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形象思维是运用已有表象进行的思维活动,它要解决的问题是把思想形象化,或者建立一个新的形象体系,解决问题的方式是想象活动,形象是无力思维中的最高形式,无理想象是指根据已有物理表象进行再现,物理情景或创新的过程。物理想象按层次可分为物理再现想象和物理创新造性想象,再现想象是创造的基础,物理创造形象又是物理假说的重要环节,许多重大的物理发现无一不是建立在物理创造性想象基础上的,如麦克斯韦的电磁理论,卢瑟福的原子核式模型等,学生形象思维能力的培养主要是靠再现想象与创造性想象来实现的。要培养学生的物理创造性想象,首先得培养学生的物理再现想象。
物理想象按内容又可分为:时空想象、理想化想象、物力图景想象。图景想象是物理再现想象的核心。再现想象是形象思维的关键。而物理图景又可分为“静态图景”(物理形象、状态)和“动态图景”(物理过程、现象)。在教学过程中我们发现学生对“静态图景”的再现想象还可以,但是对“动态图景”的再现想象明显较差,究其原因主要是头脑中的动态物理表象积累较少,由于传统教学手段的局限性,过去我们教师能提供形象的动态物理表象手段,只是演示实验和物理录像。物理录像片源较少,而演示实验往往只有坐在教室前面的同学才能看到,并且观察能力较强的才能达到想象的要求。
想象是人们大脑对已有的事物形象进行加工改进形成事物新形象的一种实践活动,把想象运用到实验就有了“想象实验”和“实验想象”,所谓“想象实验”,即在人们大脑中依据一定的规律模拟实验过程。而“实验想象”是人们在大脑中,对原有的实验再现加工深化等过程。在教学中恰当运用“想象实验”和“实验想象”,对学生知识的掌握,形象思维能力的培养,有着重要的影响。本文就通过“想象实验”和“实验想象”在初中物理教学中的应用,进行了简单的讨论。
一、通过“想象实验”可以弥补器材实验的薄弱之处
在物理教学中,有一些内容,是无法用实验来验证的,这就需要教师要努力创设情境,引导学生借助“想象实验”来完成教学任务,如牛顿第一定律教学实验室的实验,让小车从斜面上相同高度处滑下,第一次滑到铺毛巾的平面上,小车移动较短距离即停住;第二次滑到铺有棉布的平面上,小车移动稍长距离后停住;第三次滑到木板平面上,小车移动较长距离才停住。下面的实验怎么做呢,既没有无摩擦的足够长的板,也不能使空气对小车的阻力为零,那么如何来说明在光滑平面上运动的小车不会停止,而是永远运动下去?这就要用“想象实验”来引导学生思考:从以上三次实验中发现小车受到的阻力小一点,小车移动距离就远一点,阻力更小一点,小车移动的距离就更远,阻力小到零,小车就可能永远运动下去,反过来再说,没有阻力小车怎么会慢下来?不慢下来小车就在做匀速运动,利用以上的器材实验和想象实验,学生基本上能接受牛顿第一定律。当然教师最后要说明,牛顿第一定律虽然不能验证,但是没有反例的,从逻辑上说这是不完全归纳,从物理思维上来说,可认为是真理。
二、通过“实验想象”帮助学生不断构建新的实验情景,培养学生的形象思维能力
有许多物理实验,知道结论可以分析,也能够验证,却很难显示实验的直观过程,此时,对实验的想象就必不可少。例如:红墨水在水中扩散的实验,看到的现象是一滴红墨水滴入一杯清水中,过一段时间,红色水慢慢扩大,最后均匀地染红整杯水。这个实验的现象和结论是清楚的,还能在现有条件下直接观察到真实的分子运动规律。所以教师就要指导学生,想象清水的分子是一个个的红色小球,原先这些白、红色小球分开,后来小球不停地运动,不停地互相碰撞,碰撞中进入对方,最后看不出哪边是白的,这就是小球的扩散。当然,分子不是小球,分子间的碰撞也不同于小球的碰撞,重力对分子的影响不像对小球的影响那么大,作为最初理解分子运动的规律是十分有益的,这种学习方法掌握好了,对以后学习会有好处。
三、通过“实验想象”,引导学生深入理解实验的内涵
只有让学生理解的知识,才能真正变成学生自己的知识,为今后的学习打下良好的基础。例如,在研究影响电磁铁磁性强弱因素时,在做完实验并且得出结论后,还应该思考一个问题:磁性强弱与电流有关,比较好理解,因为奥斯特实验已证明电流周围存在磁场,电流大磁性强。那么,同样大小的电流,为何线圈匝数多,磁性就强呢?匝数的真实含义是什么?这里教师可以引导学生探究这个疑问,激发其想象力。经过师生雙方充分探讨,在总结如下:设导线中电流为I,导线绕一圈,环绕电流为I;导线绕两圈,环绕电流就变为2I;若导线绕n圈,则环绕电流为nI。所以,线圈匝数的增加,实质上是环绕面电流的增大,即实际上是相当于面电流增大。这样,学生的理解就更深一层,也不需死记硬背。
