儲(chǔ)成節(jié)

(上海市松江區(qū)九亭中學(xué)，上海 201615)

·教學(xué)研究·

初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力策略初探①

儲(chǔ)成節(jié)

(上海市松江區(qū)九亭中學(xué)，上海 201615)

許多剛進(jìn)入中學(xué)的學(xué)生感覺(jué)到物理難學(xué)，教師感到此階段物理難教.產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是中學(xué)物理要求的思維水平與學(xué)生本身的思維能力出現(xiàn)了一定的“差距”.這就要求教師在平時(shí)的物理教學(xué)中注重對(duì)學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng).本文從演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生形象思維、數(shù)理結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生抽象思維、建立物理模型培養(yǎng)學(xué)生等效思維、一題多解培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維四個(gè)方面，淺談科學(xué)思維能力培養(yǎng)的策略.

初中物理；思維能力；策略

思維是人腦對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)過(guò)程，總是以一定的形式、方法和程序進(jìn)行.在思維活動(dòng)中，由思維形式、方法和程序構(gòu)成一定的思維方式.物理學(xué)科是一門對(duì)思維能力要求較高的學(xué)科，初中生的思維處于具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算的轉(zhuǎn)型期，許多學(xué)生感覺(jué)到物理難學(xué)，教師也感到物理難教.產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因主要是中學(xué)物理要求的思維水平與學(xué)生本身的思維能力出現(xiàn)了一定的“差距”.這就要求教師在平時(shí)的物理教學(xué)中注重對(duì)學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，通過(guò)一定的方法和策略達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生思維能力的目的.本文分別從演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生形象思維、數(shù)理結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生抽象思維、建立物理模型培養(yǎng)學(xué)生等效思維、一題多解培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維四個(gè)方面，淺談科學(xué)思維能力培養(yǎng)的策略.

1 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力

形象思維除具有一般思維的共性外，還有一個(gè)特征就是形象性.首先，它以客觀事物的形象作為思維對(duì)象.其次，在形象思維過(guò)程中，它是以與形象密切聯(lián)系的表象、意象和想象等形式展開(kāi)的.再次，形象思維是使用形象性思維材料，對(duì)事物的客觀現(xiàn)象進(jìn)行分析、比較、綜合、概括等加工，從而創(chuàng)造新的形象.演示實(shí)驗(yàn)提供了很生動(dòng)的形象思維材料，在物理教學(xué)中通過(guò)觀察和操作，能夠獲取豐富的視覺(jué)、觸覺(jué)和其他感知形象，從而貯存豐富的表象，為培養(yǎng)形象思維能力奠定了基礎(chǔ).在實(shí)驗(yàn)中，不僅有形象的感受和貯存，而且還有形象的識(shí)別和描述.通過(guò)思維加工，把感性形象上升到理性形象，再通過(guò)聯(lián)想和想象創(chuàng)造出新的形象.所以說(shuō)，在初中物理教學(xué)中，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生形象思維的能力.

例如在講解關(guān)于浮力產(chǎn)生原因時(shí)，如果采用“假設(shè)有個(gè)正方體完全浸沒(méi)在水中，其前后、左右、上下六個(gè)面都受到水的壓力，只有上下表面的壓力不平衡”，通過(guò)這樣分析從而得出“水對(duì)物體上下表面的壓力差就是物體受到的浮力.”這種從特殊情況(正方體)運(yùn)用分析方法得出的物理結(jié)論，對(duì)于初中學(xué)生是很難接受的.那么如果在課堂上演示這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，其效果就會(huì)大不一樣.取一只塑料瓶(如礦泉水瓶等)，剪去底部，像一個(gè)漏斗.把一個(gè)乒乓球放到里面，從上面倒水進(jìn)入，有少量水從乒乓球周圍的縫隙中流出，乒乓球并不上浮(如圖1)，若用手掌擋住下面，水不再流出，就可以看到乒乓球浮起來(lái)(如圖2).通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)直觀的展示，可以加快學(xué)生對(duì)浮力產(chǎn)生原因的理解.從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生形象思維的目的.

2 數(shù)理結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力

數(shù)學(xué)不僅僅是較簡(jiǎn)潔、深刻表達(dá)物理概念和規(guī)律的語(yǔ)言，同時(shí)，數(shù)理結(jié)合也是解決物理問(wèn)題的一種常用工具.在物理教學(xué)中，運(yùn)用好數(shù)理結(jié)合，借助于它推演物理規(guī)律、運(yùn)用它解決相關(guān)的物理問(wèn)題.可達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力的目的.

如圖3所示，彈簧測(cè)力計(jì)下掛著一個(gè)實(shí)心圓柱體，將它逐漸浸入裝有水的燒杯中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)隨圓柱體下表面浸入的深度h的變化如圖4所示，試求出：(1) 圓柱體的質(zhì)量；(2) 圓柱體的密度.

這是一道物理過(guò)程和圖像結(jié)合的問(wèn)題，如何將物理過(guò)程和圖形對(duì)應(yīng)起來(lái)，會(huì)識(shí)圖，并從圖中得到相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵，這是一種數(shù)學(xué)和物理思想結(jié)合的過(guò)程，同時(shí)也是學(xué)生進(jìn)行抽象思維的過(guò)程.所以在初中物理教學(xué)中運(yùn)用數(shù)理結(jié)合的策略，可以很好的培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力.

