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物理学是研究物质运动最一般的规律、物质的基本结构及物质间的相互作用的一门学科,它的研究对象具有客观性,不以人的意志而转移.而我们要认识这种自然界物质的运动、相互作用等的本质规律和特征,就必须在头脑中形成对整个物理世界本质的、完整的、深刻的反映,就要对观察过的物理现象、物理事实、物理过程等在大脑中形成清晰的物理图景,并反复加工、合理改造、去粗取精,把感性认识上升为理性认识,此即物理思维.
要想学好物理,必须培养好物理思维,笔者经过多年教学实践,总结了以下几个相应的教学策略.
1 首先构建“以生为本”的和谐课堂
课程改革的核心是:“以学生发展为本”,培养学生的创新精神和实践能力.因此,在教学中要提倡学生的主动参与和内心体验,重视知识的形成过程和知识的应用过程;让学生学习科学研究方法,培养探索精神、实践能力及创新意识;要真正尊重每一个学生,要创设一个让学生充分展现自我,施展创造才能,实施探究的空间,促进学生主动学习,让他们真正成为学习的主人,享受到成功的快乐.
2 运用启发式教学
孔子说“ 不愤不悱,不启不发”,在教学中,可采用多种方法,并灵活运用.
2.1 设“疑”启发
即是指是教师利用问题来有效地引导并促进学生对教学内容做进一步的思考.设“疑”一般有三种方法:一种叫引疑,是教材上有的学生未看出来,由教师引出来.如在讲大气压强时,可先做一个实验:在一个空的饮料罐中,注人5 mL左右的水,然后将其放在酒精灯上烧,待罐中水基本烧干,筒中充满热的水蒸气时,迅速倒转饮料筒,将开口处浸入事先准备好的冷水盘中,可见到随着“啪”的声响,饮料筒全部扁掉了.从而引出疑问——怎么会“自己”扁掉的?第二种叫“激疑”,即激励学生去想疑.例如在学了光的折射定律后,思考一个问题:我们在岸上所看见的“鱼”是真的鱼吗?渔民用矛刺鱼时该如何做?第三种叫“故疑”,就是没有疑而故意提出疑.例如引导学生能否从司空见惯的自行车上找出“简单机械”和“摩擦”等方面的知识呢.
2.2 引“趣”启发
爱因斯坦曾说:“兴趣是最好的老师”.兴趣是影响学生学习主动性和积极性的最直接因素.凡是有兴趣的东西特别能引起人们的思维,教师要充分挖掘教材内的趣事.如在讲“浮与沉”时,可先为学生播放一段关于“浮体”的录象,学生在轻松愉快的音乐声中观看到了各种色彩的鱼在游,画面上又先后出现了水中的帆船、大船和正在航行的万吨巨轮,最后出现字幕:为什么万吨巨轮能浮在水面上?
2.3 在“变”中启发
将已有的知识结构进行调整、重新组合,可以激发思维;对已熟悉的事物变换一个角度,可以引起新思考;从已有的知识链中抽取一环镶嵌到另一组知识序列中,从而寻找某种新的联系,可以爆发创新性思维的火花.
3 培养学生的形象思维能力
形象思维是以心象进行的思维,是运用具体直观的形象表现客观事物的特征和关系,揭示事物本质和规律的一种“形象化方法”.
我国著名科学家钱学森认为,形象思维在科学研究等领域是普遍存在并发生作用的,人的思维是从形象思维开始,然后才到抽象思维的.他建议“把形象思维作为思维科学的突破口.”并提出“形象思维应该是我们当前研究思维科学的一项最重要的任务”.由此可见,作为自然科学之一物理学,形象思维在其教学中起着十分重要的作用.
例如在习题教学中,教师可遵循以下解题程序来培养学生的形象思维能力.
