阎海生
摘要：本文为在初中物理课堂上有效培养学生的创新思维能力，从创设具有思维冲突教学情境这一教学环节入手探究，例举能激起学生认知冲突的多条途径，并提出具体实施的建议，在一线教学的课堂片段中实例论证创设思维冲突对培养学生创新思维能力的重要作用。
关键词：物理课堂；创设；思维冲突；创新能力
初中物理教学改革，就是要想方设法培养学生的创新思维能力，要求教师在课堂教学中实施创新教育，培养学生的创造精神，训练学生的创造性思维，挖掘学生的创造潜能，开发学生的创造力。怎样在教学中启发学生的创新能力，是物理课堂教学研究的方向之一。在多年一线的物理课堂教学中，笔者认识到创设课堂教学中的思维冲突能有效激起学生的学习兴趣，唤醒求知欲望，促进师生、学生间思维交流，心灵对话，在解决一个个问题时无不闪耀着学生创新思维的火花。
在课堂教学中，引发学生的认知冲突是基于建构主义的教学策略，是促使学生实现知识建构的契机和动力。认知冲突是指在个人的已有知识和经验与当前面临的情境之间的矛盾或差别。这种矛盾或差别会让学生产生新奇和惊愕，从而引起学生的注意、关心和探究。认知冲突的引发是通过创设问题情境，提出要解决的问题，创设要解决问题的矛盾冲突，使学生原有知识与需要掌握的新知识发生强烈的冲突，使学生意识中的矛盾激化，从而激发学生探索的兴趣和产生进一步学习的动力。创设课堂教学中的思维冲突可以通过以下几个方面实现：创设矛盾情境，激起认知冲突；在新旧知识的临界点上，激起认知冲突；指出学生原有知识的片面性和不完整性，激起认知冲突；抓住易忽视和易错的地方及时设疑，激起认知冲突。在具体实施时，可从教材中挖掘矛盾；在动态信息中创设矛盾；在利用已学的方法或规律进行，计算或证明受阻或不够简捷时，接着提出“是否还有其它的方法或更简捷的方法？”激起认知冲突。创设较好的认知冲突，教师鼓励，引导学生展开讨论，驱动了学生思维的自觉性、主动性，学生提出独特的想法时，教师能从学生的角度去分析，不马上否定，而是先给予多鼓励、支持，尽可能地针对学生的独特想法开展探究活动，觉不能停留于纸上谈兵，初中物理教学过程强调观察、实验、探究、运用，及时对学生的正确行为或好的成绩表示赞许，鼓励学生通过互连网强大的搜索功能上网查找，读书注意收集相关信息，培养学生的快速获取信息的能力，各种资料的积累有利于开展探究活动，又为培养学生的创造性思维能力提供了有力的保证，使学习可在更大的平台上进行，提高学习效率。
在测物质密度的实验中，对铁块(石块)，木块(塑料块)，冰(方糖)，金属颗粒(堆积的谷物)这些不同类型固体测密度时，由于这些固体有的可以自然浸没在水中，有的自然漂浮在水面上，有的极易溶于水，有的自然堆积时颗粒间有空隙，若学生利用已有的思维定势：使用量筒、水，第一次装入一定量的水读出水的体积，再将待测固体放入量筒中的水中读出后来水面所对的刻度值，将两次刻度求差来测固体体积的方法显然不能解决不同固体体积的测定，这就需要学生能思考如何灵活运用量筒，再辅以创新性方法来针对不同个体提出个性化解决方案，学生通过思考交流、尝试，最后提出自主得出的可行的一些方法，例如对木块这类密度比水小的不溶于水的固体采用细长的针将其全部压入水中，或第一步在量筒中水中放入栓有细线的铁块，读出水面刻度后，再将木块和铁块用细线绑住放入量筒中的水中，此时在铁块的拉动下木块浸没到水中。对冰的体积测量同学提出可用塑料包裹，或利用排砂法测体积，经进一步讨论优化用细小的砂粒代替水可以准确测定冰的体积，还延伸到金属颗粒，谷物间空隙填充的测体积。在液体密度的测定时，由于学生前面有用天平烧杯测液体质量的经验，所以学生很自然的先测干燥烧杯的质量，再测烧杯中装入一定量待测液体的而质量，得到液体的质量；将烧杯中的液体全部倒入量筒中测体积，进而得到密度；此时当学生将烧杯中的液体全部倒入量筒中测体积时，有同学注意到倒完液体后的烧杯内壁是潮湿的，这样对自己刚才侧体积的方法提出质疑，从而深刻认识到先测烧杯和待测液体总质量；再将烧杯中一部分液体倒入量筒中测体积；最后将烧杯连同里面剩余的液体放到天平上测质量这种测液体密度方法的合理性。学生因原有知识的片面性和不完整性，在新旧知识的临界点上激起的认知冲突在气氛宽松、思维活跃，学生的主体性和师生的平等性的课堂教学中得到认知平衡，进入认知良性发展，学生的自我学习能力得到培养，思考问题周密性，学习主动性得以增强。
