中学物理教育在国家创新人才培养的重要性研究.docx
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中学物理教育在国家创新人才培养的重要性研究
学校代码10722学号0807212112
分类号密级公开
咸阳师范学院
本科毕业论文
题目：
中学物理教育在国家创新人才培养的重要性研究
（中、英文）
Theimportantresearchonphysicseducationofmiddleschoolinnationalinnovationpersoncultivation
作者姓名白雪
专业名称物理学
学科门类理学
指导老师张小安
提交论文日期2010-6-1
成绩等级评定
摘要
现代的教育是素质教育，素质教育需要的是科学教育。
科学教育是以培养和训练学生具有科学态度、科学知识、科学方法、科学实践能力和科学价值观的教育活动，是培养科学技术人才和提高民族科学素质的教育。
作为中学物理学科对于完成这些任务起着十分重要的、其他学科不能替代的作用。
而要发展现代教育就要培养创新人才。
主要表现为：
（一）有助于全面提高学生的科学素质和科学素养
（二）有助于发挥学生的特长，发展学生的个性品质（三）有利于培养学生创新意识和综合实践能力（四）有利于转变学生固有的学习方式（五）有利于学生知识与能力的综合，理论与实践的结合。
中学物理教育在国家创新人才培养的重要性由此可见一斑。
关键词：
物理教育；创新人才；创造性思维
Abstract
Themoderneducationistheeducationforall-arounddevelopment,whattheeducationforall-arounddevelopmentneedsthescientificculture.Thescientificcultureisraisesandtrainsthestudenttohavethescientificattitude,thescientificknowledge,thescientificmethod,thesciencepracticalabilityandthescientificvaluespedagogicalactivity,istheraisecontainsscientificandtechnicalpersonnelandimprovesthenationalscientificqualitytheeducation.Regardingcompletesthesetasksasthemiddleschoolphysicsdepartmenttoplaytherolewhichveryimportant,otherdisciplinescannotsubstitute.Butthedevelopmentofmoderneducationshouldcultivateinnovativetalents.Themainperformanceis:
（1）Itcontributestoanoverallimprovetheirscientificqualityandscientificliteracy.
（2）Itcanbehelpstudentsdevelopexpertise,developtheirindividualcharacter.（3）ItisconducivetoinnovationandstudentsComprehensivepracticalability.（4）Itisconducivetolearninginherentinchangingthestudents.（5）Itcanbehelpstudent’scomprehensiveknowledgeandability,thecombinationoftheoryandpractice.Themiddleschoolphysicseducationcanbeinferredfromthisinthenationalinnovationpersonneltraining'simportance.
