1、初探高中生物理創(chuàng)造力在學習物理概念和規(guī)律中的表現(xiàn)摘要：本文討論了高中生物理創(chuàng)造力在學習和應(yīng)用物理概念和規(guī)律過程中的具體表現(xiàn)形式。目的是為中學物理教師培養(yǎng)高中生物理創(chuàng)造力提供可操作的途徑，提高創(chuàng)造力的培養(yǎng)效率。關(guān)鍵詞：創(chuàng)造力 物理概念 物理規(guī)律 培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力是教育的一項重要任務(wù)。在分科教學的情況下，這項任務(wù)主要通過各個學科的教學完成。但是，在學科教學中，通過哪些途徑能有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力，這是中學教師普遍感到困難的事情。本文擬根據(jù)創(chuàng)造力的有關(guān)理論，初步探索中學生在學習和應(yīng)用物理概念和規(guī)律的過程中創(chuàng)造力的具體表現(xiàn)形式，為中學物理教師培養(yǎng)高中生物理創(chuàng)造力提供途徑，強化培養(yǎng)創(chuàng)造力的可操

2、作性，提高創(chuàng)造力的培養(yǎng)效率。需要特別指出的是，限于高中生的知識和能力水平，他們在物理概念和物理規(guī)律方面表現(xiàn)的創(chuàng)造力，主要集中在創(chuàng)造性的學習和應(yīng)用物理概念和規(guī)律，而較少表現(xiàn)出形成新的概念，創(chuàng)建新理論等較高層次。也就是說，他們很難做出像牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律、愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對論、徳布羅意提出物質(zhì)波那樣的創(chuàng)造性活動。本文根據(jù)對高中生物理創(chuàng)造過程的理解，結(jié)合中學物理教與學的實踐，詳細闡述高中生物理創(chuàng)造力在物理概念、物理規(guī)律方面的具體表現(xiàn)。1、在物理概念和規(guī)律的領(lǐng)會階段（1）概念與概念、規(guī)律與規(guī)律間的類比在學習物理概念和規(guī)律過程中，常常用未知的現(xiàn)象或過程同已知的現(xiàn)象或過程相比較，找出他們的共同點、相似點或

3、相聯(lián)系的地方，然后以此為依據(jù)去推測未知物理現(xiàn)象或過程的某些規(guī)律和特性，這就是物理研究中的類比法。但是，要注意類比的結(jié)果只是一種推測，屬或然性的結(jié)論。我們這里講的比較是指在類比的基礎(chǔ)上，根據(jù)一定標準，把彼此間的相似點、共同點、相聯(lián)系的地方加以對比，使人們更加準確地認識和把握事物的本質(zhì)及內(nèi)在聯(lián)系。其實，在物理學中類比本身就是創(chuàng)造性思維。因此，通過考察這些類比的數(shù)量、類別、新穎性等方面的特征，可以了解個體的創(chuàng)造性思維品質(zhì)。比如，在學習電場時，可以把其中的電勢差、電勢、電勢能、電場力做功等概念，分別與重力場中的高度差、高度、重力勢能、重力做功等相比較；在學習動量定理和動能定理時，可以就它們的建立過程、

4、表述形式、使用條件、研究過程等方面作類比和比較。（2）列舉物理概念或規(guī)律的表述形式，并且對各表述形式分別作出評價所謂物理概念或規(guī)律的表述形式是指借助語言文字、數(shù)學公式、圖像等手段把物理概念或規(guī)律的內(nèi)容反映出來的一種方式。一方面，表述形式本身就是思維的產(chǎn)品，它在流暢性、變通性、獨特性的程度上反映了個體的創(chuàng)造力水平。而表述形式的流暢性、變通性、獨特性等特征決定于兩個方面的因素，一是對物理概念和規(guī)律本質(zhì)的理解深度，一是所掌握的描述手段的多少；另一方面，個體擁有越是數(shù)量多的、新穎的、獨特的表述形式，也就越有利于個體把物理概念和規(guī)律創(chuàng)造性地應(yīng)用到實際的問題解決中去，產(chǎn)生出創(chuàng)造性產(chǎn)品。比如，勻變速直線運動

5、，既可以借助位移、速度或加速度等概念用語言文字來描述，也可以借助它們的數(shù)學表達式、數(shù)學圖像來表述。應(yīng)該說，各種表述在解決問題的過程中各有所長。對物理概念和規(guī)律的表述形式作出評價，是指出各種表述形式在成立條件、使用范圍、各自優(yōu)點、如何選擇使用等方面的問題。（3）列舉得出概念和規(guī)律的物理事實，或者選擇不同的角度推導或驗證物理規(guī)律學生在學習物理概念和規(guī)律時，常需要借助于大量的感性認識，感性認識也是形成物理概念和規(guī)律的基礎(chǔ)之一，而感性認識來自于對日常生活接觸到的生活實際、物理實驗（包括演示實驗、學生實驗等）等物理事實。因此，學生所體會到的物理事實的數(shù)量以及這些事實的新穎和獨特程度會直接影響學生對概念規(guī)

6、律的領(lǐng)會理解水平；同時也能反映學生在這一過程中創(chuàng)造性思維的獨創(chuàng)性、變通性、流暢性等特征。同樣，選擇不同的角度、或者說不同的特定圖景，推導驗證物理規(guī)律，也能較好的反映創(chuàng)造性思維的上述特征。例如，動能定理的推導，就可以從自由落體、或從斜面上運動的物體、或從連接體等不同角度進行推證。（4）依據(jù)某一物理概念或規(guī)律的特征，列舉相類似的概念或規(guī)律物理概念和規(guī)律的特征可以表現(xiàn)在建立過程、使用條件、表述形式、所用單位等各方面。選擇任意一個方面舉出一個具體例子，讓學生列舉具有相同特征的其它例子。例如，與電阻并聯(lián)的數(shù)學表達式（）形式相同的就有電容的串聯(lián)（）、彈簧的串聯(lián)（）、透鏡成像公式（）等。在這一過程中，學生需

