摘 要:高中階段的物理教學(xué)工作意義重大,其不僅直接影響到學(xué)生的高考成績,對于學(xué)生今后的物理學(xué)習(xí)生涯也會產(chǎn)生重要的影響,所以重視高中階段的物理教學(xué)優(yōu)化,也是新時期教學(xué)工作的必然要求。物理作為一門自然科學(xué),其本身是對于時間、空間等對象的本質(zhì)以及相互間關(guān)聯(lián)的探索過程。從這一角度而言,物理教學(xué)也是對學(xué)生探索精神以及邏輯思維能力的培養(yǎng)過程。系統(tǒng)思維與轉(zhuǎn)化思維作為兩種常見的思維方式,其在高中物理教學(xué)過程中的應(yīng)用也頗具現(xiàn)實意義。本文以此為出發(fā)點,結(jié)合高中物理的教學(xué)實際,就以上兩種思維的應(yīng)用以及其對于學(xué)生思維品質(zhì)的培養(yǎng)價值進(jìn)行探索。
關(guān)鍵詞:系統(tǒng)思維;轉(zhuǎn)化思維;高中物理
任何課程的教學(xué),其初衷都不在于單純的學(xué)科知識學(xué)習(xí),更大的價值在于通過某一學(xué)科的教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)學(xué)科所能帶給他的優(yōu)秀品質(zhì)與思維邏輯。在復(fù)雜的問題面前保持的清醒,在困難面前探索出路的勇氣,這些都是學(xué)生一生的財富。在今后的教學(xué)工作中,系統(tǒng)思維以及轉(zhuǎn)化思維的應(yīng)用與落實也頗具現(xiàn)實意義。
一、 系統(tǒng)思維、轉(zhuǎn)化思維概述
(一)系統(tǒng)思維
系統(tǒng)思維是將對象作為一個整體來考慮,系統(tǒng)思維便是在處理具體事務(wù)時,所堅持的原則性與靈活性充分結(jié)合的思維方式??梢哉f,只有具備了系統(tǒng)思維,才能在面對具體事態(tài)的時候把握住事情的要害,同時不失時機地采用靈活的方式進(jìn)行處理。眾所周知,客觀事物本身存在著復(fù)雜的聯(lián)系,其同時也是在不斷變化的整體。而系統(tǒng)思維則是人們運用系統(tǒng)的整體的觀點,將所思考對象的結(jié)構(gòu)以及相互間關(guān)系進(jìn)行客觀認(rèn)知的一個過程。作為系統(tǒng)思維方式的核心,整體性的原則也要求人們在面對任何問題的時候都應(yīng)該立足于整體,就整體對于部分以及環(huán)境之間的相互作用過程來重新認(rèn)識與把握整體。
(二)轉(zhuǎn)化思維
轉(zhuǎn)換思維是一種多視角思維方式,是從多個角度觀察同一現(xiàn)象,用聯(lián)系的發(fā)展的眼光看問題,會得到更加全面的認(rèn)識,從多個層次、多個方面、多個角度思考同一問題,會得到更加完滿的解決方案。轉(zhuǎn)化思維作為一種重要的解題思路,其本身也是一種基礎(chǔ)的思維策略。在研究與解決相關(guān)問題時,通過某種手段將具體的問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化模型,以此來獲取另一種解決方法。通常這個過程都是將復(fù)雜的問題簡單化,將不易解決的問題轉(zhuǎn)化為容易解答的問題??梢哉f在物理乃至其他課程的學(xué)習(xí)中,轉(zhuǎn)化思想是無處不在的。其核心在于以運動變化的觀點,以事物間存在的關(guān)聯(lián)為出發(fā)點看待問題,對于高中學(xué)生而言,顯然是一種必須具備的思維模式。
二、 系統(tǒng)思維、轉(zhuǎn)化思維在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生品質(zhì)的策略
(一)注重系統(tǒng)思維廣闊性的培養(yǎng)
廣闊性的本質(zhì)也在于將事物進(jìn)行全面的聯(lián)系與分析,這就要求學(xué)生具備對事物本身屬性的全面把握,實際上也是系統(tǒng)思維的性質(zhì)。在系統(tǒng)思維的基礎(chǔ)上,同時有意識、有目的去掌握影響這一事物的其他影響因素。在高中物理的教學(xué)過程中,注重學(xué)生思維廣闊性的培養(yǎng)意義重大,其本身也是系統(tǒng)思維的一種演化。
