坚持理论联系实际，培养学生的创新思维。毛泽东认识论告诉我们，人的认识活动过程就是实践-理论-实践……的过程。只有坚持理论联系实际，才能培养学生的创新思维。而学生学习物理概念和规律，必须在解决实际问题过程中，才能真正理解概念和规律。把物理知识同学生的生活实际、社会实践、现代科学的最新成果结合起来。物理知识同现代生活息息相关，应当让学生把所学的物理知识应用于实际，了解物理知识在家庭生活、信息、通信中的应用，关心社会热点问题，如能源、环境、战争与和平等，关心当地社会、经济问题。加强习题教学。习题训练是学生掌握知识、培养思维、提高能力的重要环节。选编的习题具有实践性、新颖性、灵活性、综合性，有利于学生创新思维的培养。指导学生对习题充分讨论，引导学生进行一题多解、一题多变、一题多思。对典型习题讲评，充分展示分析问题的思维过程，总结思维方法，提高创新思维能力。

2.物理概念、规律教学模式

物理概念形成的教学既是一个认识论问题，又是一个方法论问题；?既是一个心理学问题，又是一个教育学问题。课题组从四个方面综合研究，探讨了物理概念形成的教学。从认识论角度，物理概念形成包括：“感知活动”、“系统结构”和“科学方法”；从科学方法论角度，物理概念形成要掌握：“具体方法”、“逻辑方法”和“分析解决问题的方法”；从心理学角度，物理概念形成的思维过程是：“提出问题”、“讨论问题”和“解决问题”；从教育学角度，物理概念形成的教学实质是由“教材”、“教师”和“学生”构成系统信息输入，信息输出和信息反馈的过程。物理规律是物理现象的本质的必然的内在联系，是相关物理概念间的定性和定量的关系，物理规律建立过程实质是物理概念的深化和提高，因此物理规律教学模式和物理概念教学模式具有一致性。总之，?物理概念和规律教学程序，应包括“感知活动”、“建构系统结构”、“掌握方法”、“巩固深化”和“评价反馈”五个基本的环节。 感知活动是物理概念形成的教学基础，它包括“提出问题”、“导读教材”和“观察实验”。而这三个要素都必须围绕丰富学生的感性认识为前提。 建构系统结构是物理概念形成的教学的关键，一

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个物理概念是否建立，是否完善，关键是此概念对应的系统结构是否形成，是否完整。系统结构包括“概念结构”、“数学结构”和“知识结构”。 掌握方法是物理概念形成的教学的手段，它包括“具体方法”、“逻辑方法”、“分析解决问题的方法”。物理概念形成显性和隐性的涉及到了“物理方法”的掌握。“简谐振动”概念教学涉及到实验方法，观察方法，单摆测重力加速度的方法，分析归纳方法，数学方法，近似处理方法等，教学中充分重视这些方法的应用和掌握。巩固深化是物理概念形成的教学的必要措施。它是指学生把所建立的概念和规律牢牢地保持在记忆里，并不断丰富概念的内容，发展物理概念的外延,并能顺利应用知识解决物理问题和顺利地接受新知识。它包括“概念发展”、“方法应用”和“能力转化”。概念发展是指随着教学对象、层次不同、知识水平不同，概念同化再增加，知识的深度逐渐深入，概念的抽象性，精确性也在不断发展。方法应用是指教学过程中不断应用概念形成的科学方法，去建立新概念和解决新问题。能力转化是指巩固深化中，学生知识掌握和方法应用的同时，培养各种能力。评价反馈是物理概念形成的教学的重要补充。评价是根据一定的标准对教育过程中所产生（或将产生）的思想、学业、行为和个性等方面的变化（或变化的可能性）进行估价的过程。物理概念形成的教学评价是根据教学目的，对学生学习成就上的变化作出估价的过程。反馈是学生在教学过程输出信息并对教与学进行有效控制的过程。因此，评价是实现反馈的前提，反馈是评价的目的所在，只有有效的评价，才能实现有效的反馈。

物理概念教学中，评价反馈是对学生的物理概念掌握情况和能力水平进行估价，从而调整，控制概念教学过程。但评价反馈并非是物理概念形成的最终环节，?而是使物理概念形成上升到深刻的认识循环上去。评价反馈应在概念形成的各个环节中不断实施，及时评价反馈，提高物理概念形成的教学效益。

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《中学物理教育与创新能力培养》课题子课题之二

《中学物理实验教学与创新能力培养研究》

实 验 方 案

一、课题的提出：

1.创新能力的培养是时代和民族发展的需要，也是受教育者社会化的内在要求。

历史的脚步已跨入21世纪，知识经济初见端倪并将成为21世纪的主导经济。知识经济是以创新为特征，以知识创新为动力的经济，创新是其灵魂。谁在知识创新中领先，谁就能在经济竞争中占据优势。由此可见，21世纪必将是创新的新世纪。

知识经济时代的到来既对我们是一种挑战，同时也带来了前所未有的难得机遇，我们如果能抓住这个机遇，便可以赶上发达国家的前进步伐，跻身于世界知识经济发展的行列。为此，我们国家把建立国家创新体系作为追赶时代、复兴中华民族的一项重要战略举措。1995年在全国科学技术大会上江泽民指出：“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。一个民族缺乏独创能力，就难于屹立于世界民族之林”。江泽民在第三次全国教育工作会议上再次指出：“教育是知识创新、传播和应用的主要基地，也是培养创新精神和创新人才的主要摇篮。无论在培养高素质的劳动者和专业人才方面，还是在提高创新能力和提供知识、技术和创新成果方面，教育都具有独特的重要意义”。

2.中学阶段是培养学生创新能力的关键时期。

中学阶段是青少年成长的关键时期，学生心理和生理发育趋于成熟，具有一定的独立思考能力与判断能力，思想活跃，接纳信息量大，求知欲强，可塑性较大，为培养创新能力提供了心理和生理基础。在这一阶段，中学生还未形成自己的思维方式和解决问题的模式，知识迁移能力形成速度快，阻滞因素少，是培养创新能力的最佳时期。

3.通过物理实验的教学能有效地培养学生的创新能力。

物理是一门以实验为基础的学科，无论是物理概念的建立还是物理规律的发现都必然以严格的科学实验为基础，并通过科学实验来证实；物理实验对其它自然科学和工程技术的发展起着重要和直接的推动作用；物理实验作为一种能动的实践活动，它既是青少年心理和认识发展的重要源泉和动力，又是现代经济和社会发展不可缺少的。因此，在物理实验的教学中能有效地培养学生实事求是的科学态度，理论联系实际的科学作风、探索精神和创新能力。

二、国内外同类课题研究状况：

1.在西方，创造教育的研究已有近百年历史，可以追溯到本世纪初的美国教育家杜威，自1950年美国著名心理学家吉尔福特将创造力的概念引入科学研究领域以来，创造力问题在全世界，尤其是西方发达国家引起强烈反响，迅速引起了各行各业专家学者的重视和深入研究。近年来，世界上很多国家更是把创造力当作国家兴 旺发达的关键，明确地把培养创造力的创造教育作为21世纪教育的基本方向和根本目标。

2.最早在我国提倡并实践创造教育的是陶行知先生，他在《创造宣言》中提出“处处是创造

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