总之,实验对培养学生的物理形象思维,特别是物理想象力有着十分明显的作用。这正是实验对培养学生无力形象思维中想象力的特色所在。
物理想象按内容又可分为:时空想象、理想化想象、物力图景想象。图景想象是物理再现想象的核心。再现想象是形象思维的关键。而物理图景又可分为“静态图景”(物理形象、状态)和“动态图景”(物理过程、现象)。在教学过程中我们发现学生对“静态图景”的再现想象还可以,但是对“动态图景”的再现想象明显较差,究其原因主要是头脑中的动态物理表象积累较少,由于传统教学手段的局限性,过去我们教师能提供形象的动态物理表象手段,只是演示实验和物理录像。物理录像片源较少,而演示实验往往只有坐在教室前面的同学才能看到,并且观察能力较强的才能达到想象的要求。
想象是人们大脑对已有的事物形象进行加工改进形成事物新形象的一种实践活动,把想象运用到实验就有了“想象实验”和“实验想象”,所谓“想象实验”,即在人们大脑中依据一定的规律模拟实验过程。而“实验想象”是人们在大脑中,对原有的实验再现加工深化等过程。在教学中恰当运用“想象实验”和“实验想象”,对学生知识的掌握,形象思维能力的培养,有着重要的影响。本文就通过“想象实验”和“实验想象”在初中物理教学中的应用,进行了简单的讨论。
一、通过“想象实验”可以弥补器材实验的薄弱之处
在物理教学中,有一些内容,是无法用实验来验证的,这就需要教师要努力创设情境,引导学生借助“想象实验”来完成教学任务,如牛顿第一定律教学实验室的实验,让小车从斜面上相同高度处滑下,第一次滑到铺毛巾的平面上,小车移动较短距离即停住;第二次滑到铺有棉布的平面上,小车移动稍长距离后停住;第三次滑到木板平面上,小车移动较长距离才停住。下面的实验怎么做呢,既没有无摩擦的足够长的板,也不能使空气对小车的阻力为零,那么如何来说明在光滑平面上运动的小车不会停止,而是永远运动下去?这就要用“想象实验”来引导学生思考:从以上三次实验中发现小车受到的阻力小一点,小车移动距离就远一点,阻力更小一点,小车移动的距离就更远,阻力小到零,小车就可能永远运动下去,反过来再说,没有阻力小车怎么会慢下来?不慢下来小车就在做匀速运动,利用以上的器材实验和想象实验,学生基本上能接受牛顿第一定律。当然教师最后要说明,牛顿第一定律虽然不能验证,但是没有反例的,从逻辑上说这是不完全归纳,从物理思维上来说,可认为是真理。
二、通过“实验想象”帮助学生不断构建新的实验情景,培养学生的形象思维能力
有许多物理实验,知道结论可以分析,也能够验证,却很难显示实验的直观过程,此时,对实验的想象就必不可少。例如:红墨水在水中扩散的实验,看到的现象是一滴红墨水滴入一杯清水中,过一段时间,红色水慢慢扩大,最后均匀地染红整杯水。这个实验的现象和结论是清楚的,还能在现有条件下直接观察到真实的分子运动规律。所以教师就要指导学生,想象清水的分子是一个个的红色小球,原先这些白、红色小球分开,后来小球不停地运动,不停地互相碰撞,碰撞中进入对方,最后看不出哪边是白的,这就是小球的扩散。当然,分子不是小球,分子间的碰撞也不同于小球的碰撞,重力对分子的影响不像对小球的影响那么大,作为最初理解分子运动的规律是十分有益的,这种学习方法掌握好了,对以后学习会有好处。
三、通过“实验想象”,引导学生深入理解实验的内涵
只有让学生理解的知识,才能真正变成学生自己的知识,为今后的学习打下良好的基础。例如,在研究影响电磁铁磁性强弱因素时,在做完实验并且得出结论后,还应该思考一个问题:磁性强弱与电流有关,比较好理解,因为奥斯特实验已证明电流周围存在磁场,电流大磁性强。那么,同样大小的电流,为何线圈匝数多,磁性就强呢?匝数的真实含义是什么?这里教师可以引导学生探究这个疑问,激发其想象力。经过师生雙方充分探讨,在总结如下:设导线中电流为I,导线绕一圈,环绕电流为I;导线绕两圈,环绕电流就变为2I;若导线绕n圈,则环绕电流为nI。所以,线圈匝数的增加,实质上是环绕面电流的增大,即实际上是相当于面电流增大。这样,学生的理解就更深一层,也不需死记硬背。
总之,实验对培养学生的物理形象思维,特别是物理想象力有着十分明显的作用。这正是实验对培养学生无力形象思维中想象力的特色所在。