首先,让学生根据问题情景构建出典型形象,画示意图、受力图、光路图等.其次,启发学生活化构建的思维形象,使典型形象在脑海里活动起来,就像放映一幅幅动画片一样,在时空中演变发展,并通过对比、概括,从中领悟到问题的定性的结论.最后,让学生运用数理方法推导出定量的结果,并举例说明.在物理解题中,还经常运用以物理图象为代表的再造形象.认知心理学的研究表明,形象思维中运用的形象知识有不同的形式或种类,有的是由经验直接概括后形成的,如电路图、光路图、受力图等,都属于这一类;另一类是在物理概念的主导下对原有形象加工再造而形成的新的形象,如电力线、磁力线等.遇到复杂的问题时,若能运用再造想象的思维形象来分析解决问题,就可以更快、更好地得出更确切的结论,更全面地培养开发学生的形象思维品质.
例如在学习加速度时可举如下一例:
某物体运动的v-t图象如图1所示,由该图象可以看出此物体
A.做匀速运动
B.做往复运动
C.做匀加速运动
D.做加速度大小不变的运动
该题考查的是对匀变速直线运动中v-t图象的理解,学生首先应在头脑中明确匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线,直线过原点,表明初速度为零,直线向上或向下倾斜,表明物体做匀加或匀减速直线运动.借助这样的题型可以深化对学生形象思维的培养.
4 加强习题的变式训练,培养创造思维
解题教学及习题训练是物理教学中必不可少的重要环节.通过解题的训练,尤其是一题多变、一题多解、一题多练及多题归一等变式训练,更有助于加深对知识的巩固与深化,提高解题技巧及分析问题、解决问题的能力,增强思维的灵活性、变通性和创新性.
一题多解,培养学生求异创新的发散性思维.通过一题多解的训练,学生可以从多角度、多途径寻求解决问题的方法,开拓解题思路.使不同的知识得以综合运用,并能从多种解法的对比中优选最佳解法,总结解题规律,使分析问题的能力提高,使思维的发散性和创造性增强.
一题多变,培养学生思维的应变性.把习题通过条件变换、因果变换等,使之变为更多的有价值、有新意的新问题,使更多的知识得到应用,从而获得“一题多练”、“一题多得”的效果.使学生的思维能力随问题的不断变换、不断解决而得到不断提高,有效地促进学生思维的敏捷性和应变性,使创造性思维得到培养和发展.
多题归一,培养思维的收敛性.任何一个创造过程,都是发散性思维与收敛性思维的优秀结合.因此,收敛思维是创造性思维的重要组成部分之一.诚然,加强对学生收敛性思维能力的培养也是非常必要的,而多题归一的训练,则是培养收敛性思维能力的重要途径之一.很多物理习题,虽然题型各异,研究对象不同,但问题实质相同.例如对匀变速直线运动和匀速圆周运动的受力运动分析,都可归类到“F=ma”上来.所以,对这些“型异质同”或“型近质同”的问题,如能归类分析,抓住共同本质特征,掌握解答此类问题的规律,就能弄通一题,旁通一批,达到举一反三的教学效果.
5 深化反思评价,培养反思性思维能力
反思学习是智能发展的高层次表现.反思是物理思维活动的核心活动,所谓反思是指理论发展和解题思维过程的再现,旨在通过这些思维过程的再现,澄清理论或解题方法是在怎样的物理思想或物理观念的指导下想出来的.由此可见,加强反思能使学生调查知识的本质,获得思维锻炼.
评价是对学生行为变化或倾向变化给予价值判断的系统过程.评价是课堂教学必不可少的手段.评价能使学生明确活动中的成败得失,能提供反思的机会,使思维水平得以提升.因此,反思与评价息息相关,是激活思维的有效措施和方法.在评价中,教师不要把事情做“满”,应让学生说得更多些.对于学生的评价,还可以让学生之间进行,使学生学会辩证的看待问题,学会欣赏别人,进一步巩固学习成果.
由于学生的学习活动不可能是一帆风顺的,肯定有一些错误和偏差.所以,在实施过程中教师对学生的评价不应全盘否定,应该多引导学生自己思考.当学生思维受阻时,教师要给予充分的鼓励,也可以引导学生从另一角度提出问题或提供辅助性问题,帮助他们克服思维障碍;但学生经过思考得出正确结论时,教师要及时给予肯定的评价;当学生提出新奇的见解或有创造性的看法,教师给予激励性的评价.教师应注重对学生解题过程的反思评价,而不是结果.