3 建立物理模型，培養(yǎng)學(xué)生等效思維能力

物理學(xué)研究的對(duì)象是自然界中最普遍的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，為了描述物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，必須抓住主要因素，舍棄次要因素.把復(fù)雜的物理問(wèn)題簡(jiǎn)單化，具體的物理問(wèn)題理想化，建立起能體現(xiàn)客觀事物本質(zhì)特征的物理模型.建立模型方法不僅是物理學(xué)的重要研究方法，同時(shí)建立模型的過(guò)程也是培養(yǎng)學(xué)生等效思維的過(guò)程.

圖5

例如，在初中物理的浮力教學(xué)中，阿基米德原理是一條非常重要的物理規(guī)律.阿基米德原理蘊(yùn)涵兩層含義，一是浸在液體中的物體受到浮力的作用，二是浮力的大小等于排開(kāi)液體的重力.教學(xué)中可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證獲得,同樣也可以根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因和二力平衡的原理運(yùn)用等效思維推證而來(lái).如要推證“浸在液體中的物體受到浮力”(如圖5)，我們想象在液體內(nèi)部畫(huà)出一小塊物體A，A物體受到周圍液體對(duì)它的壓力作用.作用在前后、左右側(cè)面上的壓力彼此平衡；作用在上、下兩面的壓力大小不等，向上壓力大于向下的壓力，由浮力產(chǎn)生原因可知A物體受到了周圍液體對(duì)它豎直向上的浮力的作用.在推證“浮力的大小等于物體排開(kāi)的液體所受的重力”時(shí)，因?yàn)锳物體靜止，根據(jù)二力平衡原理，在豎直方向A物體所受的浮力和重力是一對(duì)平衡力，所以A物體受到浮力等于它受到的重力．再設(shè)想將一個(gè)與A物體形狀、體積相等的B物體替代A物體.由前面推出浮力是由于周圍的液體給物體上下表面的壓力差形成的，因B物體周圍環(huán)境與A物體周圍的環(huán)境一樣并未改變，所以B物體與A物體所受浮力等于被B物體排的A物體所受重力，由此推證出阿基米德原理.通過(guò)在物理教學(xué)中運(yùn)用建立物理模型的策略，便于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，同時(shí)能夠有效的訓(xùn)練學(xué)生等效的思想，從而培養(yǎng)學(xué)生等效思維能力.

4 一題多解，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力

發(fā)散思維是創(chuàng)造性思維的一種表現(xiàn)方式,它在物理學(xué)習(xí)中是不可缺少的,而一題多解是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的有效策略.

在初中物理教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行一題多解的訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生多途徑、多角度地去分析問(wèn)題,靈活運(yùn)用已有的知識(shí)技能,找出盡可能新、盡可能多、盡可能好的解題方法.這樣,既可幫助學(xué)生總結(jié)解題規(guī)律,達(dá)到對(duì)知識(shí)的融會(huì)貫通,又可活躍學(xué)生的解題思路,開(kāi)闊視野,鍛煉學(xué)生思維的敏捷性,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力和靈活運(yùn)用物理知識(shí)解決問(wèn)題的能力.

例如某同學(xué)小王手握著一個(gè)質(zhì)量為1.8×102g、體積為45cm3的鋼球，請(qǐng)判斷此鋼球是空心的還是實(shí)心的(ρ鋼=7.9×103kg/m3).

解析：先假設(shè)此球是實(shí)心的，根據(jù)題中所給條件求出它應(yīng)有的密度、質(zhì)量、體積，再與已知條件進(jìn)行比較判斷，這樣本題可以有三種解題的方法.

解法二 質(zhì)量比較法：假設(shè)此球是實(shí)心的，求出實(shí)心鋼球的質(zhì)量與已知鋼球的質(zhì)量進(jìn)行比較.m實(shí)=ρ剛V球=7.9g/cm3×45cm3≈356g>m球

由此可知此球是空心的.

初中物理教學(xué)中選編典型習(xí)題，選取不同的研究對(duì)象，依據(jù)不同的物理定律，運(yùn)用不同的方法，進(jìn)行一題多解的練習(xí)，是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的行之有效的策略.

物理學(xué)是一門邏輯性較強(qiáng)、對(duì)學(xué)生各種思維能力要求都較高的學(xué)科.在物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是一個(gè)重要的問(wèn)題.所以，在初中物理教學(xué)中,要正確認(rèn)識(shí)培養(yǎng)思維能力的重要性.選取合適的方法和策略，有計(jì)劃、有目的地培養(yǎng)學(xué)生各種思維能力,才是全面提高學(xué)生素質(zhì)的有效途徑.

[1] 吳志明.基于學(xué)生思維發(fā)展的物理課堂生成策略[J].物理之友，2015，31(1).

[2] 儲(chǔ)成節(jié).初中物理教學(xué)中等效思維的運(yùn)用[J].湖南中學(xué)物理，2014,29(11).

[3] 朱龍祥.物理教學(xué)思維方式[M].北京：首都師范大學(xué)出版社，2000:10.

[4] 李眉眉，鄧澤華.初中物理課堂教學(xué)藝術(shù)[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2005:203.

①本文系上海市松江區(qū)教育局2015年立項(xiàng)課題“個(gè)性化教學(xué)轉(zhuǎn)化初中物理學(xué)困生的實(shí)踐研究”的階段性成果.