在教学过程中可以结合教材，从教材中挖掘矛盾，引发认知冲突，有意设置障碍，引导学生从相反立场、角度、侧面去思考问题。在学习《牛顿第一运动定律》时，首先在桌面上推砖头，用力推，砖头动，撤去推力，砖头停止。问：这一现象，说明了什么？学生会凭借已有的知识经验得出各种各样的结论：物体要运动必须要有力；物体的运动需要力来维持；有力作用物体就运动，无力作用物体就静止等各种各样的答案。当我们接着在桌面上快速推动一辆小车后，撤去推力，小车并不立即停止，由此又说明了什么？此时，让学生独立思考，否定自己前面的认识，在肯定学生善于独立思考的同时，介绍2000多年前的古希腊学者亚里士多德的观点，引导学生思考“力与运动”到底什么关系？让学生猜想、设计实验验证、引导分析、推理，最终得出结论。自此创设的矛盾情境，激起的学生认知冲突，通过整个课堂上教师充分调动学生思维，学生发挥主体作用，而得以解决，激发了学生的创新思维。在学习使还可以介绍学生体会利于创新的思维方法在物理学中发现新现象的作用，例如研究电阻率随温度的变化时，教师引导学生应用极限思维法猜想并发现了超导现象；研究可见光的热效应时，应用极限思维法发现了红外线和紫外线。在学习《声现象》时我们知道：声音是由物体振动而产生的，可反过来想，物体振动了就一定能发声音吗？发声就一定能听到吗？学生思考可以深刻体会振动发声，与人耳能听到声音的条件不同；在学习《电磁感应》现象时，引导学生复习奥斯特实验，问：既然电流周围存在磁场，反过来，利用磁场能否获得电流呢？学生可以大胆猜想，当学生通过实验确定获得了电流后，学生会非常自豪，产生成功的体验.而这种创新思维来自于逆向思维等的运用，具有极大的创造性。
利用同样的实验器材，改变实验条件，要求学生在新的条件下，运用所学的物理规律，创造性地确定实验方案，创造性地测定相关物理量，创造性地处理实验数据，从而达到探究新问题的目的。例如，在师生共同利用斜面及质量不同的小钢球及小木块来探究影响动能大小的因素后，教师可引导学生利用同样的器材来探究一下影响重力势能大小的因素，这样改变了实验探究的内容，用同样的器材，通过改变实验的条件，让学生设计方案来探究重力势能的大小与质量和高度的关系，培养了学生的创新能力。又如：在师生共同探究完滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力的有关后，教师可让学生想一想：你们能不能用手中的器材来定量的探究一下滑动摩擦力的大小与压力的关系呢？这样让学生根据实验条件的改变，来创造性地探究新问题，从而达到培养学生创新思维的目的。我们在探究测量小灯泡的电阻的方法时，让学生在探究小灯泡在不同电压下发光时的电阻后，引导学生观察小灯泡的电阻在不同电压下，电阻是否相同呢？让学生观察，发现不同电压下，灯泡电阻不同，从而得出“导体的电阻与两端的电压有关”的观念，然后引导学生思考这与我们前面学过的影响导体电阻大小的因素与导体的本身的材料、长度、横截面积有关相矛盾。让学生进一步分析实验现象，进行猜想，不难得出：导体电阻可能与导体的温度有关，然后设计方案进行探究。通过将一段电阻丝与小灯泡、电流表及开关串联在电路中，然后闭合开关用酒精灯对电阻丝加热，发现灯泡的亮暗程度及电流表的示数大小发生了变化，不难创造性的得出新的实验结论及物理规律，即“导体的电阻与导体的温度有关”的结论.因此老师在问题的设计中，应促使学生从不同角度进行剖析，从多个侧面进行思考，引导学生从比较中寻找一类题的解题规律，开阔学生创新视野，拓展学生解题思路，促使学生从顺、从逆、从侧等不同角度进行思维。
创新思维活动是一种高级复杂的大脑活动，在物理课堂上通过创设问题情境引发思维冲突，在学生意识中激化矛盾，激起了学生强烈求知欲，在解决问题中认知平衡，进入认知良性发展，但创新能力的提高是非一法一时能奏效的。如果我们把创新思维的培养渗透到物理教学活动的各个环节中，长期坚持训练和培养，不断改进完善教学方法，学生的创新思维能力一定会得到锻炼、提高。
作者单位：山西省太原师范学院附中
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