Keywords:
Physicaleducation;Innovationtalentedperson;Creativethinking
前言
物理学是自然科学里最基础的学科的之一，在现代科技中占有十分重要的地位。
它与生产实际紧密联系，包含着许多反映现代化建设成就的新内容。
物理学几乎渗透到自然科学和社会生活的各个领域，物理学的发展带动了整个社会的发展，成为经济和社会发展的基础性科学。
培养学生创新意识和创造能力是21世纪大学教育的目标所在,也是素质教育的重要内容。
物理学的教育在培养学生创新意识和创造能力方面有着不可替代的作用。
物理教育需要“敢于质疑、勇于探究、善于思维、勤于实验”。
随着教学改革的不断深化，全面实施以培养学生的创新精神和实践能力为重点的素质教育已成为教育界的共识。
对物理学科而言，在实施新课程和新教材过程中，不断地有许多新的观点，好的做法出现，并且也涌现出成功的典型。
中学物理学科中的优秀学生，在进一步深造之后，都将是肩负着祖国科技兴衰的重任。
1培养创新人才的紧迫性
随着社会的发展，基础物理研究和高层次科技人才的培养正面临着新的需求和新的挑战。
这一方面要求将自由探索性研究有计划、有层次地向战略性、定向性研究目标转变,要求基础物理研究更加紧密地面向经济建设、社会发展中的重大科学问题,直接为国家目标服务同时也要求在人才培养上,既要造就理论素养好,视野广,后劲足的基础物理研究和高技术研究人才,又要培养大批理论联系实际,多学科交叉的应用型、技术型人才。
另一方面,在经济大潮的作用下,基础物理研究的环境和学术氛围受到很大冲击,从事基础物理研究的队伍正处于很不稳定的状态此外,对于基础研究的长期投人不足,从事基础研究人员工资待遇普遍偏低等等。
这些因素和矛盾的迭加,势必严重影响我国基础研究的进一步开展,导致工作在基础研究第一线的优秀人才大量流失。
目前就世界范围来看,我国的基础研究在发展中国家中尚居前列。
但是,与美国、日本和欧洲发达国家相比,无论是经费投人、设备配置、队伍结构、国际开放程度,还是研究成果和学术水平,都还有很大的差距。
为了使我国基础研究的水平迈上一个新的台阶,与现代化建设事业的需要相适应同时,加速培养和造就一批具有世界先进水平的中青年学术攻坚人才,使高等学校知识和技术创新基地尽快取得创新性成果,我提出以下几个建议
第一、国家要加大对于科学研究与试验发展的经费投人,并相应地加大对于基础研究的投人。
要赶超世界先进水平,除了有“后来居上”的雄心和“有所为,有所不为”的战略考虑外,一定要以相应的经费投人为后盾。
应该在提高大学基础研究地位的同时,较大幅度地增加对于高校国家重点实验室等基础研究骨干基地的投人,使高校在基础研究和创新人才培养方面的优势和潜能得以更好的发挥,为国家作出更大的贡献。
第二、宽厚、扎实的基础知识和多学科综合的良好环境,对于优秀科技人才的培养和成长是不可或缺的重要条件,这不仅关系到他们能否在研究生阶段出一定的科技成果,而且将影响到他们在整个科学生涯中能否有更大的作为。
国家应该进一步从政策上、制度上、经费上给予较充分的保证,为优秀科技人才的加速成长尽可能地创造一个较好的工作和生活条件,使他们能够在相对宽松、和谐的学术环境中潜心研究和发展,力争在21世纪初期能够为国家培养出一批在基础研究前沿领域具有相当国际知名度的、年轻的科学大师。
第三、要努力寻求和探讨一种切实可行、促进科技人才流动的模式,进一步建立和完善高校骨干研究基地人员优化、队伍动态稳定的机制,以竞争选优方式精选一批以科研工作为主的骨干教师进人基础研究基地,严格实行合同聘任制和岗位责任制并在研究基地的固定和客座人员中坚持实行一定比例的周期性流动,真正从国家制定的宏观政策和措施上努力为这些科研基地能够自主聘用和吸引国内外优秀的科技人才、优化学术骨干队伍创造有利的条件。