例如在圖像教學(xué)的過程中,要讓學(xué)生理解“六看”,看到圖像問題,要從六個方面加以考慮,當(dāng)然不完全說六個方面內(nèi)容都要具備。這“六看”是指:一是看橫坐標(biāo)的含義,二是看縱坐標(biāo)的含義,三看坐標(biāo)原點的值,四看斜率的意義,五看面積的意義,六看轉(zhuǎn)折點或交點有什么特殊的意義等,在此基礎(chǔ)上加強知識面的拓寬,這樣學(xué)生看到一個試題,就有了全面的思維,不全顧此失彼,在掌握了這些信息后,學(xué)生對于圖像便會產(chǎn)生深刻的理解。除此之外在習(xí)題練習(xí)的過程中,教師不僅需要啟發(fā)學(xué)生的常規(guī)思維,也需積極突破思維的局限性進(jìn)行積極的發(fā)散研究。通過“變式訓(xùn)練”式教學(xué),也可以引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度探索結(jié)題的方法,例如在運動學(xué)中求減速類問題時,一定要思考物體減速到零時能不能返回的問題,這樣解題一般就不會出題。
在高中物理教學(xué)中,筆者提倡“六個一”教學(xué)策略,其中有一個策略是要有一個精美的思維導(dǎo)圖板書,就是在一節(jié)課中,把本節(jié)課的教學(xué)主要內(nèi)容作為中心主題,然后把本節(jié)課所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容分塊作為一級主題標(biāo)出來,最后再一個內(nèi)容一個內(nèi)容的突破,整節(jié)課上完后就會在黑板上留下完整內(nèi)容的思維導(dǎo)圖板書,這實際上就是一種系統(tǒng)思維的培養(yǎng)策略。
(二)注重系統(tǒng)思維深刻性的培養(yǎng)
深刻性是指思維活動的抽象程度和邏輯水平,涉及思維活動的廣度、深度和難度。追本溯源,思維品質(zhì)的深刻性便是在面對具體問題時,要求學(xué)生既要看清事物的表面現(xiàn)象,也要看清事物的本質(zhì)。這也是辯證唯物主義所要求的具體表現(xiàn)。只有具備這樣的思維過程,其對于物體的思考與把握才是客觀全面的。
例如在高中物理的教學(xué)中,帶電粒子在磁場中的運動教學(xué)便應(yīng)該緊密地圍繞“洛倫茲力與運動方向相垂直”的知識點進(jìn)行講解,只需說明速度方向、速度大小的關(guān)系,之后的運動方程、環(huán)繞半徑以及回旋周期等問題都能夠迎刃而解。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行知識點的挖掘,便能夠從能量觀點出發(fā),明確因為洛倫茲力不做功,引導(dǎo)了粒子的運動性質(zhì)。又如,在高一年級入學(xué)的新生學(xué)習(xí)物理時,不太注意矢量的符號問題,這就要求教師在上課時,一定要明確要求學(xué)生,看到一個物理符號,大腦先思考是矢量或是標(biāo)量,如果是矢量,大小是多少,方向是多少,一定要思考完整,這樣解題思路不容易出錯。由此可見,只有具備思維的深刻性,才能保證學(xué)生對所學(xué)習(xí)的知識有更深的理解。再如,在駕駛員在飲酒后追尾問題時,一定要設(shè)計成只要是飲酒,一般都會發(fā)生事故,讓學(xué)生一定完成了試題的求解,二是讓學(xué)生明白,不能飲酒后開車,開車就可能發(fā)生交通事故,在學(xué)習(xí)知識的同時對學(xué)生進(jìn)行思想教育。
(三)注重系統(tǒng)思維的靈活性的培養(yǎng)
靈活性是指思維活動的靈活程度。它的特點包括:一是思維起點靈活,即從不同角度、方向、方面,能用多種方法來解決問題;二是思維過程靈活,從分析到綜合,從綜合到分析,全面而靈活地作“綜合的分析”;三是概括—遷移能力強,運用規(guī)律的自覺性高;四是善于組合分析,伸縮性大;五是思維的結(jié)果往往是多種合理而靈活的結(jié)論,不僅僅有量的區(qū)別,而且有質(zhì)的區(qū)別??梢?,思維的靈活性便是指在面對問題時能夠隨機應(yīng)變,能夠把問題進(jìn)行多角度的思考,不僅有利于學(xué)生物理學(xué)習(xí)成績的提高,對于學(xué)生今后的全面發(fā)展也是至關(guān)重要。為了培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性,在日常的教學(xué)過程中,也應(yīng)有意識地進(jìn)行疑問的設(shè)置,引導(dǎo)學(xué)生去主動地思考與探索。例如在講解帶電粒子在場中運動規(guī)律的相關(guān)問題時,教材中著重在單個場中的運動情況,為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的思維靈活性,教師可以設(shè)置電場、磁場以及重力場重疊的情況下,粒子的受力與運動情況。通過多設(shè)計幾個彎路,引導(dǎo)學(xué)生積極地探求物理現(xiàn)象的實質(zhì)。又如在上運動學(xué)圖像問題時,講
