于广波
物理规律是客观事物内部固有的、本质的联系与发展的必然趋势,是事物现象的相对统一。物理规律的发现,体现了物理的思维方法与研究方法。在教学中,教师要重视对学生思维能力的培养,这对学生整体思维素质的提高具有十分重要的意义。常见的思维方法有综合分析、归纳、概括、实验等方法。在高中物理教学中,应着重培养学生的思维能力。
一、以激发兴趣为目标,增强知识迁移意识
学生对物理知识的兴趣程度,直接影响到思维迁移力的强度。如果学生对物理学习产生浓厚的兴趣,以积极的心态投入到学习中,就会积极探索知识,产生思维的迁移欲,并迫切希望知识水平得到进一步提升,出现有利的正向迁移。我们应该以激发学生学习兴趣为目标,增强学生的正向思维迁移意识。引导学生寻找物理知识规律,自主探寻知识的迁移点,主动对不同学科知识进行系统性组合。在积极应用所学知识与社会实践的过程中,发现知识储备的不足,产生不断储备新知识的愿望。有研究表明,学生在学习过程中,发现自身实践任务与自身的知识储备产生一定的冲突和空缺时,就会激发迁移动机。我们在教学设计过程中要注意对学生所储备的信息知识激发冲突和空缺感,设置具有一定难度,且具有真实性与可行性的实践任务,由学生自主完成,遇到困难时及时提供帮助和引导。最终使学生具备明确的学习意识性,树立主动迁移的学习态度,提高学生的思维迁移力。
二、以实验为触发点,让思维参与到实验中
物理是一门以实验为基础的学科。实验能激发学生的学习兴趣,促使学生思考问题,并在实验中解决问题。在教学中可以针对学生实验、演示实验、随堂小实验等创设思维触发点。例如:在开展“抛体运动的规律”实验中,用小锤打击弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,同时B球被松开,物体自由下落。那么A、B两球同时开始运动,这是一个简单的小实验,但学生无论是对该实验的演示还是结论上的分析都存在很大的思维障碍。教师很有必要对这个实验设置思维的触发点。在教师演示时,要求学生观察哪个小球先落地,这就是思维的触发点:用视觉观察还是用听觉来听呢?学生观察后就有了初步结论:听觉观察更好些。再创设思维触发点:小球落地后有很多声音,听声音应该听哪个声音?在结论阶段可以创设这样的思维触发点:这个实验是用来说明平抛运动水平方向是匀速直线运动,还是用来说明竖直方向是自由落体运动?如何改进这个实验,以说明水平方向的情况?在实验中应该多创设这样的思维触发点,把“发现”结论的任务交给学生,让他们积极思维,参与到实验中。
三、开展一题多解,培养思维广阔性与深刻性
在解题过程中培养学生思维的广阔性与深刻性,通过一题多解、一题多变或一题多问等方式可以让学生多角度、全方位抓住问题的本质,提高分析问题与解决问题的能力。在进行习题练习的过程中,有的可以采用基本的方法解决,这类习题解题思路明显,解题方法简单,而有些题目提问很深奥,如果用基本的方法就显得很麻烦,甚至无从下手。要充分挖掘条件,灵活地联想变换,才能找到解决问题方法。因此,要引导学生把握知识的内涵,全面分析具体问题。例如:在牛顿定律中有F=ma,这是对质点的某一时刻而言的。根据定律与有关力、质量、加速度的概念,运用牛顿定律,首先要明确研究的对象是哪一物体或一组物体,把它们看成一个质点。质点明确了,才能确定质量m,才能分析清楚加速度a与受力F。对质点的受力分析与加速分析除了根据力是物体间相互作用、弹力、摩擦力、电场力、安培力、洛仑磁力公尺与加速度定义、运动学公式外,在很多问题中还需要把力与加速度结合起来综合分析,这样才能灵活运用。
四、以综合为前提,提高分析与综合能力
客观事物的整体与部分的关系,让运用分析解决物理问题不仅成为一种可能,而且已经成为现实。综合就是把事物各个部分、侧面与综合的基础,分析以综合为前提。掌握分析与综合的方法,训练分析与综合的思维方法,提高分析与综合的能力,是高中物理科学方法教育的主要内容。我们应该重视对学生进行分析与综合思维方法的训练。例如:在教学“欧姆定律”时,为了探索电流、电压、电阻这三个相互关联的物理量之间的关系,采取先分析后综合的思维方法。先保持其中一个物理量不变,再研究其与两个物理量之间的变化关系;保持另外一个物理量不变,研究剩余两个物理量之间的变化关系。通过实验最后得出:保持电阻不变时,电流跟电压成正比;保持电压不变时,电流跟电阻成反比结论的基础上,再综合得出了欧姆定律。在教学中,我们应该充分认识到引导学生领会探索电流、电压、电阻三者变化关系的思维方法,这比让学生知道欧姆定律的结论更重要。
五、实施变式教学,培养学生聚合思维能力
所谓聚合思维就是由多到一的思维。它是以某个思考对象为中心,把问题所提供的与从大脑中提取出来的信息集中到一起,通过人的直觉判断,选择出解决问题的最好方法。物理教学中聚合思维的一种典型体现就是“多题归一”的变式教学。所谓多题归一,就是把多个表面不同,但实质相同的题目划归成一类,找出其中的共同特点,用同一个物理规律解决。即多个题目多种物理情境,解答所用的物理规律相同。这样,就认识了一类物理现象中的共同规律。多题归一可以达到触类旁通的教学效果,即学生一旦掌握了一类问题的一般特点后,就能够从这个一般的特点出发,解决新遇到的同类或相似类别的问题。在教学过程中有很多大家都比较熟悉的例子。例如:人船模型、弹簧模型、平抛模型等。物理学中的聚合思维是一种异中求同的思维,它通过不同问题进行相似比较,透过不同事物表现上的差异,揭示它们内在的相似,促使学生思维主体把知识从低层次的概括上升为高层次的概括,从而把不同的问题联系到一起。
总之,学生思维能力的培养是教师在教学中需要注重的。学生思维能力的培养应该贯穿于素质教育中,然而在实际教学过程中会出现这样那样的问题,广大物理教师在工作中要认真探索与实践,坚持与时俱进,不断更新思维,找到最佳教学方式。