2培养创新人才的核心是培养
随着社会的发展，信息化的普及，社会对人才的需求已于过去不同。
迫切需要创新人才而非传统人才，需要与时俱进而非墨守陈规，这就需要我们在培养人才方面注重培养创新人才，而培养创新人才的核心是培养。
2.1什么是“创新”和“创新人才”
“创新”是指能为人类社会的文明与进步创造出有价值的、前所未有的全新物质产品或精神产品。
创新过程就是创造性劳动的过程，没有创造就谈不到创新。
人类要生存、要发展就必须创新。
因为创造了生产工具才使人类脱离动物界；因为创造了语言文字才使人类脱离原始人的蒙昧状态逐渐发展成为有高度智慧的现代人。
人类与自然作斗争的每一次胜利都离不开创新。
所谓“创新人才”是指具有创新精神的创造型人才也就是具有创新意识、创造性思维和创新能力的人才，而其核心则是创造性思维。
这是因为创新意识是指具有为人类的文明与进步作出贡献的远大理想，有为科学与技术事业的发展而献身的高尚精神和进行创造发明的强烈愿望；创新能力则是指具有把上述理想、精神、愿望转化为有价值的、前所未有的精神产品或物质产品的实践能力。
创新意识主要解决“为什么要创新”即创新的动力问题，显然，创新意识要通过长期的、坚持不懈的人生观与价值观的教育才能培养；创造性思维和创新能力则解决“如何创新”的问题。
前者（创造性思维）解决如何形成创新的思想、理论及设计，后者则解决如何把创新的思想、理论及设计转化为实际的精神产品或物质产品。
可见，创新意识是实现创造发明的前提与动力，对于创新人才的培养具有至关重要的意义。
从另一方面讲，创新意识和创新能力又必须要有创造性思维作基础，离开创造性思维，创新意识将成为不切实际的空谈；离开创造性思维，精神产品或物质产品的产生就成为无源之水、无本之木，所谓的“创新能力”也不过是事倍而功半的傻干，甚至是徒劳而无功的蛮干。
所以从这个意义上说，创造性思维又是创新意识和创新能力的基础与核心。
既然创造性思维是创新人才最基础的素质，培养创新人才的核心就是要培养创造性思维。
在培养创新人才过程中，必须紧紧抓住这个主要矛盾，即紧紧围绕这一核心来考虑、来研究创新人才的培养问题。
2.2怎样培养创造性思维
创造性思维一般可分为发散思维、直觉思维、形象思维、逻辑思维、辩证思维，所以对其培养有以下五方面：
2.2.1重视发散思维的培养
传统教育只强调聚合思维（集中思维、求同思维、正向思维），而不讲发散思维（求异思维、逆向思维、多向思维），这是有其深刻的教育思想根源的。
传统教学模式强调以教师为中心，强调教师对学生单向讲授知识，把学生当作知识灌输对象，其目标是把学生培养成能很好地理解、消化和应用前人知识与经验（但不善于创造新理论、新知识）的应用型人才。
若仅从知识传授角度考虑，传统教育并非没有优势（从学科考试情况看，我们学生的成绩普遍高于西方国家同类学生的水平），我们传统教育的主要弊病在于不能培养出大批具有创造性思维的创新人才，因为这种教育的目标就不是要培养“创新”能力，而是要向学生灌输知识，不是把学生看成活生生的、有主观能动性和创造性的认知主体，而是把学生看成是外部刺激的接受器，是知识灌输的对象。
在这种教育思想指导下，理解、消化学科的基本理论、基本概念，理解、消化老师讲授的内容就成为教学的最高要求、最高目标。
学生的思想观念、学生对一切问题的认识理解都必须集中、统一到学科的理论体系和基本概念上来；学生的全部言行都必须符合教师的要求和传统的规范。
这正是聚合思维（集中思维、求同思维、正向思维）所要达到的目标。
聚合思维的优点是有利于学科知识的传授与学习，有利于对前人知识与经验的掌握；其弊端则是容易造成学生对书本、对教师、对权威的迷信，以为书本上的都是经典，教师讲的都是真理，不敢提出半点怀疑。
