关注创新能力的教学

随着时代的发展，培养学生的创新精神已成为素质教育的主旋律，联合国教科文组织认为，教育的使命是使每个人发展自己的才能和创造性潜能。创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，物理学研究的是物质的最普遍的运动形式和物质的基本结构，它是研究其他自然科学的基础，物理学与科学技术之间是紧密联系的，物理学基础理论的重大创新往往能促进整个科学技术的发展，反过来，科学技术的创新对物理学的研究也起推动作用。因此，时代要求我们，物理学的学科特点也要求我们，在物理教学中必须重视培养学生的创新精神。那么，在物理教学中，教师应怎样培养学生的创新精神呢?下面，本人结合原子物理教学内容谈一下培养学生创新精神的体会。

一、激发学生的好奇心。鼓励学生进行科学的猜想

100多年前，人们从化学实验中知道，物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由组成物质的最小微粒，是不可再分的。1897年汤姆逊从对阴极射线的研究中发现了电子，后来在发现x射线使气体电离以及光电效应等现象中，都从物质的原子中击出了电子，这表明电子是原子的组成部分，这一系列的实验现象，无疑是对人们一致认为原子是组成物质的最小微粒的观念的挑战，怀着强烈的探索欲望，20世纪初，科学家们提出了几种原子模型，但这几种原子模型当时都没有得到实验的证实，仅仅是一些猜想，课程进行到这里，学生的好奇心被大大地激发了，我们可以利用“电子是原子的组成部分，电子带负电，而原子是电中性的”这些已知的实验结论，让学生对原子内部构成也像科学家们一样提出各种假说，在好奇的状态下，他们高度兴奋，各抒己见，大胆猜想，连比带划的说明自己的模型的种种不足，在科学的、民主的争论中，培养了学生的创新意识。

二、鼓励学生探索。培养学生的批判精神

为了证实汤姆逊的原子模型，汤姆逊的学生卢瑟福和他的助手们做了用a粒子轰击金箔的实验，a粒子散射实验的结果大大的出乎卢瑟福的意料，绝大多数a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数a粒子却发生了较大的偏转，极少数a粒子的偏转角超过了90°，个别的a粒子甚至被弹回，实验中产生的a粒子大角度散射现象，让卢瑟福感到惊奇，因为只有当原子的全部的正电荷和几乎全部的质量集中在狭小的空间，并且与a粒子十分接近时，才能发生大角度的偏转，面对实验现象，卢瑟福没有牵强附会的用汤姆逊的原子模型进行解释，而是对当时的原子物理学的权——自己的老师的观点产生了怀疑，发出了挑战，提出了全新的原子核式结构模型，很好地解释了实验现象，取得了重大突破，奠定了他在原子物理学领域的权威地位。在教学过程中，我们应该充分地利用这一物理学史教育学生，不屈的探索，是成功者的阶梯，在探索中发现问题，研究问题，解决问题，对不合事实的，不迷信名家，不盲从权威，敢于提出新观点、新设想，敢于质疑，敢于标新立异，要具有强烈的批判精神。

三、打破条条框框，突破思维禁区，培养学生的求新精神

卢瑟福的原子核武结构模型很好地解释了a粒子大角度的偏转问题，但跟经典的电磁理论发生了矛盾，其一是不能解释原子的相对稳定性，根据经典的电磁理论，绕核高速旋转的电子应该向外辐射电磁波，因此它的能量要逐渐减少，电子绕核运动的轨道半径也应逐渐减小，电子将沿螺旋线的轨道运动，最后落到原子核上，这样原子应该是不稳定的，而实际并非如此，其二是不能解释氢光谱的不连续性，根据经典的电磁理论，电子绕核运动辐射出的电磁波的频率就是电子绕核圆周运动的频率，由于电子绕核运动的轨道是逐渐变化的，因此，运动的频率也将逐渐变化，辐射出的电磁波的频率也应该是逐渐连续变化的，而实际也并非如此。课程分析到这里，学生们会觉得茫然，感到束手无策，卢瑟福错在哪里呢?在教学中我们应该在学生们困惑与不解之时，响亮的告诉学生：卢瑟福错就错在他将经典的、在宏观低速领域中正确的电磁理论生搬硬套的运用于微观高速的新领域。这电光火石般的一击，使学生们震惊!他们为卢瑟福惋惜，惋惜他没有打破旧的理论的条条框框对自己思维的束缚，取得新的成就。

卢瑟福的学生玻尔面对老师的原子模型的缺陷，敢于突破思维禁区，大胆地将新的理论——普朗克的量子理论运用到原子系统上，建立了原子稳定时不辐射能量的原子定态理论。核外电子绕核运动轨道不连续的电子轨道理论和电子跃迁时才向外辐射频率一定的电磁波的电子跃迁理论，这三大假设，确立了玻尔的原子结构模型，较好地解决了卢瑟福的模型所面临的困难。生动的物理学史告诉我们的学生在面临困难、面临绝境时，我们应该打破常规，突破思维和行动的禁区，勇于求新，卢瑟福和玻尔的成功就在于他们敢于求新，而卢瑟福理论的缺陷和玻尔理论的局限性还是由于他们不能彻底地摆脱旧的理论的束缚，没有进行更多、更大的创新!活生生的事例，激情洋溢的讲叙，对培养学生的求新精神必将产生不可估量的影响。

四、相信自己，勇于实践，培养学生的独立精神和挑战精神

相信自己的能力，敢于提出问题，敢于提出解决问题的方案，大胆进行讨论论证，勇于实践，能够坦然的承担成功的喜悦或失败的苦涩，是一个人具有强烈的独立精神的体现，也是一个人具有创新精神的体现。1930年人们用a粒子轰击铍元素时发现了一种穿透本领很强的、电中性的、不可见的粒子，当时大多数的物理学家一致认为它是一种高能的Y射线，即光子流，但查得威克坚持要用实验的结果说话，经过反复的实验，查得威克得出这一不可见的粒子是中子的正确结果，人们用了两年的时间，经过艰难曲折的过程才发现了中子。原子物理学的发展过程中有许多的事例都说明要取得成就，就要有独立精神和挑战精神，实际上物理学的发展史，乃至我们人类智慧的发展史，其实就是一部不断挑战、不断创新、不断前进的历史。