物理教学中创造性思维的培养与训练天津教研室.docx
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物理教学中创造性思维的培养与训练天津教研室
《物理教学中创造性思维的培养与训练》课题研究报告
天津四十五中学王金娟
内容提要：
本文系天津市“十五”期间区级课题研究报告，该成果获河东区“十五”期间教育科研课题A级优秀成果，本研究报告就物理教学中采取新的教学模式，构建新的学习方式，改变教师的教学行为和理念，加以探讨与研究，摸索出了培养学生创造性思维和创新能力的方法与途径:
1．倡导自主学习，重视科学探究是培养学生创新能力的有效途径；
2．理论联系实际，从实验出发，从生活走向物理，从物理走向社会是培养学生学习兴趣、动机进而培养创新能力的有效途径；
3．实现教学方式多样化和学习方式多样化是培养学生创新能力的有效途径。
一、问题的提出：
（一）研究的背景：
江泽民同志提出“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达不竭的动力”。
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摇篮。
教育是创新体系的基础，当前发达国家与力争进入此行列的国家都把教育作为立国之本，强调培养具有竞争实力的人才。
我们推行以培养创新意识与创新能力为核心的素质教育，正是希望把我们的学生培养成具有基本的发展能力、生存能力、创业能力、交流合作能力的，足以迎接挑战和竞争的多种素质和谐发展的创新型人才，因此必须把创新作为一种教育思想和理念，渗透到每一个教育工作者和教育教学工作中去，并逐步演变为自觉地教育行为准则，使教育真正成为创新体系的基础。
以往的教学以书为本，以教师为主，注重书本知识的传播，教师把知识分解为章、节、单元硬塞给学生，学生只是被动的接受，通过不断的记忆公式、物理规律、解题法则去做题、解题。
不给学生自由探索的空间和时间，忽略了学生主体思维的培养，培养出来的学生没有思考能力。
而创新教育旨在激发学生的创造潜能、激发学生的创造行为。
教育的根本目的是为了每一位学生的发展。
“教是为了促进学”。
物理教学中应该有更为民主、平等的师生关系，教师从以往“只关心教材不关心学生”，中转变过来，从只关心“教”到更多的关注学生的“学”。
我们相信，每个学生都具有一定的创新潜能，但被各种因素掩盖着，对于学习困难的学生则被掩盖得更深，我们教师的职责在于唤醒学生创新意识，挖掘学生的创新潜能，培养学生的创新思维和创新能力，为此我们确定了本课题的研究方向：
探索物理教学中创造性思维训练的方法与途径。
（二）研究的目的意义：
本课题针对物理教学中采用新的教学模式，构建新的学习方式加以探讨与研究，力求促进学生创新思维能力的提高，进一步养成良好的学习方法，为学生能够终身学习打下基础。
本研究在新课程理念的指导下，改变教师的教学行为和理念，使教师成为学生发展的促进者、引导者、启发者。
力求创建自主、合作、探究的学习方式，使学生从“能学”到“乐学”到“会学”到“志学”。
尊重学生的个人感受和独特见解，本课题的研究将改变教师的教学理念，改变学生的学习方式，实现学生全面发展。
结合物理教学的具体过程，本着探索新的学习方法、学习形式的想法，摸索出培养学生创造性思维和创新能力的方法与途径。
二、理论依据
创新论、创造学原理、新课程标准、创造性思维理论。
创造性思维是指人类在探索未知领域的过程中，充分发挥认识的能动作用，突破固定的逻辑通道，不断以新颖方式和多维角度的思维转化来寻求获得新成果的思维活动。
（一）创造性思维教学的原则：
英国学者费氏曾对创造性思维教学提供了以下十项原则：
（1）支持并鼓励学生不平凡的想法和回答。
