大学物理教学中创新思维培养的探索实践

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1、大学物理教学中创新思维培养的探索实践摘要：结合大学物理教学实践，以传授学生的基础知识为载体、培养学生的科学思想和方法为宗旨，从理解概念、掌握方法和质疑问题三个方面培养大学生的创新思维能力，对于促进创新人才培养具有积极的现实意义。关键词：大学物理教学；创新思维；科学思想和方法；基础知识中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2014）30-0205-02大学物理是高等院校理工科学生的一门重要基础课程，描述了物质世界的运动规律，蕴涵了丰富的科学思想和方法，对于培养学生的创新意识、创新思维和创新能力具有独特的优势。物理思想是物理学的精髓，巴甫洛夫认为：

2、“重要的是科学方法、科学思想的总结，认识一个科学家的思想和方法，远比认识他的成果价值更大。”[1]本文结合大学物理教学实践，从理解概念、掌握方法和质疑问题等方面，探索传授学生物理思想和方法，培养学生的创新思维和分析问题、解决问题的能力。一、理解概念奠定基础8物理学是由物理概念、物理规律、物理理论所构成的完整科学体系。物理概念是物理学体系的基本要素，正确理解概念是处理物理问题的基础，即掌握概念的内涵和外延的准确信息，是正确分析解决问题的依据和出发点。对于开始学习大学物理的学生，中学阶段学到的矢量概念是：标量只有大小，没有方向；矢量既有大小，又有方向。在大学物理课堂教学中，首先

3、要求学生回顾已学到的矢量概念，并且用来判断电流、电动势是否是矢量时，即使学生记住了电流和电动势是标量，但是发现这样的结论与他们掌握的矢量概念之间存在矛盾，在此基础上给予学生完整的矢量概念的内涵信息，矢量既有大小，又有方向，而且矢量的加法满足平行四边形法则。因此不能简单地认为有方向的量就是矢量，无方向的量就是标量，而应从“是否遵循平行四边形法则相加（合成）”来区分矢量和标量，电流、电动势有大小和方向，但不按照平行四边形法则相加（合成），而是按照代数运算法则相加（合成），因此不是矢量，是标量。进一步对学生提出“平行四边形法则的解析表达式是什么”这一问题，帮助他们将平行四边形法则

4、与余弦定理以及勾股定理联系起来，从而使学生优化自己的知识结构，提高学习应用知识的能力。这个过程重要的是给予学生一个如何完整理解概念内涵并且应用的示范，使学生体会到正确理解概念是独立思考、逻辑推理、创造性发现并解决问题的基础，在后面的学习中自觉地正确理解每一个物理概念和及时优化自己的知识结构。8物理概念是对物理现象认识达到某一程度的总结，为了使学生准确理解物理概念，必须给学生讲清楚认识该物理现象的背景和物理概念的来龙去脉，特别是物理概念的内涵和意义，这个过程是培养学生认识分析问题的关键环节。例如，学生熟悉的动能概念，是由牛顿定律导出动能定理时总结出来的，适用于一切低速物体，包

5、括微观粒子；学生虽然熟悉这个物理量，然而这个物理概念是抽象的、主观的，但在内容上则是具体的、客观的，它是描述由物体的运动决定的做功能力的物理量。又如电场强度概念，是描述空间电场中任一点处的单位正电荷受到力的强弱和方向的物理量，它描述了电场的性质；由于电场力不能描述电场本身的性质，因此电场强度概念由实验结合对该物理现象的分析推理确定。8最为经典的物理概念是大学物理中存在的许多理想物理模型，例如“质点”、“刚体”、“理想流体”、“弹簧振子”、“理想气体”、“点电荷”等等。理想物理模型具有高度抽象性和简单性，实质是突出物理现象本质的主要特征，简化问题。以“刚体”为例，运动中形状和

6、大小都保持不变的物体称为刚体；实际问题中，当物体的形变很小可忽略时，就将物体视为刚体。有的问题中海绵也可以视为刚体，但有的问题中即使是钢铁物体也不能视为刚体，能否在处理问题时把物体看作是刚体，体现了抓住主要矛盾、忽略次要矛盾的思想。刚体的提出包含了解决复杂问题时的一种思路，即由简到繁、由一般到特殊的循序渐进的思想方法。理想物理模型中包含的这些思想是物理学中解决问题的最根本的方法。通过学习系列的理想物理模型，可以培养学生的科学思想和方法，培养科学的抽象思维能力[2]，有利于奠定学生的创新思维基础。二、掌握方法灵活运用在中学物理中，学生已经学习了一些较简单的思维方法，例如观察、

7、实验、抽象、形象、归纳、演绎、类比、分类等，大学物理注重培养学生系统的物理思维和处理复杂物理问题的能力。8大学物理中一些基本的物理概念和物理规律是由实验直接确定的，一些物理概念和物理规律是由已有的规律出发，通过严谨的数学推导得到的。因此观察和实验、分析推理和严谨的数学推导是必须传授给学生的基本方法，这也是培养学生实事求是和严谨科学态度的关键环节。例如，库仑的扭秤实验确定了库仑定律，类似的由实验确定的物理规律有电荷守恒定律、毕奥-萨伐尔定律等等，由实验确定的物理概念有电场强度、磁感应强度等等；由实验确定的物理概念和物