培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是中學(xué)物理教學(xué)的主要任務(wù)之一。我認(rèn)為培養(yǎng)學(xué)生的思維能力應(yīng)從如下幾個(gè)方面入手。
一、培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力
形象思維是以表象為思維材料進(jìn)行的思維,具有形象性、跳躍性、動(dòng)態(tài)性、創(chuàng)造性等特點(diǎn)。如果我們物理教學(xué)中僅僅以培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維為核心,而忽視了形象思維的培養(yǎng),就會造成學(xué)生思維的片面性,導(dǎo)致學(xué)生大腦中構(gòu)建不出與物理知識相對應(yīng)的物理圖景,不能形成物理過程的動(dòng)態(tài)形象,進(jìn)而感到物理的枯燥、難學(xué),有可能導(dǎo)致失去學(xué)習(xí)物理的興趣。
形象思維在物理學(xué)中有著很重要的意義。很多物理學(xué)家都是用形象思維來思考問題的,物理學(xué)中的很多重大的發(fā)現(xiàn)也常常與形象思維有關(guān)。愛因斯坦就說過:“我思考問題時(shí),不是用語言進(jìn)行思考,而是用活動(dòng)的跳躍的形象進(jìn)行思考,當(dāng)這種思考完成之后,我要花很大力氣把它們轉(zhuǎn)化成語言?!庇嘘P(guān)實(shí)驗(yàn)也研究表明,中學(xué)生在物理活動(dòng)中喚起多種物理圖景以及對其變換的能力是學(xué)好物理的一個(gè)重要途徑。一般說來,進(jìn)行物理形象思維的教學(xué)要從以下兩個(gè)方面入手。
1.重視學(xué)生的表象儲備,增加形象思維素材
如,重視實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槲锢韺W(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),實(shí)驗(yàn)不僅是物理學(xué)重要的研究方法和途徑,而且實(shí)驗(yàn)的裝置、實(shí)驗(yàn)的過程、展示的現(xiàn)象等都可以為學(xué)生提供生動(dòng)、直觀的物理形象。因此開足開齊演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn),以及創(chuàng)造性地開展隨堂實(shí)驗(yàn)、課外探究實(shí)驗(yàn)等,都是值得我們高度重視的。
2.運(yùn)用多種媒體技術(shù)
教學(xué)中的難點(diǎn),有些很難用傳統(tǒng)方法講清楚,如果改為電腦模擬,就能取得好的效果。如在“磁場”一節(jié)中,磁感應(yīng)線是一種非常抽象的東西,如果按照傳統(tǒng)的講法,學(xué)生很難理解。如果利用課件將磁感應(yīng)線形象地展示在屏幕上,并讓小磁針置于其中,本來指向南北方向的磁針就轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)起來,直到N極與磁感應(yīng)線重合為止。這樣就給學(xué)生一個(gè)清晰的概念:磁體周圍存在著磁場,磁場方向與放入磁場中的小磁針N極所指的方向一致。這樣,本來抽象難懂的問題就迎刃而解了。
二、培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力
抽象思維具有抽象性和概括性、邏輯性和系統(tǒng)性、線形性和精確性等特點(diǎn),它是以概念為思維材料而進(jìn)行的思維。整個(gè)物理學(xué)的發(fā)展與抽象思維都有著不可分割的聯(lián)系,它對學(xué)生抽象思維能力的培養(yǎng)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。
1.注重培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性
古人云:“為學(xué)之道,必本于思;思則得之;不思則不得之。”在培養(yǎng)學(xué)生深入思考方面,我認(rèn)為主要應(yīng)該從兩方面入手:(1)建立思考的物理模型。物理模型的基本形式有“對象模型”和“過程模型”。前者主要有理想氣體、單擺、理想電表等,后者主要有勻速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)等。(2)思考的“思維模型”。例如:逆向思維——倒過來想的思考,發(fā)散思維——由點(diǎn)到面、由面到體散射開來的思維。
教材中的習(xí)題、例題以及許多優(yōu)秀的試題的思維容量和潛力都是比較大的,我們應(yīng)該充分挖掘教材的思維訓(xùn)練因素,提出富有吸引力的問題來促使學(xué)生積極深入思維。這主要表現(xiàn)在對于典型題目應(yīng)該從不同的側(cè)面摸清問題的實(shí)質(zhì),全方位思考,精心設(shè)計(jì),一題多問,使學(xué)生思路得到拓展,基礎(chǔ)知識和基本能力得到鞏固,更好地培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性和廣闊性。
例如:一個(gè)體積為0.5 dm的鐵球,其質(zhì)量是1.58 kg,問它是空心的還是實(shí)心的?(已知鐵的密度為7.9×10 kg/m)
方法一:已知鐵球的質(zhì)量和密度,可以計(jì)算出1.58 kg鐵的體積V,根據(jù)V與V是否相等得出結(jié)論。
方法二:已知鐵球的體積和鐵的密度,則可以假設(shè)該球?yàn)閷?shí)心的球,計(jì)算出其質(zhì)量m,根據(jù)m是否等于鐵球的質(zhì)量得出結(jié)論。
方法三:已知鐵球的體積和質(zhì)量,則可以假設(shè)該球?yàn)閷?shí)心的球,計(jì)算出其密度ρ,由ρ是否等于鐵的密度得出結(jié)論。
以上解法中,方法一屬于常規(guī)思維,一般學(xué)生都能想到,而方法二和方法三看似簡單,但都隱含著一種發(fā)散思想——先假設(shè)后論證。
2.注重求異思維,訓(xùn)練學(xué)生思維的靈活性
僵化的思維方式會使思維趨向于某種具體的方法和方式,這就束縛了學(xué)生的創(chuàng)新思維。因此,在平時(shí)教學(xué)中,注重學(xué)生求異思維的培養(yǎng),對于培養(yǎng)他們思維的靈活性尤為重要。如在解答習(xí)題和演示實(shí)驗(yàn)的過程中,教師要對學(xué)生提出分析題目所提供的情境的物理過程、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等的具體要求,并給學(xué)生以適當(dāng)?shù)乃伎紩r(shí)間,使他們獲得“親自得出研究結(jié)論”的創(chuàng)新機(jī)會,在實(shí)施創(chuàng)新行為的過程中發(fā)展能力,一定要避免直接把結(jié)論灌輸給學(xué)生。
如有位老師在教學(xué)使用電流表測量