（2）接纳学生的错误及过失，协助学生了解什么是错误，以及在一种支持他的气氛下，告知可接受的标准。
（3）适应学生的个别差异，尊重学生的兴趣与想法，不强求一致的标准或答案，应让学生能依自己的潜能尽力发挥，老师应依学生的个别差异作弹性的要求。
（4）允许学生有时间思维。
（5）促进师生间、同学间相互尊重和接纳的气氛。
（6）察觉创造的多层面，创造力的表现不仅在认知能力（敏锐力）、流畅力、变通力、独创力、精进力等能力的培养，也重视其情感态度：
①好奇心、②冒险性、③挑战性、④想象力的表现。
（7）鼓励正课以外的学习活动。
（8）倾听及与学生打成一片。
（9）让学生有机会成为决定的一分子。
（10）鼓励每个学生都参与，创造性思维教学是以学生为主体，因此在活动中应鼓励学生都参与，从班级到小组，分组比赛到个人的独立学习，都能让学生置身其中，具有参与感与责任感。
（二）创造性思维教学模式：
我们认为创造力开发的基本模式为：
以科学文化知识为载体，以知识结构为基础，以创造性思维训练为核心，以实践能力培养为重点，以综合素质发展为中介，以创造品格陶冶为根本。
中国古代的学者强调：
教学有法，但无定法；无法之法，乃为至法。
即没有一种固定不变的方法，这就是最好的方法。
同样，可以指出：
教学有模，但无定模；无模之模，乃为至莫。
即没有一种固定不变的模式，这就是最好的模式。
陈龙安“爱的”教学模式
“爱的”（ATDE）模式基本假设：
（1）出新：
在学生原有知识背景之上实施问、想、做、评的活动
（2）有容忍性：
强调爱的教育，暂缓批判，能容忍不同或相反意见的雅量，以及提供和谐的教学气氛。
（3）弹性变化：
问、想、做、评的程序依实际情况灵活调整时，问、想、做、评，也可以问、做、想、评，灵活运用。
“爱的”（ATDE）模式基本结构：
由问（Asking）、想（Thinking）、做（Doing）、评（Evaluation）四个要素所组成。
（三）创造性教学的方法：
（1）、发散与集中的教学方法。
（2）、定式打破的方法。
（3）、反思教学法。
（4）、创造过程教学方法。
（5）、创造主体教学方法。
（6）、容忍暧昧教学方法。
（7）、辩论教学方法。
（8）、科技、综合教学方法。
（9）、类比教学方法。
（10）、发问教学方法。
其它关于创造性思维的理论。
三、研究时间、对象、内容与方法
（一）本课题研究时间：
2001年12月~~2004年1月
（二）研究对象：
高二年级三个理科教学班。
通过采用创造性物理教育理念培养学生创造性思维。
（三）研究内容：
本着探索新的学习方法、学习形式的想法，把物理课大致分为以下几种课型：
1．新课型将设计如何“教”转变为设计如何“学”的研究。
2．复习课（习题课）教学中变“题海”模式为培养学生发散思维、集中思维能力的研究。
采用一题多变、一题多解开发学生智力，基于问题以学生活动为主线，倡导自主活动，体验参与，探究合作，信息重组以双主体互动为显著特征的教学方式的研究。
3．实验课教学中变“注入”式模式为活动探究式模式教学的研究。
开放实验室，给学生创造条件，提供充分的科学探究机会，让学生经历与科学工作者进行科学研究的相似过程，获取物理知识与技能，体验探究过程的曲折和乐趣。
学习科学探究方法。
创造开放的学习环境，提供多渠道获取知识和培养能力的机会。
教师的帮助和引导，师生相互交流，相互沟通，相互启发和相互补充，促进学生学会思考，学会学习，学会合作与交流，经历身心发展和情感体验，形成浓厚的学习兴趣和积极的学习愿望。
探究式学习方式模式：
提出问题----猜想假设----制定计划设计实验----进行试验收集数据----分析论证----评估----交流与合作
（四）研究的方法：
1、由天津社科院、河西教育中心提供《托兰斯创造性思维测试量表》对三个教学班在教学方式改变前后间隔一年的时间内对学生的创造性个性品质，图形的创造性进行始末两次测量，并由教科院专家进行对比分析给出试验结论。
