浅谈初中物理电学教学中学生思维能力的培养策略

周 菁

(福建省石狮市第八中学,福建 石狮 362700)

思维能力指的是人们从一般客观现象中提取出本质和事物发展一般规律的能力.在初中物理电学教学中,培养学生的思维能力主要通过物理概念与规律的教学、电学实验的设计与操作、物理方法的理解应用、物理模型的建立等.在此过程中,引导学生将复杂的电学物理现象进行简单化、理想化的处理,使学生对物理知识有深刻认识,对客观事物的本质进行更好的把握.通过对电学概念、规律进行模拟、对比、联想等,使学生对客观事物的共同性、差异性进行把握,找到事物的共同之处和差异之处,真正地让学生实现从单纯掌握物理知识到提高思维能力的转变,实现对学生科学思维能力的有效培养.笔者根据多年的物理教学实践,谈谈在初中物理电学教学中学生思维能力的培养策略.

1 突出学生主体地位,培养学生逻辑思维能力

初中物理电学教学中,对于学生思维方法及思维能力的培养,强调要以学生为中心,对物理教学工作进行科学、合理的安排,使物理教学的针对性、有效性得以提升.在课堂上,要转换师生的角色,凸显学生在物理课堂的主体地位,对教学方式进行相应的创新和改变,并联系思维方法运用,让学生积极、主动地参与到电学知识的学习及探索当中,实现对物理电学知识点更深层次的理解.

例如,在开展《连接串联和并联电路》知识教学时,教学的重点和难点是掌握串、并联电路的不同特点.教师可以先对串联电路和并联电路的概念进行简单介绍,再向学生提供简易手电筒、发光小猫玩具等器材进行分组实验,如图1所示.让学生通过手电筒和玩具猫操作使用,进行电路拆解,分析手电筒和玩具猫在使用过程中的不同特点以及两者电路设计的不同之处.通过实验探究让学生自主讨论、分析总结出类似手电筒这种电流路径为单条,且电路中有一处损坏则整个电路都断路的电路即为串联电路,类似发光玩具猫这种电流路径复杂为两条以上,且电路中一处损坏,如一个灯泡损坏,另一个灯泡仍能继续发光的电路为并联电路.让学生在自主探究中真正成为课堂的主人,建构出串、并联电路的知识框架.在分析电路时,教师还应引导学生将串并联电路的实物图与电路图做好转化结合,使学生能将复杂实物图转化为简明电路图,实现抽象逻辑思维的发展.同时,还要利用串并联电路的知识对生活中的各种电器进行分析,让学生清楚生活中用电器绝大多数为并联电路的原因.

图1

以上这样以学生为主体的课堂,能让学生在自我探究中掌握电路的基本原理,了解生产、生活中电路器件正常工作的条件,从而提升初中物理电学知识教学的实效性,同时培养学生的逻辑思维能力.

2 设计问题探究情境,培养学生探究思维能力

问题探究是物理学习中的一种重要学习方式,探究思维能力也是学生物理核心素养的体现.将问题情境融入初中物理教学中,可以使学生在问题解决过程中,对物理知识点的掌握有更深层次理解,让学生的探究思维能力得到提升.在物理课堂上,教师要通过合理的提出主问题,利用一个个子问题引导学生思考,并进行学生自主探究,这个过程,既可以是实验操作、分析论证型的实验探究,也可以是对生活现象查阅资料型的科普探究.两种探究式的教学方式都能使学生的思维更加活跃,让学生对物理电学知识的探索保持高涨的热情,在一个快乐、轻松、愉悦的氛围下,学习物理电学知识点并加深思考.

如图2所示,讲授电阻大小的影响因素相关内容时,教师可以在课堂引入时创设问题情境,提出问题,有长度、材料、粗细都不同的导体,如何比较它们的电阻大小,能否直接测量?再利用问题导学的方式引导学生一步步选择实验器材,设计电路图,并对不同类型的电路图进行课堂展示和讨论点评,排除错误的实验设计思路后,让学生进行分组实验操作和分析论证,最终得出导体的电阻大小与长度、材料、横截面积、温度等有关的正确结论.

图2

再例如进行摩擦起电教学时,很多学生对静电充满了疑问和兴趣,教师就可以以静电的“静”为突破点,提问学生为什么有些电要叫作静电,让学生课后查阅资料,真正搞清楚原来静电是由于摩擦或感应产生在物体上保持不动“静止”的电荷,只有接触到金属或皮肤等时,才会急速移走的电荷.让学生明白原来静电和电路中定向移动的电荷是有区别的.

