李國孝

【摘要】在高中物理教學中，部分學生思維靈活、善于聯(lián)想，在學習上往往事半功倍；部分學生思維僵化、缺乏想象力，在學習上往往事倍功半。放飛高中生物理想象力，開拓學生的創(chuàng)造性思維，是幫助學生掌握物理學習訣竅的根本。本文探討了培養(yǎng)學生物理想象力的幾種思路，以期為學生物理想象力的培養(yǎng)提供參考。

【關鍵詞】高中物理 想象力 物理實驗

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）14-0192-02

1.引言

物理是一門建立在實驗和想象基礎上的學科，牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力，很好地詮釋了這一理念。高中生學習物理的過程是在探索、想象前人研究成果的基礎上掌握物理知識和技能的過程。學生的創(chuàng)造性思維在物理學習中具有非常重要的作用，而想象力又是創(chuàng)造性思維的動力源泉。高中物理教材和習題中蘊含了豐富的想象力培養(yǎng)素材，教師應適時發(fā)掘這些內(nèi)容，有意識地鍛煉學生想象力，為學生創(chuàng)造性思維打下堅實基礎。

2.運用理想性試驗培養(yǎng)學生非現(xiàn)實想象力

在物理學史上，意大利物理學家伽利略創(chuàng)造性地提出了理想實驗，這類實驗不需要通過實際操作完成或者說現(xiàn)實條件無法滿足其實驗要求，是由實驗者在大腦中通過理想性構想設計的實驗，具有典型的想象性和說服性。實驗者在腦海中構建理想化的實驗條件和相關儀器設備，并在理想條件下完成實驗的“操作”和“觀察”。在高中物理教學中經(jīng)常會出現(xiàn)各種類型的理想性試驗，教師應重點培養(yǎng)學生的這種思維方法，培養(yǎng)他們進入理想化境界，運用理想性思維分析和解決問題并理解知識的能力。

例如在教授牛頓第一定律時，現(xiàn)實實驗條件是不可能創(chuàng)造出理想斜面的。為此可以引導學生構想出一個無限延長和絕對光滑的伽利略理想斜面；當光滑小球上升是速度會減慢并最終停下，當光滑小球下滾時速度會越來越大直至無限加速；位于平面時，給小球一個初速度，在沒有加速和減速的前提下，小球會一直保持這個速度運動下去。這樣，教師通過精心設計的步步引導，幫助學生通過理想化實驗牢固地掌握牛頓第一定律。

3.剖析物理過程復雜性培養(yǎng)學生空間想象力

很多物理過程涉及到空間運動，因此空間想象力對于物理學習非常重要的意義。解答物理問題，很多時候需要弄清其空間運動過程，在看似復雜的空間運動過程下，合理運用想象力運用已知條件和相關物理定律規(guī)律在腦海中構想出物體的運動圖像，是快速準確地解答問題的關鍵。例如，有這樣一道題：一小球放置在一摩擦系數(shù)為零的表面上，靜止，對小球先朝東向施加以恒力F，作用時間1分鐘，接著將此力改為向西方向，大小和作用時間均不改變，如此反復只改變力的作用方向，一共1小時，那么1小時內(nèi)，物體的運動狀態(tài)是怎樣的。這是一道看似很復雜的空間運動題目，很多學生受困于其“復雜”的表象，難以通過想象力構想出小球正確的運動圖景，導致思維混亂，認為小球一會向東一會向西運動。實際上，學生如果能夠在腦海中構想出正確的空間運動圖景，問題則迎刃而解，即小球獲得向東的初速度后，受到向西力的作用，會先做減速運動，但速度方向依然向東，這樣上面的空間運動圖景就非常明確了。即小球會循環(huán)往復地做勻加速和勻減速運動，但會始終朝著東向運動。

4.運用直觀性比喻培養(yǎng)學生形象化思維能力

高中物理課程中具有很多不直觀的物理現(xiàn)象，近現(xiàn)代物理學中就囊括了大量抽象深奧的物理現(xiàn)象，對其內(nèi)部過程學生在學習和理解上具有較大難度。為了幫助學生更好地學習和理解，高中物理教師有必要借助已有的物理經(jīng)驗采用形象化模擬推動學生的想象和理解。例如，在學生在理解原子內(nèi)部能級有關知識就存在較大的困難，尤其是很難想象原子內(nèi)部能量為負并且是以不連續(xù)量子化狀態(tài)存在的事實。為此，教師可以巧用直觀性比喻，幫助學生建立模擬形象化思維。將原子中比喻為一口井，電子比喻為井下小球，將小球拉倒井口邊，必須有外力做功，因此其能量為負值。在井下樹一面梯子，將能力比喻為每一步階梯，這樣能級也就是不連續(xù)的，電子能力的變化就相當于所處階梯的變化。電子位于井底時不會再往下掉，即為基態(tài)，能量最低也最穩(wěn)定。電子處于其它位置時存在往下掉落的可能，即為激發(fā)態(tài)也是不穩(wěn)定狀態(tài)。

5.結(jié)語

在高中物理教學中，如果學生欠缺想象力，往往會陷入思考問題呆板片面的局面，在學習物理知識和技能時會非常吃力。重視并積極培養(yǎng)學生的想象力，是培養(yǎng)學生靈活思路、聯(lián)想能力的關鍵。在物理教學中，教師應重點培養(yǎng)學生的非現(xiàn)實想象力、空間想象力和形象化思維能力，幫助學生掌握學習物理的訣竅，從而有效提高學生物理學習的效率。

參考文獻：

[1]馬金福.如何在高中物理教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力[J]. 課程教育研究：外語學法教法研究， 2016（4）：128-129.