（详见后面测试量表）
2、通过具体的物理教学过程和在创新理论的指导下，实施培养学生的创新思维训练，摸索物理课堂教学中培养创造性思维的具体途径。
3、结合观摩课、实验课、文献资料法，对比传统教育理念与创新教育理念等方面进行研究。
四、讨论与分析：
（一）研究的过程：
第一阶段：
理论学习及资料搜集阶段
这期间曾于2002年3月18日，请来了天津教科院赵树铎教授就课题研究内容进行了第一次专题辅导。
2002年4月1日又由天津教科院刘老师进行了第二次专题辅导。
本课题组成员主要进行了以下几方面关于“创造性思维”理论的学习。
1、创造性教育的产生及发展过程。
（详情略）
2、什么是创造教育：
依据创造学的有关原理，运用一套科学的、艺术的创造性教学方法，启迪学生创造性思维，培养学生创造意识和能力，塑造学生的创造性人格和个性，培养和塑造大量创造性人才。
3、创造性思维表现的几个方面
（1）、思维的流畅性：
思维流畅敏捷。
（2）、思维的变通性：
思维活跃，从多角度、多类型看问题、分析问题、解决问题。
一题多解、思维发散、学生思路开阔。
（3）、思维的精密性：
思维严谨，周密、细致、周到。
（4）、思维的独创性：
创造者善于独立行事，对独立与自治有强烈的需要，这种独立性表现为对师长不顺从。
回答的问题与众不同，显示出不同于别人的想法，答案出乎人的预料，有个性，坚持自己的观点。
4、创造性个性品质主要包括以下几个方面：
（1）、好奇心：
对新知识感兴趣，是一个重要的创造性个人因素，学生表现出目光有神，反映快、感觉敏锐，对新事物总想根问底，问个水落石出。
（2）、想象力：
指一个人内心世界丰富多彩，人格空间宽阔，其表现有：
开朗、热情、自我调节能力强，表现大度、宽容、多角度、多路径思考。
（3）、挑战性：
敢于不唯书、不唯师、不唯上、大胆质疑的品质。
（4）、冒险性：
一个人处事果断、敢作敢为、不怕担风险的品质。
5、传统教育思想与创造性物理教育理念的对比：
传统物理教学思想
创造性物理教育理念
一、教育目标
1、注重知识的掌握和解题能力的训练；
2、注重智力因素的开发和提高
1、强调学习知识、发展能力、激发创造意识、培养创造能力和提高全面素质；
2、在注重智力因素的开发和提高的同时，强调非智力因素的提高，特别注重创造意识的增强。
二、认识论
1．认为教学过程是单向的认识过程（教师→学生）；
2．认为教学遵从有强刺激就有强反映的法则。
1、认为教学过程是认识和发展的多方过程（信息整合、反馈、再整合、进行创造等）；
2、认识到强刺激不一定有强反映，有强反映的中介是学生学习的主动性和创造思维的重要作用。
三、教育论
通常以常规的教学经验、教学原则和教学方法指导。
注重用创造教育心理理论、学习理论、认识论、方法论和创造理论等指导教学。
四、教育定位
1、重视物理概念和规律本身；
2、重视知识掌握的熟练程度；
3、注重知识的纵向深度。
1、强调物理概念和规律的形成及其发展与联系；
2、强调学习知识和应用知识的方法和能力、注重掌握知识的逻辑结构和创新能力培养等；
3、强调知识的横向广度和联系，注重知识综合和创新。
五、教育方法
1、主要运用讲解法；
2、在方法的运用上，注重培养学生的定向思维（思维定势）；
3、以教师的教为中心，主要研究教的方法和规律，重视教师的教，忽略学生的学。
1、注重讲解、试验、讨论、发现和实践等综合教育方法的整体运用；
2、强调教育学生用变式的多角度分析和解决问题，注重培养学生的发散思维和创造性思维能力；
3、强调以学生为教学的聚焦点，注重研究学生学的方法和规律，认识到教师的教其实质是为了学生的学。
六、教育过程
1、强调教师在教学中的主导作用；
2、注重多讲、多练；
