張淑銀
一、演繹思維的訓(xùn)練
演繹法是一種按照一定的邏輯規(guī)則從若干命題(前提)直接引出一個(gè)命題(結(jié)論)的推理方法,物理教學(xué)中針對高中生在演繹推理中直言推理成熟最早,假言、選言和復(fù)合推理發(fā)展同步,但成熟較晚,連鎖推理發(fā)展最差這一特點(diǎn),改革課堂教學(xué)模式,加強(qiáng)演繹訓(xùn)練,形成開放性教學(xué)模式。即教師設(shè)計(jì)出一種最優(yōu)的教學(xué)程序:提出課題——分析猜想——實(shí)驗(yàn)、觀察(創(chuàng)設(shè)一定的情境,形成一個(gè)體驗(yàn)、內(nèi)化的習(xí)得過程)——建立概念——靈活運(yùn)用。其相應(yīng)的教學(xué)流程分六步進(jìn)行(以高中《物理》《電磁感應(yīng)》第一單元為例》
1.教師引出課題,學(xué)生自學(xué)本單元內(nèi)容,獨(dú)立思考設(shè)疑(20分鐘,提出課題)。
2.學(xué)生間相互討論、爭論、答疑、教師隨時(shí)和學(xué)生交流,共同商討解決問題(20分鐘,分析猜想)。
3.學(xué)生分兩個(gè)一組在實(shí)驗(yàn)室做高中《物理》第四章《電磁感應(yīng)》中部分圖示實(shí)驗(yàn)。研究、探討、再現(xiàn)規(guī)律和定律。教師巡回指導(dǎo)、解答學(xué)生問題(40分鐘,實(shí)驗(yàn)、觀察)。
4.學(xué)生以搶答和答辯形式回答教師提出的系列問題,一個(gè)問題可由多位學(xué)生不斷補(bǔ)充回答,也允許學(xué)生辯論,直到學(xué)生認(rèn)為滿意為止(40分鐘,建立概念)。
(1)怎樣才能產(chǎn)生電流?你會采用哪些方法利用磁場來產(chǎn)生電流?說明實(shí)驗(yàn)所需要的儀器及實(shí)驗(yàn)步驟。
(2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?導(dǎo)體和磁場間有相對運(yùn)動時(shí),導(dǎo)體中是否一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流?為什么?
(3)法拉第關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象闡述了什么物理原理?
(4)電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中的閉合回路有無電源?有的話是哪部分?
(5)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件是什么?感應(yīng)電動勢的大小與哪些因素有關(guān)?
(6)磁通量的變化量和磁通量的變化率有何區(qū)別和聯(lián)系?
(7)法拉第電磁感應(yīng)定律和導(dǎo)體做切割磁力線運(yùn)動時(shí)感應(yīng)電動勢的表達(dá)式有無矛盾?為什么?
(8)應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律E=Blvsin0和E=n△φ/△t n解決有關(guān)問題時(shí),什么情況下適合應(yīng)用公式E=Blvsin0?什么情況下適合應(yīng)用公式E=n△φ/△t n,什么情況下兩式通用?
(9)如何計(jì)算感應(yīng)電流的大?。?/p>
(10)如何判斷感應(yīng)電流的方向?
(11)楞次定律中“阻礙”的因果關(guān)系是什么?“阻礙”能否理解成“阻止”?如果引起感應(yīng)電流的磁通量的變化被阻止了,感應(yīng)電流還會繼續(xù)產(chǎn)生嗎?為什么?
(12)(教師在平臺實(shí)物展示儀上分別做磁鐵靠近輕質(zhì)閉合鋁環(huán)A和不閉合B環(huán)的演示實(shí)驗(yàn)后,提問學(xué)生)。磁鐵靠近B環(huán)時(shí),B環(huán)為何不動?
(13)應(yīng)用楞次定律確定感應(yīng)電流的方向有哪幾個(gè)步驟?
(14)應(yīng)用右手定則確定感應(yīng)電流的方向有哪幾個(gè)步驟?
