浅谈初中物理思维的形成

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  人的学习过程是思维的形成过程,从不知道到知道,从知之甚少到知之较多,从无知变有知的过程,学生的学习过程要注重学生思维的形成更加有利于学生的终身学习,在教学过程中应用生活中常见物理现象的引导和分析,使学生遇到问题主动想象和分析问题,从基本物理概念出发,通过字里行间逐字逐句理解概念,同时对照生活现象加深对物理概念的理解,由浅入深,层层深入,才能将书本知识变成自己的财富,俗话说:“予人以鱼,惠其一时,授之以渔,惠其一世”.若学生缺乏正确的学习方法会事倍功半,著名教育家陶行知先生指出:“我以为好的先生不是教书,不是教学生,乃是教学生学.”所以教师在传授知识的同时,还应注重学习方法的指导,帮助学生掌握科学的认知规律,科学的学习方法为创造高效课堂提供了重要保障.为了教学生会学习,我们要鼓励学生敢于提出疑问,引导学生产生疑问,进而发现问题,要给学生质疑的时间和空间,使学生可以随时产生质疑,会质疑本身就是思维的发展,能力的提高.通过质疑使学生获得有益的思维训练,变“学会”为“会学”,会“发现问题——分析问题——解决问题——发现新问题”在此过程中,由此及彼,举一反三,养成勤于思考的习惯。
  物理问题不只是物理公式的应用,而其基础来源于物理概念的理解,物理计算是借助数学应用,应用的具体过程是借助数学这门专门研究现实世界中数量关系和空间形式的科学,对于发展思维具有特殊的作用.虽然小学数学教学的内容虽然简单,属其他理科学科的先辈,但对于发展学生物理思维的能力有极其重要的作用.应用题教学是对小学生进行思维训练,培养小学生数学逻辑思维能力的最重要渠道,也是提高学生数学素质的重要途径,同时为今后学习理化奠定坚实的基础.因此,应用题教学必须借助图文并茂突出思维训练,展开思维过程,教给思维方法,培养思维能力。
  1建立表象,培养抽象思维
  思维的基础材料是表象,表象是对直观材料的初步概括,必须依靠感知去形成和积累.因此,充分感知积累表象是思维展开的前提和基础在应用题教学中,教师必须根据应用题的内容,借助直观形象让学生充分感知,从中积累反映应用题数量关系的表象,继而根据表象思考解题思路,寻求解题方法,建立图文并茂的抽象逻辑思维.例如在匀速直线运动的教学中:“张华和李诚同时从家里向学校走来,张华每分钟走65米,[HJ1.55mm]李诚每分钟走75米,经过4分钟,他们同时到校,他们两家相距多少米?”在理解题意阶段,教师利用数学思维分析必须通过“图象直观”(挂出题目内容示意图)和“动作直观”(让学生根据图意表演),以及符号直观(箭头表示运动方向)等,让学生多角度充分感知题意,从中积累反映“相向”、“同向”“同时”、“相遇”、“速度”、“速度和”、“速度差”、“时间”、“距离即路程”等概念的表象,理解表象间的相互关系,为思考解题思路奠定基础.然后,才能对表象间相互关系进行分析、综合,从中找出决定整体特征的本质联系.即:距离=速度×时间,而速度和指张华速度与李诚速度之和或:距离=速度差×时间,而速度差指张华速度与李诚速度之差.这样,解题张华速度与李诚速度之和方法自然是学校位于两家中间,在分析过程中归纳出来.解题利用二者速度差的方法自然想到两家位于学校的同旁.同时借助速度和与差引入相对运动,可以将物理概念迎刃而解。
  2活化物理概念,培养抽象思维能力
  物理学中有许多概念比较抽象,学生难以理解,只有死记,无法进入创造思维情境.例如在大气压的教学时,教师设置有趣的小实验和诱导性问题,如果将抽象的概念活化,使学生能形象直观地“顿悟”概念的内涵,把抽象的问题具体化.如人们时刻跟大气打交道,从来未感觉到大气压强的存在.在讲大气压强前增加一个小实验:将小试管插入盛满水的大试管中,竖直倒悬于空中.当学生看到小试管不断进入大试管时,会惊讶地发出疑问:“为什么小试管不掉下来?”为鼓励学生猜想,教师提出:“是不是水把小试管吸进去了?”“是不是有一种什么力把小试管推进去了?”当学生发现是空气压力“作怪”时,一种成功的喜悦顿时由心底溢于言表.但学生还会怀疑水的粘性,为此,演示在杯里水中加两个彩色玻璃珠并在杯底钻一小孔,用手指堵住小孔演示覆杯实验,让学生看见水和珠子不会掉下来,当手指移开小孔,水和水珠立即掉下来,这就排除了水的粘性起作用,大气压的概念自然而然地在学生头脑中形成、扎根.在牛顿第一定律的教学中,如何解释“一切物体在不受力作用时,总是保持匀速直线运动或静止状态.”不受力的物体在生活中不存在,则要说明物体所受的合力为零,即匀速直线运动或静止状态为物体所受合力为零时所处的平衡情况。