3、强调学生的学主要靠教师的教；
4、把各门课程作为单一封闭系统。
1、认为学生是认知的主体，强调充分激发和调动学生学习的主动性和积极性；
2、提倡精讲、精练，留有一定的时间和空间加强师生间的讨论和探究；
3、注重培养学生的创新意识和创造能力，加强学生的研究性学习；
4、强调各门课程都是开放系统，注重加强各门课程间的相互联系。
七、教育制度
以考试（主要是笔试）成绩为学生学习成绩的唯一指标。
以考试成绩、实验探究、提问水平、创造和发明等综合考核成绩为学生学习的指标。
八、教育评价
1、以教授知识的容量和巩固程度为评价标准。
1、以学习知识的过程和效果、方法的掌握和能力培养、创新意识和创造能力的发展为评价标准；
2、以学生的综合考核成绩和发展程度为评价教师教学的主要依据。
第二阶段：
制定思维训练计划，由社科院提供的《托兰斯创造性思维测试量表》对三个实验班进行初试（测试量表见后）
（1）、新课教学中将设计如何教转变为设计学生如何学
传统的教学组织过程，基本上是：
熟悉教材标准与要求（有时是考试标准与要求）→确定授课目的→制定教学策略→课堂教学→反馈评价。
在这里，教学的出发点是教材，教学的组织过程是由教师在这一出发点上演绎出来的，因此，教师在设计教学过程时，从策略上讲，是想方设法启发、诱导学生去适应教材的规定，从顺序上讲是先有教材，然后才有学生，教师是带着教材走向学生，而不是带着学生走向教材。
学生只是在教师考虑教学策略时，作为授课对象被“思考”、被“利用”，因此，学生只是在被动的适应中获得某种发展。
这种教学设计带来的课堂教学过程往往是“学生适应教师的教，而不是教师适应学生的学、配合学生的学。
学生在课堂上扮演着配合教师完成教案的角色。
”要改变这种状态，首先应该从课堂教学的设计做起，将设计如何教转变为设计学生如何学。
以学生如何学设计的课堂教学组织过程应该是：
学生背景、教学内容→学生知识的最近发展区→教学目的→制定教学策略→课堂教学→反馈评价。
完成教学目的的基本策略是，为学生实现学习目的提供信息、手段、时间和空间。
设计学习活动的形式和内容。
让每个学生亲历学习的全过程，使他们能主动、积极的动手、动口、动眼、动脑，通过实际操作和交互的学习实践活动，创造性的进行学习。
（2）、在新课教学中变传统讲授法为自学发现式教学模式
这种教学模式是学生独立阅读学习材料，独立进行实验，主动发现获取知识和能力的一种新型教学模式。
不是学生单纯的自学而是把学生放到主体地位上，在教师指引下的自学。
可用下图来描述：
课题引入→自主学习→教师辅导→目标测验→总结
（3）、复习课（习题课）教学中变题海模式为培养学生发散思维、集中思维能力
习题教学是培养学生创新能力的一个有效途径。
要跳出“题海战术”的误区，要使学生尽量从不同的角度，运用不同的方法来分析解决同一问题，运用一题多解、一题多变等形式使学生从单一的思维模式中解放出来，这样学生再见到新类型的问题时就能以发散思维或集中思维等自己的创新方式来解答问题。
（4）、实验课教学中变注入式模式为活动探究式模式教学
1、在实验原理上创新；
2、在实验器材上创新；
3、改验证性实验为探索性实验；
以上几种教学课型中主要采用以下几种教学模式：
★合作----自主学习教学模式：
创景激趣----自主学习----合作探讨----组问质疑----自我评价
★合作----接受学习教学模式：
承上启下----诱发动机----接受新知----夯实双基----弥补不足
★合作----探究学习教学模式：
发现问题----提出假设----验证假设----表达交流----评价总结
第三阶段：
实验班开始大面积实施创造性思维训练计划
这期间实验课及观摩课有：
1．电能的输送
2．带电粒子在电场中的运动
3．碰撞中的能量守恒
4．高三复习专题
5．研究弹簧振子周期与哪些因素有关----