这样的问题情境探究教学,可以帮助教师用一连串的问题,将物理知识、实验探究以及学生的生活经验进行紧密联系,如此引导学生积极、主动地思考,激发学生的学习兴趣,既加深了物理电学知识点的理解,也科学地培养了学生的探究思维能力.

3 拓展多种教学途径,培养学生创造思维能力

初中物理电学教学具有一定的实践操作性,教师要以此为基础积极拓展教学途径,不断更新课堂情境设计,使教学设计既符合初中学生抽象思维能力较弱,但好奇心强、爱实验、爱动手的心理特点,又要与生产生活实际以及科技紧密联系,让学生认识到生活中处处有物理有科学,以此激发学生的学习和探究兴趣,使学生在物理知识探索学习中,发挥自身的主观能动性,提高创造思维能力.

如图3所示,在教学《电流的磁场》这节课时,教师不要拘泥于讲授知识、讲解实验、灌输前人的探究历程,而是可以改变教学途径,采用自制电磁铁比赛的方式来进行教学.电磁铁制作的材料简单易得,制作原理容易理解,教师可以在介绍完奥斯特实验之后,引导学生自主探究,分小组制作简易电磁铁,进行一场课堂自制电磁铁大赛,比一比谁制作的电磁铁磁性更强.在自制电磁铁的过程中,既可以帮助学生了解电流的磁效应,掌握安培定则,又可以让学生自主探究出影响电磁铁磁性大小的多个因素,还可以对比电磁铁与传统磁铁的优缺点,让学生真正体会到物理对人类科技进步的重大意义.

图3

在课堂上可以通过多种途径对物理实验进行课堂创新,也可以结合视频资料进行拓展教学,这样不仅可以帮助学生更加全面地学习物理知识,同时也提升了学生的科学素养和创新思维能力.

4 应用物理图像,培养学生图像思维能力

图像思维能力是现今社会对学生的一种新的能力需要.使用图像思考,可以简化信息理清事物间的关系,让学生更易理解、记忆,也便于向他人表达阐述,可以有效地提高我们学习和工作的效率.在初中物理电学课堂教学中,图像处处存在,如电路图、实物图,探究欧姆定律时的电流与电压、电阻的关系图像和测小灯泡电功率时的伏安特性曲线等内容都有大量物理图像.在有物理图像的课堂教学中,教师要注重对多媒体信息技术进行充分运用,发挥信息技术的作用,直观地展现图像.

例如,在进行复杂电路分析时,教师可借助多媒体信息技术对复杂电路进行简化,在如图4的复杂电路中,我们可将串联在电路中的电流表当作导线,用单线条图形代替电流表图形;将并联在电路中的电压表当作断路,用白色图块将电压表支路覆盖,进行图形重设,展示出等效电路图,让学生一下就能判断出这个复杂电路竟是一个简单的串联电路,并在此基础上分析出电流表电压表的测量对象,这样就能极大降低学习的难度,提高教学的有效性.

图4

再例如图5所示,在进行探究欧姆定律中电流与电阻关系教学时,应用二维直角坐标图像描点画图就能非常直观的表达出电流与电阻的关系.通过画出待测电阻的I-R图像,用横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,描出数据点,得出了一个非常明显的反比例函数图像.利用这个图像除了能读出每个时刻电流与电阻大小,还能够找出电流与电阻这两个物理量之间的函数关系:在电压不变时,电流与电阻是反比关系.

图5

培养物理图像思维能力要注重引导学生对图像进行认真观察,对图像中包含的物理规律、知识点进行把握,这样有助于学生图像思维能力的培养和发展,更能实现由图像思维能力向逻辑思维能力的转化.

在“双减”和新课改的大背景下,要实现初中物理教学工作的高效开展,必须要对学生的物理思维方法、思维能力进行有针对性的培养.在初中物理电学的课堂教学中,只要我们坚持以课标为基础,以学生为课堂主体,把握学生实际学情,并在课堂教学中科学合理创设问题情境,拓展创新教学方法,应用好物理图像解决实际问题,就能激发学生的学习兴趣、探究兴趣,使学生能够积极、主动地参与到物理知识学习及思考当中,真正促进学生物理核心素养的提升和思维能力的提高.