在规律探索中培养物理思维

刘军

物理规律反映了物质运动、变化、发展中各个因素之间的本质联系。物理规律的探索往往要借助实验，而实验的探究过程也正是规律探索的思维链条，探究过程中对实验逐层深入地分析、展开实验，进一步发现问题、解决问题以及在此过程中用到的科学方法都是培养逻辑思维能力的重要契机，比进行实验重要得多。

案例1：浮力大小的规律探究

通过下面一系列的问题展示思维的链条。提出这一问题后，首先鼓励学生尽可能多地提出有依据的猜想（训练发散思维和推理能力）。学生可能会提出很多的猜想：物体质量（大轮船质量大受到浮力也很大）、物体密度（木头的密度小会浮在水上所受浮力与同样大的石头一定不同）、物体体积（体积越大的木块在水上漂浮受浮力也越大）、液体密度（浮力产生原因涉及上、下表面压强差，液体的压强与液体密度有关）、液体深度物体浸在液体中的深度、物

体高度、（液体的压强与深度有关）、物体的上、下表面积（压力还与受力面积有关）、浸入液体中的体积（易拉罐越向下按越费力）。怎么处理这么多而且发散的猜想？采用整合、归纳、去除非本质因素的物理思想。一类猜想是由物体决定的（物体密度、物体质量、物体体积、物体的下表面积、物体的高度，它们互相制约，可以留下两个：物体密度、物体体积）;另一类是由液体决定的（液体的密度、深度、体积，分析并删除其中非本质因素）;还有一类是液体和物体共同决定的。最后锁定要研究的问题。——怎么展开实验呢，浮力怎么测，这么多因素怎样展开研究？引导学生的思维，确定控制变量的实验方案。——怎样整合实验结论呢？既然浮力只与液体密度和浸入液体的体积有关，用这两个物理量能不能表达浮力的大小呢？相加？减？乘？除？——相乘的物理意义是质量，这个质量是什么质量呢？浮力有可能与排开液体的质量画上等号吗？那可能与什么画上等号呢？——提出了新的猜想：浮力的大小可能与排开液体重力有关——展开新的探究：浮力与排开液体重力的关系是什么？——怎样能让我们更确信结论的正确呢？第一个分支：变换条件进行更多次的实验。第二个分支：理论证明。这就是整个浮力探究的思维过程，通过这样的思维链条，经历逐层深入的思考，学生的物理思维能力也在不断地提高。

反思：初中阶段像这样通过实验探究得出的规律还有很多：探究光的反射、折射定律，平面镜成像规律，凸透镜成像规律，液体压强的探究，杠杆平衡条件的探究，电流产生热量的探究，电流与电压、电阻关系的探究都存在着类似的思维链条，实验也都是逐层深入地展开的，并且都存在着不断地改变条件去寻找普遍规律的问题。

因此把握这样的思维链条，真正能够实现建立物理思维并提高课

堂效率。

案例2：研究分子的热运动

分子的运动、分子间存在间隙、分子间的引力斥力都是无法直接感知的，通过下面一些逐层深入的问题，展示思维的链条，训练学生思维。怎么能证明分子在运动呢？联想、类比运用小磁针偏转的现象确定磁场存在;运用实验中木块被推动的距离判断动能的大小从而确定转换的物理思想，进一步设计通过可以感知的扩散现象证明无法直接感知的分子无规则运动。——只看到了气体的扩散现象，你能相信一切物体的分子都在不停地做无规则运动吗？为了得到普遍规律应进行更多次实验的科学思想。——分子在运动，分子又有间隙，为什么我们身边的大多数物体没有越来越小？引导学生提出分子间存在引力的猜想。——分子间的引力看不到，怎么证明其存在呢？再次利用转换的物理思想解决问题，利用两个铅块的实验和玩肥皂水薄膜的实验去体会分子间的引力。——分子间既有引力，又有空隙，为什么压缩固体和液体那么困

难？——引力和斥力分别在什么时候起主要作用呢？——抽象思维的基础上建立固态、液态和气态物质的分子结构模型。物理模型的建立过程是一个抽象思维和形象思维相结合的过程，而建立的物理模型本身又是抽象性与形象性的统一体，这也是一个重要的物理方法。

反思：初中阶段也有很多不能直接感知的物理量是利用转换的物理思想来实现规律的探究。

三、实践中的思考

1.初中物理教学中存在着若干培养中学生物理思维能力的课程，设计好这些课，在课堂上重点引导学生认识思维的形成过程，找到思维的链条，长此以往、潜移默化中，学生就有可能在头脑中存储下这些信息，当碰到相似或相关的问题，就会自觉将头脑中的信息反馈出来。这不但会使学生在解决问题上事半功倍，而且会使学生的思维能力也得到提高。从长远来看，是提高课堂教学效率富有成效的重要途径之一。

2.习题课中通过展示思维的链条，利用一题多解、多题一解等方法进行思维能力的培养也是高效教学的有效手段。

3.中学生学习物理是建立在前期知识积累、思维方式形成的基础上。培养初中生思维能力的过程中，要注意思维的起点，让思维建立在丰富感性材料的基础上，建立在观察与思考的基础上。对不会思考的学生应在理解的基础上再尽可能帮助，坚信思维方式是可塑的，但这是个需要耐心、循序渐进的过程。

参考文献：

杨效华.基于建构主义的物理思维培养策略研究[D].山东师范大学，2010.

编辑 李 姣