  3穿插置疑,训练发散思维能力
  发散思维和收敛思维的训练是培养创造性思维的有效途径.为培养学生的发散思维,在讲物理概念、规律之前,穿插置疑,促使学生广泛地搜寻自己的记忆贮存,尽可能提起更多的信息项目来寻求答案.如用实验方法研究电流、电压、电阻之间的关系时,首先提出:要研究三个物理量之间的变化关系,怎么办?可否设想使其中的一个量保持不变,研究其余两个量间的变化关系;将三个量之间的变化转化成二个量之间的变化,再使另外一个量保持不变,研究剩下的两个量间的变化关系,然后通过实验结果归纳得出三个量之间的变化关系.最后介绍德国物理学家用实验的方法得出结论,相比较完全一样,学生为自己做的实验感到成功喜悦,更为自己学到了物理学家做实验的方法而喝彩.最后教师点拨这种方法是物理学研究问题最常用的方法即“控制变量法”.如影响导体电阻的因素,压力作用效果的影响因素等就使用了控制变量法。
  4颠倒时空,发展逆向思维能力
  逆向思维就是倒过来想问题,也就是把思维顺序逆转过来,颠倒时间和空间顺序,把始态与终态、条件与目标、原因与结果沿着相反思路思考问题.物理学中有很多问题,运用逆向思维,从问题的反面思考而得出结果.这也是研究物理过程和结论的科学思维方法.如如何判断静摩擦力的方向?学生感到无从着手,对物体相对运动趋势难以“捉摸”.若引导学生进行逆向思维:如果接触面是光滑的,物体会向什么方向运动?这个运动方向与相对运动趋势方向之间关系如何?从而得到物体相对运动方向就是物体在光滑接触面上运动的方向.又如在光的反射中,已知镜面的位置和两条反射光线,如何找到物体所在的位置,就要用到逆向思维,将反射光线当作入射光线,利用光路可逆,找到反射光线的反向延长线的焦点,再作焦点关于平面镜的对称点即为物点.电流能产生磁场,磁场能不能产生电流?若能,应具备什么条件?在这些问题的研究过程中,学生的逆向思维、猜想能力得到培养,有效地提高了创造思维能力。   5超越常规,提高求异思维能力
  在物理学中,概念和规律都是建立在实验基础上的.照常规进行操作后,教师超越常规设疑启思,使学生进行求异思维,培养学生创造思维能力.如在测定小灯泡功率的实验中,当学生已掌握常规测定方法后,为使学生知识“升华”,发展思维,设问置疑:某同学在测额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率时,所用的电源电压为6 V,他用一只最大量程为3 V的电压表测出了结果.其实验方法和原理如何?在这个问题中设置了超越常规的条件:一是小灯泡上电压达到3.8 V时,才能从电流表读取额定电流求得结论,而电压表又不可能超过量程使用;二是进行求异思维,打破常规,变迁思维,联想到串联电路的电压特点,采用电压表与变阻器并联测量的方法,当灯泡正常发光时,变阻器两端的电压只有2.2 V,可用最大量程是3 V的电压表测量.这样,培养学生的思维的“慧眼”,透过重重“迷雾”洞察一切,学生的创造思维能力得到不断提高和拓展。
  6学会“互译”,增强识图思维能力
  在物理教学中,许多物理定律、公式及物理问题可用图形来描述.采用图形来描述物理问题常常可使问题简化,贴近生产和生活实际,一旦找到图形蕴藏的深刻的物理规律之后便能茅塞顿开,使物理问题难度得到降幂处理,并且常常从图形中找到有创意的解题思路.我们称这种寻找图形蕴藏物理规律的思维过程为“识图思维能力”.例如“将两个阻值不同的电阻R1、R2串联在同一电路中,且R1>R2,现将两火柴头去接助两电阻,为什么两火柴同时燃烧?”
  对学生“识图思维能力”的培养,也是一个渐进过程.首先要对学生强化“互译”训练,即把用文字描述的物理规律和定律去训练学生用图形表示,反过来将反映物理规律和定律的图形让学生“翻译”成文字描述形式.例如匀速直线运动的速度时间图象、位移时间图象,物体的质量与体积的关系,物体的体积与密度的关系图像等等,利用图像可以求出对应的物理量,不但容易求得,而且简单直观.再让学生翻译成文字来增强学生识图思维能力.更有利于学生进行数形结合图文并茂。
  世纪之交,时代需要培养未来人的思维能力的历史重任责无旁贷地落在我们每个教师的肩上.虽然思维能力的培养是一项复杂工程,绝非一朝一夕之功,要想使学生在校期间就能通过培养做出惊天动地的创造发明也是不现实的,但是笔者坚信,只要我们以高度责任感,持之以恒地重视探索培养,就必定会见效于学生未来的创造性工作、学习和生活之中.
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