所以只讲聚合思维，只能使我们的认识永远停留在前人的水平上，不可能产生新的理论、新的思想。
为了创新，必须强调发散思维，没有发散思维（求异思维、逆向思维或多向思维）就不会有任何创造性的萌芽和创造性的成果。
可以说一切创造都起源于发散思维，这方面的例子不胜枚举，如：
法拉第发现电磁感应定律。
1820年丹麦奥斯特就已发现通电导线能使旁边的磁针偏转，说明通电导线周围能产生磁场（电可以产生磁）。
同年法国的安培也发现两根通电导线之间有相互作用——电流同方向时相斥，异向时相吸。
法拉第知道这个消息后立即想到：
“既然电可以产生磁，那么反过来，磁也应该可以产生电”。
这就是逆向思维、求异思维，正是在这种思维的指引下，法拉第经过11年的努力，终于用实验证实了这一假说，并且发现了感生电动势大小与磁通量变化率成正比的电磁感应定律。
不仅这一创造性发现的萌芽，是来自逆向思维、求异思维，而且这一创造性成果的取得也要仰仗逆向思维、求异思维。
除此以外，象直升机的发明（起源于对螺旋桨安装方式的求异思维——将螺旋桨安装位置由机身前方改到机身上方），航空母舰的创造（起源于异想天开的发散思维——幻想钢筋水泥浇铸的飞机跑道能灵活地移动起来）和新一代治癌药物的出现（起源于与传统观念完全对立的的逆向思维——不是用放射线把癌细胞杀死或消极地用药物来抵御癌细胞对健康机体的侵袭，而是按照“化敌为友”的思想，设法把癌细胞转化为正常细胞）……等等，桩桩件件发明创造，无一不闪耀出发散思维（求异思维、逆向思维、多向思维）的光辉。
可见，发散思维尽管只解决“方向性”问题而不涉及具体如何思维，但在创造性活动中却往往能起决定性的作用。
2.2.2重视直觉思维的培养
对于直觉思维，我们应当注意两个问题：
其一是，直觉思维在本质上是对事物之间关系（即内在联系）的整体把握，这是由直觉思维所用的材料（关系表象）所决定的；其二是，直觉思维虽然是在瞬间作出快速判断，却并非凭空而来的毫无根据的主观臆断，而是建立在丰富的实践经验和宽厚的知识积累基础之上，运用直观透视和空间整合方法所作出的直觉判断。
这种直觉判断虽然不能保证绝对可靠，但一般来说，总是有一定根据的。
实践经验愈丰富，知识积累愈宽厚，这种根据就愈可靠，直觉判断也就愈正确。
关于依靠直觉思维形成灵感或顿悟，从而实现科学领域理论上突破的一个著名例子是“阿基米德原理”的发现。
正是通过直觉思维使阿基米德在坐下浴盆的瞬间突然领悟到：
浴盆中水面升高的体积很可能等于身体浸入水中部分的体积。
“水面升高部分的体积”和“身体浸入水中部分的体积”这两件事，从表面上看互不相干，但是阿基米德通过整体把握与直观透视方法，却在瞬间发现了二者之间的内在联系——体积相等。
牛顿从苹果落地而发现“万有引力定律”也与直觉思维分不开：
“苹果落地”和“月亮绕地球旋转”，在一般人看来，这是风马牛不相及的两件事，但是牛顿却从中领悟到苹果之所以掉到地上而不朝天上飞，和月亮始终绕着地球转而没有脱离地球和太阳系飞向宇宙深处，都是由于有地心引力作用，即看到了两个表面互不相关的事实之间的内在联系，这就是一种高度发展的直觉思维能力。
要想能看出一般人所看不到的内隐关系，就要依靠这种能力。
2.2.3重视形象思维的培养
如“大陆漂移说”的提出，在20世纪初，一些地质学家和气象学家（如美国的泰勒和贝克以及德国的魏格纳等人）在观看世界地图过程中都发现南美洲大陆的外部轮廓和非洲大陆是如此相似，遂产生一种奇妙的想象——在若干亿年以前，这两块大陆原本是一个整体，后来由于地质结构的变化才逐渐分裂开来。
在这种想象的指引下，魏格纳进行了大量的地质考察和古生物化石的研究，最后以古气候、古冰川以及大洋两侧的地质构造和岩石成分相吻合等多种论据为支持，提出了在近代地质学上有较大影响的“大陆漂移说”（这一学说到50年代进一步被英国物理学家的地磁测量结果所证实）。
可见，“大陆漂移说”的提出离不开上述奇妙的想象。