(15)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?能量是否守恒?舉例說明。
5.老師小結(jié)。圍繞本單元的重點(diǎn)、難點(diǎn),結(jié)合學(xué)生回答的不足之處進(jìn)行系統(tǒng)性的小結(jié)(建立概念)。
6.學(xué)生課堂檢測。共做四道選擇題、四道選擇題、兩道計(jì)算題(25分鐘)。作業(yè)布置:練習(xí)一、練習(xí)二、練習(xí)三中的選擇、判斷題在課堂自學(xué)時(shí)完成,計(jì)算題為書面作業(yè)。
該教學(xué)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)為:不是把教學(xué)建立在學(xué)生已有的發(fā)展水平上,而是把教學(xué)建立在學(xué)生尚未完全成熟的心理機(jī)能的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生有目的地進(jìn)行觀察、抽象思維和隨意注意等,使教學(xué)跑在發(fā)展的前面。
——教師在教學(xué)“舞臺”上最大限度地“導(dǎo)演”,訓(xùn)練他們的演繹能力。首先,系列問題設(shè)置符合有臺階、循序漸進(jìn)的原則。其次,各推理能力符合反復(fù)循環(huán)訓(xùn)練、此起彼伏、最后掀起高潮的原則,從而強(qiáng)化學(xué)生的演繹訓(xùn)練,促進(jìn)歸納和演繹能力的均衡發(fā)展。
學(xué)生的習(xí)得活動符合內(nèi)化→外化→內(nèi)化的原則。即:讓學(xué)生不通過活動接受外界影響,同時(shí)也通過活動反作用與外界。從而發(fā)展學(xué)生的高級心里機(jī)能。
二、創(chuàng)造思維的訓(xùn)練
創(chuàng)造性思維是應(yīng)用獨(dú)特的、新穎的方式解決問題的思維活動。它包括發(fā)散思維和集中思維。發(fā)散思維是通過對若干概念的重新組合,散發(fā)出兩個(gè)或多個(gè)可能的答案或設(shè)想,具有流暢性、變通性和獨(dú)特性的特點(diǎn)。在物理教學(xué)中應(yīng)誘導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性想象,開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造思維。
1.提供原型,培養(yǎng)發(fā)散性思維的流暢性。讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)表達(dá)較多的觀念、思考的途徑、或解決問題的多種方法。
例:長為L不可伸長的輕繩,一端固定咋O點(diǎn),另一端系一個(gè)質(zhì)量為m的小球,最初小球位于A點(diǎn),細(xì)繩伸直且與豎直面成θ角度。將小球由靜止釋放,小球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B兩點(diǎn)間擺動,A、B兩點(diǎn)于同一水平面。為了使小球由A點(diǎn)靜止釋放后能達(dá)到水平位置的C點(diǎn),則在O處至少需給小球多大的水平?jīng)_量?
解:分析該題的關(guān)鍵是要理解“至少”的物理含義。即,小球在A點(diǎn)處靜止釋放后能到達(dá)水平位置C點(diǎn),在O所給的沖量必須符合以下條件:①沖量的方向水平向右;②小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度恰好為零。
根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒可知:
A→O mgL(1-cosθ)=1/2mvO2
O→C 1/2mvO2 =mgL
由此兩式解得:
沖量1≧m√2gl(1-√1-cosθ)
2.進(jìn)行誘發(fā)思維,培養(yǎng)發(fā)散思維的變通性。讓學(xué)生思路發(fā)生變換和變通,使學(xué)生解決問題不受思維定勢的影響。針對上題而言教師通過變換物理情境進(jìn)行誘發(fā):、
(1)若在O處給小球的水平向右的沖量大于m√2gl(1-√1-cosθ)時(shí),小球可能作何種運(yùn)動?按繩斷和繩不斷兩種情況討論。
(2)若在O處給小球以水平向左的沖量時(shí),則至少需給小球以多大的沖量,才能使小球經(jīng)過C點(diǎn)(假設(shè)繩不斷)?小球經(jīng)過C點(diǎn)后將作什么運(yùn)動?
(3)若將該系統(tǒng)放入場強(qiáng)方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中,且讓小球帶上正電荷,水平方向施加的沖量會發(fā)生什么變化?
(4)請同學(xué)們根據(jù)所學(xué)的知識和規(guī)律思考一下,還要以通過變換那些物理情境來進(jìn)一步研究小球的運(yùn)動情況?
3.開展創(chuàng)造思維、培養(yǎng)發(fā)散思維的獨(dú)特性。讓學(xué)生自己提出奇特的、新穎的思路,對問題提出獨(dú)創(chuàng)見解。在教師的誘導(dǎo)下,學(xué)生思考變換物理情境后提出下列設(shè)為并進(jìn)行研究:
(1)讓小球帶負(fù)電荷后仍在原電場中運(yùn)動,然后分qE>mg;qE (2)讓帶電小球在磁場中運(yùn)動,然后分qvB>mg;qvB (3)還可讓帶電小球放入電磁場和重力場的混合場中來進(jìn)行研究。 4.引導(dǎo)集中思維,使之指向正確的答案。通過求解、誘思、創(chuàng)思,讓學(xué)生分析小球在各場中的運(yùn)動特點(diǎn),歸納出該系列題的答案——物體運(yùn)動的形式是多種多樣的,物質(zhì)及其運(yùn)動形式的發(fā)展,由量變到質(zhì)變,但無論怎么變,問題萬變不離其宗,即遵循一定物理規(guī)律,這些規(guī)律時(shí)可知的,以上所舉例題遵循能量守恒定律。