7、要很好的發(fā)揮發(fā)散思維能力，產(chǎn)生結(jié)果的數(shù)量、新穎性、獨創(chuàng)性等可以表現(xiàn)出學生的創(chuàng)造性思維品質(zhì)。（5）列舉物理導出量的單位量化的物理概念就是物理量，除了基本物理量以外，常用的定義方法就是數(shù)學操作。數(shù)學操作不但能直接表述該量的具體數(shù)學量度，而且往往能更深刻的揭示出物理概念的實質(zhì)。只有同時給出物理量的具體量度和單位，才能確切反映出物理量的意義和大小，因而物理量的單位也是物理學的一個重要組成部分。物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，也確定了物理單位之間的關(guān)系。比如，磁感應(yīng)強度的單位是特斯拉，還可以用韋伯/米（Wb/m2）、牛頓/安培米(N/Am)、千克/庫侖秒(kg/Cs)等復合單位表示。同樣地，學生

8、所列物理單位的數(shù)量以及它們本身表現(xiàn)的變通性和獨特性也可以反映出學生在這一思維過程中的創(chuàng)造性水平。以上僅僅列舉了高中生物理創(chuàng)造力在領(lǐng)會和理解物理概念和規(guī)律方面的一些表現(xiàn)。顯然，他們的創(chuàng)造力還可以表現(xiàn)在其他方面，比如，列舉與某一概念或規(guī)律相依存的概念或規(guī)律，并且對相依存的程度和理由作出說明等。2、在物理概念和規(guī)律的擴展和運用階段（1）在解決新的物理問題時，將問題的圖景與已有的物理圖景或模型進行比較、選擇與評價不同的物理圖景需要使用不同的物理模型。于是，學生在處理不同問題時，由具體的問題情景選擇物理模型，形成物理圖景，并對選擇的物理模型和物理圖景進行評價，以求跨過中間繁瑣的分析過程，直指問題的核心，

9、迅速提出問題的解決方案，從而正確、快捷的解決問題。實踐經(jīng)驗表明：這種判斷和選擇往往是突發(fā)的，也就是說，在這一過程中包含著較多的直覺成分。但是，這種直覺并不完全是憑空產(chǎn)生的，它需要知識的有序積累。比如，在學習了單擺這一重要的物理模型之后，可以把“在一小段半徑很大的光滑圓弧軌道上往復運動的小球”與之對比，從而簡化思考過程，迅速得出結(jié)論。再比如，我們還可以把電場中的收尾速度、磁場中的收尾速度、電磁感應(yīng)中的收尾速度等與重力場中典型的收尾速度相類比。總之，這種類比的數(shù)量、新穎性、獨創(chuàng)性等方面的特征都可以反映出高中生物理創(chuàng)造力發(fā)展水平。另外，高中生物理創(chuàng)造力還可以表現(xiàn)在對原始問題的簡化方面。所謂對原始問題

10、的簡化就是通過科學抽象去除無關(guān)因素，忽略次要因素，保留主要因素，設(shè)置已知量和未知量，將實際問題抽象成物理問題的過程。這一過程同樣需要創(chuàng)造性的腦力勞動。（2）對一個物理概念或規(guī)律的應(yīng)用提出設(shè)想由某一個物理概念或規(guī)律出發(fā)，即以某一規(guī)律或概念為展開點，沿著不同的思維方向，結(jié)合已有的知識經(jīng)驗，提出可能的應(yīng)用設(shè)想，應(yīng)用設(shè)想既可以是日常生活實踐、設(shè)計物理實驗，甚至是設(shè)計游戲方案，也可以是從已有的物理概念和規(guī)律出發(fā)，運用物理語言文字或者數(shù)學進行演繹，以期得出某些有價值的結(jié)果。比如，由部分電路的歐姆定律提出應(yīng)用設(shè)想，可以設(shè)計測量導體電阻的實驗；可以進一步測量導體的長度、導體的橫截面積或者導體的電阻率；可以制作

11、定值電阻等課外小制作；甚至可以表演“帶電”操作的小游戲；還可以由此定律出發(fā)，推導出純電阻電路的功率、效率等公式。（3）應(yīng)用不同的物理概念和規(guī)律，或者應(yīng)用同一概念和規(guī)律但從不同的角度，解決同一個問題當遇到一具體的物理問題時，就要求個體以這一問題為展開點，緊緊圍繞問題的解決，展開思維，設(shè)想達到目的的各種可能，并且進一步把可能性變?yōu)楝F(xiàn)實。具體說來，解決問題的角度可以有兩個層面：一是選擇不同的物理概念或者規(guī)律，一是在同一物理概念或規(guī)律下，選擇不同的具體方法。比如，很多力學問題，我們既可以應(yīng)用牛頓運動定律解決，也可以應(yīng)用動量或者能量解決，還可以綜合應(yīng)用它們來解決問題。另外，即使同樣選擇動量的有關(guān)定律或定理，還可以選擇不同的物理過程(即全過程還是分過程)、不同的研究對象（即整體還是隔離體）。特別是，轉(zhuǎn)換物理問題的表述方式可以幫助我們順利解決問題。同一個物理問題我們可以選擇不同的表述方式，比如，可以選擇語言文字、數(shù)學表達式、數(shù)學圖像，甚至還可以畫草圖，它們之間的合理轉(zhuǎn)換往往可以把一些比較抽象、難以解決的問題變得形象直觀、容易解決。運用語言文字表述物理問題時，物理問題顯得通俗易懂，物理意義突出，能