迄今为止，在我国原国家教委统编的高等院校哲学教材和心理学教材中，占统治地位的观点是，只有逻辑思维才能揭示事物的本质和事物之间内在联系的规律，因而是理性思维、高级思维，其他形式的思维（如形象思维和直觉思维）都不能揭示事物的本质和事物之间内在联系的规律，只能获得对事物的感性认识，因而是非理性思维（言下之意是低级思维）。
事实上，在人类的三种基本思维形式之间只有思维材料和思维加工手段、方法的不同，而没有高低级之分。
而且从探索新事物的本质、规律即从创造性活动考虑，形象思维和直觉思维由于具有整体性、跳跃性而不是象逻辑思维那样具有直线性、顺序性，所以往往比逻辑思维更适合于探索和创新的需求。
事实上，创造性活动中的关键性突破主要靠形象思维（尤其是创造想象）或直觉思维，而不是靠逻辑思维。
2.2.4重视逻辑思维的培养
逻辑思维本身虽然不大可能象形象思维与直觉思维那样直接形成灵感或顿悟。
但是，时间逻辑思维又是创造性思维过程中的一个不可缺少的要素，这是因为，不论是形象思维还是直觉思维，其创造性目标的最终实现都离不开时间逻辑思维的指引、调节与控制的作用。
例如上面提到的“大陆漂移说”尽管是起源于对世界地图的观察与想象，但是在20世纪初期曾进行过这类观察和想象的并非只有德国的魏格纳一个人，当时美国的泰勒和贝克也曾有过同样的观察和想象，并且也萌发过大陆可能漂移的想法，但是最终未能像魏格纳那样形成完整的学说。
其原因就在于，这种新观点提出后，曾遭到传统“固定论”者（认为海陆相对位置固定的学者）的强烈反对。
泰勒和贝克等人由于缺乏基于逻辑分析的坚定信念的支持，不敢继续朝此方向进行探索，所以最终仍停留在原来的想象水平上。
只有魏格纳利用气象学的知识对古气候和古冰川的现象进行逻辑分析后，所得结论使其仍坚持原来的想象，并在这种分析结论的指引与调控下，对大洋两侧的地质构造及古生物化石作了深入的调研，终于在1915年发表了著名的《大陆和海洋的起源》一书，以大量的证据提出了完整的“大陆漂移说”。
以上事实表明，逻辑思维虽然不能直接产生灵感或顿悟，但是对创造性目标的实现却有指引和调控作用，离开逻辑思维的这种作用，光靠形象思维和直觉思维，创造性活动是不可能完成的。
2.2.5重视辨证思维的培养
辨证思维是指能运用唯物辨证观点来观察、分析事物——尊重客观规律，重视调查研究，一切从实际出发，实事求是；能用对立统一观点看问题，既要看到事物之间的对立，也要看到事物之间的统一和在一定条件下事物之间的相互转化，既要看到事物的正面，也要看到反面，能从有利因素中看到不利因素，也能从不利因素中看到有利因素。
总之，是两点论不是一点论。
在我国古代的优秀文化遗产中，运用辨证思维的例子可谓比比皆是，有些已经家喻户晓、深入人心。
比如“庖丁解牛”、“曹刿论战”、“曹冲称象”、“邹忌讽齐王纳谏”以及刘禹锡的诗……等等，都包含深刻的辩证逻辑思维。
其中绝大部分都已编入中小学的语文或历史教材中，如能很好地运用这些教材，将会对我国青少年创造性思维能力的培养发挥不可估量的重要作用。
由于辨证思维是从哲学高度为创造性思维活动提供解决问题的思路与策略，所以它不仅在创造性思维活动的关键性突破这一环节中有至关重要的意义，而且在整个创造性思维过程中都有不容忽视的指导作用。
总之，我们应当把辨证思维贯穿到整个创造性思维过程中去，这样才能使我们的思维内容和思维成果更全面、更深刻和更具洞察力，也才有可能真正实现创造性突破。
3现代物理教育技术对培养创造性思维的重要意义
多媒体网络引进课堂，使得物理教育不同于过去。
通过动漫课件学生可以更加直观的感受到物理现象、规律，多方位、多角度的分析物理现象对激发学生创造性思维具有重要意义。
3.1现代物理教育技术的最新理论基础
现代物理教育技术，通俗地说就是指以计算机为基础的信息技术在物理教育教学中的应用。
自九十年代以来，随着多媒体和计算机网络应用的日益普及，作为现代教育技术最新理论基础的建构主义正在国际上迅速流行。
