谈中学生的物理思维能力培养
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作者: 刘泽东
摘 要: 对中学生进行物理思维能力培养的教学,是物理教育中落实基础课程改革的核心内容之一, 可使学生的整体素质得到较大发展。
关键词: 中学生 物理思维能力 培养
在中学物理教学中,培养学生的物理思维能力已成为一个重要的课题;进行物理思维能力培养等的基础教育改革探究,是落实素质教育,进行课程改革的一个重要手段,而现代物理学是一门理论和实践高度结合的精确科学,物理概念的形成、规律的发现都需要思维的辨析和加工,而较强的思维能力不可能自然形成,需要渐进地培养和锻炼。所以在物理教学中培养学生的思维能力是物理教师研究的重要课题。本文依据物理思维理论,中学生物理思维能力的结构模型,以及对中学生物理思维能力发展的研究,参考了已有的培养方案和有关的资料,提出教师要注重培养几种物理思维。
一、培养学生的形象思维能力
形象思维就是让形象在大脑里动起来,并具有连续的性质。形象思维在初中学生的物理学习中起着极为重要的作用。如果学生对特定条件下的物理现象和过程,在头脑中没有建立起正确的物理形象,不会利用物理形象进行思维,就难以把文字叙述、数学表达式和现实过程联系起来,也就难以正确地进行分析、推理、判断等逻辑思维活动。例如:学生头脑中没有建立起光线的鲜明正确形象,没有建立起光的直线传播的物理图景,就难以理解和分析影子形成、小孔成像等许多具体的物理问题。在头脑中建立正确的物理形象的目的是为了运用形象分析研究物理问题。从建立物理形象到运用物理形象是一个飞跃,要有效地培养学生的形象思维能力,教师必须在建立正确的物理形象的基础上,将运用物理形象进行思维贯穿在教学的各个环节和方面。
二、培养学生的因果思维能力
因果关系是客观世界的一种普遍的、本质的关系。在物理教学中,深入揭示物理事物、物理概念、物理规律和物理问题中的因果关系,既有助于学生牢固掌握物理概念和物理规律,灵活地运用它们解决实际问题,又有利于学生因果思维能力的培养。如比值定义法是物理学中定义物理量常用的一种方法,密度、速度、比热、电阻、电场强度、磁感应强度等都应用了这一方法。但学生在理解这些物理量时,常常分不清哪些量之间有因果关系,哪些量之间没有因果关系。例如,在E=F/q中,因果关系有如下几个方面:对于同一电场分布,q是因,F是果;对于同一电荷q放在不同的电场中,E是因,F是果。在解决物理问题的过程中,寻因导果、执果寻因、一题多用、一题多解、一题多变,多层次、多角度、多方法、多方位,用不同的思维方式进行因果分析,有助于培养学生的抽象思维能力,使学生对物理问题的分析更深刻、更全面。
三、培养学生的逆向思维能力
逆向思维是从对立的角度去考虑问题。逆向思维解题的显著特点就是以未知为起点,物理课程蕴含多种多样的概念、公式、规律,一道习题往往可以用不同的方法求解。面对众多的物理习题,教师加强对考生思维方法的训练,提高考生的解题能力,才能收到事半功倍的效果。由于受平时从已知到未知解题方法的思维定势的影响,加之有的教师没有注意进行逆向思维的训练和能力的培养,很多学生不善于甚至不知道运用逆向推理、逆向论证、逆向分析。如一半以上的学生总认为抛出去的物体受到重力和抛力共两个力的作用,其原因除受“抛”字的干扰外,更主要的是不善于进行逆向分析或逆向论证,假如抛力存在,这个抛力的施力物体是谁呢?反过来想一想问题就迎刃而解了。教学实践证明,在物理教学中培养学生的逆向思维能力,对于提高学生的科学思维水平,使之逐步养成良好的思维品质具有十分重要的作用。
四、培养学生的比较思维能力
物理比较思维是指确定物理对象之间差异点和共同点的一种逻辑思维。在物理世界中,对任何物理客体、物理现象、物理过程、物理概念、物理公式、物理规律要能区别出“同中之异”和“异中之同”,就要较高的物理比较思维,教学中对物理比较思维的培养与训练是非常必要的。学习牛顿定律时,就存在一些易于混淆与搞错的概念和规律,其中典型的例子有“二力平衡”跟“一对作用力和反作用力”的比较。一些学生在学习完牛顿第三定律以后,自以为掌握好了,但在处理实际问题时总是分不清一对作用力与反作用力和一对平衡力这两组概念。如往往错误地认为既然马拉车的力等于车拉马的反作用力,这两个力就相互抵消了。针对这种情况,教师应将这两组概念进行比较,找出异同点,可以通过学生理解错误的例题,从受力分析的角度出发,找出它们各自的特点,再整理出共同点和不同点,让学生不再误用。运用比较思维,在对客观事物进行定性的鉴别和定量的分析,对理论研究的结果与观察实验的对比分析中,可以启发学生思考问题,探求因果关系,也可能引发科学上的重大发现。
五、培养学生的创新思维能力
创新是不断进步的灵魂。强烈的创新意识仅仅是创新素质的起点,创造思维才是创新素质的“内核”。物理教学恰恰应该而且完全能够在培养人才的创新素质方面发挥它应有的作用。如,如何判断静摩擦力的方向?一些学生感到无从着手,对物体相对运动趋势难以“捉摸”。学生可进行创新思维:如果接触面是光滑的,物体会向什么方向运动?这个运动方向与相对运动趋势方向关系如何?从而得到这个物体相对运动方向就是物体在光滑接触面上运动的方向。
总之,素质教育的核心是思维和实践能力的培养,在物理教学中教师要注意培养学生思维能力,精心设计出一个个较好的思维情景,创造出一个个利于培养学生思维的机会,激励学生敢于打破思维定势的框套、大胆猜想、积极探究,不断拓展学生发散思维的空间,深化学生思维的层次。虽然思维能力的培养是一项复杂工程,绝非一朝一夕之功,要想使学生在校期间就能通过培养做出惊天动地的创造发明是不现实的,但可坚信,只要我们以高度责任感,持之以恒地重视探索培养,必定会见效于学生未来的创造性工作、学习和生活之中。
参考文献:
[1]续佩君.物理能力测量研究.
[2]胡卫平.浅谈中学物理教学中思维能力的培养.
[3]物理课程标准(实验稿)[M].
[4]乔际平,刘甲珉.物理创造思维能力的培养[M].首教师范大学出版社,1998.
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