vt圖像時,可以聯(lián)系xt圖像來配合解決。在講運動學(xué)公式x=v0t+1/2at2時,可以聯(lián)系初中所學(xué)過的二次函數(shù)知識來學(xué)習(xí),效果會更好,學(xué)生就能很快地明白為什么勻加速直線運動的xt圖像是一條拋物線,而根據(jù)v=v0+at,這個就是初中所學(xué)習(xí)過的一次函數(shù),所以勻加速直線運動的vt圖像是一條直線,學(xué)生就能夠輕易上手了。
(四)注重系統(tǒng)思維敏捷性的培養(yǎng)
所謂的思維敏捷性實際上就是對于問題的快速有效認(rèn)知,能夠在復(fù)雜的物理現(xiàn)象中找到問題的癥結(jié)所在,同時設(shè)計出最為有效的解決方案。作為物理教師,應(yīng)在平時的教學(xué)設(shè)計中應(yīng)多為學(xué)生創(chuàng)造機會,例如設(shè)置大容量的定時訓(xùn)練,要求學(xué)生按照要求進(jìn)行試驗的設(shè)計、即興口算、強大奪冠等活動。保證學(xué)生在不同的環(huán)境下進(jìn)行自身思維敏捷性的鍛煉。
思維敏捷性的另一層含義在于不拘一格,在教學(xué)活動中注重學(xué)生求異能力以及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)也至關(guān)重要。在教學(xué)工作中,可通過變化題型、設(shè)計問法等方式來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,也可鼓勵學(xué)生進(jìn)行自主的實驗探索,來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性以及思維層面的敏感與創(chuàng)新。如高一學(xué)生在做這個題目時:“以10m/s的速度勻速行駛的汽車剎車后做勻減速運動。若汽車剎車后第2s內(nèi)的位移為6.25m(剎車時間超過2s),則剎車后6s內(nèi)汽車的位移是多大?”對于如何求加速度,就提出三種方法,一是利用數(shù)學(xué)方法x=v0t+1/2at2,通過計算x2-x1=6.25列方程組求組實現(xiàn);二是利用中間時刻的瞬時速度等于這段位移的平均速度求出1.5s時的速度實現(xiàn);三是利用加速度的定義1秒的速度為10-a,2秒時的速度為10-2a求出,培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力。
(五)注重轉(zhuǎn)化思維能力的培養(yǎng)
思維方法的轉(zhuǎn)化能夠使人茅塞頓開,突破思維定勢,從“山重水復(fù)疑無路”之困境,步入“柳暗花明又一村”的良好境地。
如在高中物理教學(xué)中采用割補轉(zhuǎn)化的思維,如在天體運動知識的題目中,問一個實心圓中空被挖掉一部分后對其外的物體的吸引力是多少時,可以想象把這個挖掉的部分填回去,形成一個完整的物體,再把這個物體放在另一側(cè)相等距離的位置,這樣解決題就快速了。又如在分析處在磁場中的在磁體斜上方的物體受力情況時,可以考慮分析物體在平行于磁感線和垂直于磁感線的受力情況,這樣復(fù)雜的問題就可以簡單化了,達(dá)到了事半功倍的目的。在推導(dǎo)位移公式x=v0t+1/2at2時,首先通過微積分思想,讓學(xué)生明確v-t圖像與橫軸所圍成的面積就是位移,然后運用梯形面積的計算公式就可以簡單推導(dǎo)出來了。
三、 結(jié)語
高中物理課程本身就是高中階段的重要環(huán)節(jié),課程設(shè)置的目的一方面在于提高學(xué)生的物理知識,另一方面也期望于對學(xué)生思維品質(zhì)的引導(dǎo)與培養(yǎng)。系統(tǒng)思維、轉(zhuǎn)化思維作為兩種基本的思維品質(zhì),其在高中物理教學(xué)中的滲透與融合也是對學(xué)生思維品質(zhì)培養(yǎng)的一種支持,希望在今后的高中物理教學(xué)過程中,能夠持續(xù)落實系統(tǒng)思維、轉(zhuǎn)化思維的優(yōu)化與應(yīng)用,為學(xué)生自身的發(fā)展做出積極的貢獻(xiàn)。
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作者簡介:楊永忠,貴州省畢節(jié)市,貴州省畢節(jié)市民族中學(xué)。