建构主义认为，知识不是通过教师讲授得到的，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，充分利用各种学习资源（包括文字教材、音像资料、多媒体课件、软件工具以及从网络上获取的各种教学信息等等），通过意义建构而获得。
由于学习是在一定的情境下借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程，因此建构主义学习理论认为“情境创设”、“协作学习”、“会话交流”是学习环境的基本要素。
建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，也就是说，既重视学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。
学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受器。
建构主义强调学生自主学习、自主发现、自主探索，在老师帮助下，主动建构知识的意义，反对教师对学生的单向灌输，反对迷信书本、迷信权威；因而基于建构主义的新型教学模式最有利于培养发散思维、求异思维、逆向思维，所以是对“发散思维”的强有力的支持。
除此以外，由于建构主义主张充分利用各种学习资源，并强调“情境创设”、“协作学习”的学习环境和“发现式”、“探索式”学习策略，所以又是对直觉思维、形象思维和辩证思维的有力支持。
3.2多媒体课件的作用
形象思维的基础是观察能力、联想能力和想象能力，在这方面多媒体课件有其得天独厚的优势。
电脑多媒体辅助教学（CAI）是现代教学技术中最先进的一种方法，它具有直观形象、生动活泼、声像并茂的特点，利用它可以实现人机交互、化难为易、化繁为简、化静为动、化抽象为直观，提高学生的兴趣和注意力，从而提高现代物理知识的渗透效果。
3.3计算机网络教学的特点
“协作式学习”是网络教学的最重要特点、也是最重要优点之一；协作式学习提倡讨论、交流，学术民主，鼓励自由发挥、自由想象，因此能集思广益，便于多种不同观点的碰撞与交流，能在较短时间内使同一小组或同一班级的每一位学生都对同一复杂问题，获得多方面的较深入的认识，这对于了解事物的复杂性和培养辨证思维、发散思维，无疑大有好处。
除此以外，协作学习还能和谐人际关系，并有效地培养学生为同一目标而团结共事的合作精神。
“发现式学习”，强调通过网络这一丰富的资源库来自主学习、自主探索、自主发现，这不仅有利于发散思维、求异思维的培养，对于了解事物的多面性、复杂性以及事物之间的辨证关系，即培养辨证思维也非常有好处。
3.4教师的主导作用
建构主义提倡在教师指导下的、以学生为中心的学习，而教师主导作用的发挥对于培养学生的逻辑思维能力是特别重要的。
事实上，教师主导作用的发挥主要是通过“言传身教”进行，而“言传”本身就离不开逻辑思维，这是因为语言和逻辑思维密切相关，教师所说的每一句话都是在向学生进行逻辑思维的示范。
所以，不论任何学科、任何教学内容，只要涉及教师的主导作用就都离不开逻辑思维。
所以上述“发展想象能力”的形象思维培养过程，同时也是教师对学生进行严密的逻辑思维能力的训练过程。
以形象思维内容为主的教学过程中，在教师起主导作用的条件下尚且与逻辑思维的训练密切相关，如果是以逻辑思维内容为主的教学过程就更可想而知了。
由此可见，教师主导作用的发挥确实可以对“逻辑思维”提供最有力的支持。
结束语
综上所述，过去的物理教学，只重视物理知识的传播，把陈旧的、过时的一部分知识当成宝贝，向学生一味的灌输，而很少过问物理学的发展现状，很少考虑学生的主动性、创造力的培养，忽略了社会和科技发展对学生素质的更高要求，把学生当成知识的容器。
这种旧观念必须转变。
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