6．各种测量工具的使用---
7．打点计时器应用----
第四阶段：
结题、写出论文
（二）研究的结果：
2002年4月10日、2003年3月25日由天津社科院、河西教育中心提供《托兰斯创造性思维测试量表》对3个班学生进行了始测、末测，测试结果如下：
表一创造性个性品质测验结果分析
校名：
45中测验日期：
2003年3月25日
冒险性
好奇心
想象力
挑战性
创造个性
始测
末测
始测
末测
始测
末测
始测
末测
始测
末测
高三2
X=
25.16
X=
24.83
X=
34.84
X=
33.82
X=
28.73
X=
28.82
X=
30.65
X=
30.61
X=
119.18
X=
118.08
S=2.52
S=3.09
S=3.66
S=3.48
S=3.18
S=4.3
S=2.54
S=2.42
S=8.65
S=10.4
检验
Z=0.61p>0.05
Z=1.44
p>0.05
Z=0.12
p>0.05
Z=0.08
p>0.05
Z=0.58
p>0.05
高三3
X=
25
X=
25.83
X=
34.65
X=
34.14
X=
29.33
X=
30.35
X=
30.64
X=
30.62
X=
119.62
X=
120.92
S=3.55
S=3.31
S=3.89
S=3.83
S=4.53
S=4.39
S=2.88
S=3.62
S=11.67
S=12.29
检验
Z=1.23
p>0.05
Z=0.67
p>0.05
Z=1.17
p>0.05
Z=0.03
p>0.05
Z=0.55
p>0.05
高三6
X=
25.08
X=
24.74
X=
34.54
X=
34.33
X=
28.94
X=
29
X=
30.31
X=
30.09
X=
118.87
X=
118.13
S=2.8
s=2.89
S=3.03
S=3.77
S=4.15
S=3.59
S=2.99
S=2.72
S=9.25
S=10.69
检验
Z=0.57
p>0.05
Z=0.29
p>0.05
Z=0.07
p>0.05
Z=0.37
p>0.05
Z=0.36
P>0.05
表二图形的创造性测验结果分析
校名：
45中测验日期：
2003年3月25日
流畅性
变通性
独创性
精确性
创造力
始测
末测
始测
末测
始测
末测
始测
末测
始测
末测
高三2
X=
16.35
X=
24.43
X=
14.96
X=
21.24
X=
26.35
X=
42.45
X=
61.37
X=
80.73
X=
119.04
X=
168.84
S=6.02
S=6.58
S=5.19
S=4.99
S=9.07
S=10.62
S=25.59
S=25.93
S=41.39
S=42.22
检验
Z=6.47p<0.01**
Z=6.23p<0.01**
Z=8.23p<0.01**
Z=3.8p<0.01**
Z=6.02p<0.01**
高三3
X=
18.92
X=
27.04
X=
16.47
X=
21.96
X=
30.14
X=
45.65
X=
54.78
X=
86.57
X=
119.88
X=
181.43
S=5.78
S=9.22
S=4.92
S=7.42
S=8.85
S=15.4
S=22.75
S=38.34
S=39.23
S=64.18
检验
Z=5.38p<0.01**
Z=4.45p<0.01**
Z=6.3p<0.01**
Z=5.14p<0.01**
Z=5.9p<0.01**
高三6
X=
22.5
X=
23.13
X=
19.17
X=
19.7
X=
35.4
X=
41.38
X=
72.96
X=
83.83
X=
150.31
X=
168.48
S=6.05
s=6.21
S=4.66
S=5.23
S=8.35
S=10.69
S=24.44
S=29.37
S=38.29
S=44.54
检验
Z=0.51
p>0.05
Z=0.01
p>0.05
Z=3.22p<0.01**
Z=1.98
p<0.05*
Z=2.1
P<0.05*
注：
**为具有极其显著性差异*为具有显著性差异
说明：
x为平均值，提高幅度越大越好
s为标准差，表示班内学生离散程度
**为具有极其显著进步
*为有显著进步
由以上《托兰斯创造性思维测试量表》对三个实验班测试结果由教科院专家进行对比分析得出结论：
经过一年的“创造性思维”训练，学生的“创造性”有极其显著的提高。
取得成果如下：
论文：
《物理教学中实施素质教育培养创新能力》发表在《河东教育》2003--2
《在物理实验教学中培养学生创新能力》获天津市物理学会一等奖
《从弹簧振子周期有关因素的实验谈自主探索式学习》
《浅谈在中学物理教学中培养学生创造性思维的途径》获河东第十届论文年会二等奖
《结合物理教学，培养学生创造性思维》
《在探索式实验课教学中，培养学生创新意识》
（三）对结果的分析：
我们相信：
每一个学生都具有创造力，他们的创造力是可以通过训练来加以提高的，物理学教育作为学科教育的组成部分，其内容与生产生活紧密相连，因此改变传统的教学模式，全面提高学生的素养，我们在教学中作了以下努力：
1、突出学生的主体地位，培养创新精神
把教师地位转变为学生学习的促进者、组织者和参与者，在教学过程中首先对学生进行学习观念和方式的转换，激发学生的探究意识和探究能力，使学生学会自主学习，学会终身学习。
我们在教学中设计了许多探究课，像：
自由落体运动规律，楞次定律，单摆的周期，碰撞中的动量守恒，远距离输电等等；采用问题——阅读——归纳——结论；问题——实验——归纳——结论的方法，首先着眼于培养学生的兴趣和动机，使他们的活动在自主状态下进行，学习者真正成为学习的主体。
教学中教师满腔热忱地支持学生的首创精神，对学生提出的问题及想法，特别是新异的想法，予以赞许和信任，支持和鼓励，使学生获得心理上的满足和精神上的鼓舞，激发他们去探索、去创造。
2、渗透科学方法——培养学生创新思维
“授人以鱼，不如授人以渔。
”在中学物理教学中要求培养学生具备的科学方法主要有：
观察进行实验、测量有关物理量、和对测量结果进行处理、科学抽象、提出假设和建立模型、验证假设等。
教师应充分利用教材中的方法论原理，对学生进行科学方法教育。
多年来，我国的物理教学模式一直是传统的教学模式。
一般按照讲解→练习→作业→考试的模式进行。
其优点是：
按部就班，逻辑严密，学生的知识非常扎实，但缺乏创造性。
怎样改变传统的物理学习方法？
杨振宁教授在不同的地点和场合结合自己学习物理的经验，谈了很好的见解，可以给我们以有益的启示。
杨振宁认为，仅仅读很多的书，从老师那里学到很多知识，做很多习题，只能是训练独立思考能力的一半。
而另一半的方法是复杂的，不是每一个学生都能采纳同样的建议或劝告，这个方法要靠自己摸索，去创造。
在教学中我们注意了以下几点：
（1）、重视运用渗透性学习法。
就是在学习的时候，对学习的内容还不太清楚，但就在这不太清楚的过程中，已经一点一滴的学到了许多东西。
这种在还不完全懂得的情况下，以体会的方式进行学习，是非常重要的学习方法。
（2）、重视归纳法学习。
美国学生学物理的方法与中国学生学物理的方法不一样，中国学生学物理的方法是演绎法，先有许多定理，然后进行推演。
美国学生对物理的了解是从现象出发，物理定律是从现象归纳出来的，是归纳法。
演绎法是对付考试的办法，归纳法是做学问用的
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