当然,物理思维的培养是一个复杂的,长期的过程,有效的思维形成了,学生学习的兴趣就更浓厚了,对物理的思考也就变成了一种快乐、享受了.
要想学好物理,必须培养好物理思维,笔者经过多年教学实践,总结了以下几个相应的教学策略.
1 首先构建“以生为本”的和谐课堂
课程改革的核心是:“以学生发展为本”,培养学生的创新精神和实践能力.因此,在教学中要提倡学生的主动参与和内心体验,重视知识的形成过程和知识的应用过程;让学生学习科学研究方法,培养探索精神、实践能力及创新意识;要真正尊重每一个学生,要创设一个让学生充分展现自我,施展创造才能,实施探究的空间,促进学生主动学习,让他们真正成为学习的主人,享受到成功的快乐.
2 运用启发式教学
孔子说“ 不愤不悱,不启不发”,在教学中,可采用多种方法,并灵活运用.
2.1 设“疑”启发
即是指是教师利用问题来有效地引导并促进学生对教学内容做进一步的思考.设“疑”一般有三种方法:一种叫引疑,是教材上有的学生未看出来,由教师引出来.如在讲大气压强时,可先做一个实验:在一个空的饮料罐中,注人5 mL左右的水,然后将其放在酒精灯上烧,待罐中水基本烧干,筒中充满热的水蒸气时,迅速倒转饮料筒,将开口处浸入事先准备好的冷水盘中,可见到随着“啪”的声响,饮料筒全部扁掉了.从而引出疑问——怎么会“自己”扁掉的?第二种叫“激疑”,即激励学生去想疑.例如在学了光的折射定律后,思考一个问题:我们在岸上所看见的“鱼”是真的鱼吗?渔民用矛刺鱼时该如何做?第三种叫“故疑”,就是没有疑而故意提出疑.例如引导学生能否从司空见惯的自行车上找出“简单机械”和“摩擦”等方面的知识呢.
2.2 引“趣”启发
爱因斯坦曾说:“兴趣是最好的老师”.兴趣是影响学生学习主动性和积极性的最直接因素.凡是有兴趣的东西特别能引起人们的思维,教师要充分挖掘教材内的趣事.如在讲“浮与沉”时,可先为学生播放一段关于“浮体”的录象,学生在轻松愉快的音乐声中观看到了各种色彩的鱼在游,画面上又先后出现了水中的帆船、大船和正在航行的万吨巨轮,最后出现字幕:为什么万吨巨轮能浮在水面上?
2.3 在“变”中启发
将已有的知识结构进行调整、重新组合,可以激发思维;对已熟悉的事物变换一个角度,可以引起新思考;从已有的知识链中抽取一环镶嵌到另一组知识序列中,从而寻找某种新的联系,可以爆发创新性思维的火花.
3 培养学生的形象思维能力
形象思维是以心象进行的思维,是运用具体直观的形象表现客观事物的特征和关系,揭示事物本质和规律的一种“形象化方法”.
我国著名科学家钱学森认为,形象思维在科学研究等领域是普遍存在并发生作用的,人的思维是从形象思维开始,然后才到抽象思维的.他建议“把形象思维作为思维科学的突破口.”并提出“形象思维应该是我们当前研究思维科学的一项最重要的任务”.由此可见,作为自然科学之一物理学,形象思维在其教学中起着十分重要的作用.
例如在习题教学中,教师可遵循以下解题程序来培养学生的形象思维能力.
首先,让学生根据问题情景构建出典型形象,画示意图、受力图、光路图等.其次,启发学生活化构建的思维形象,使典型形象在脑海里活动起来,就像放映一幅幅动画片一样,在时空中演变发展,并通过对比、概括,从中领悟到问题的定性的结论.最后,让学生运用数理方法推导出定量的结果,并举例说明.在物理解题中,还经常运用以物理图象为代表的再造形象.认知心理学的研究表明,形象思维中运用的形象知识有不同的形式或种类,有的是由经验直接概括后形成的,如电路图、光路图、受力图等,都属于这一类;另一类是在物理概念的主导下对原有形象加工再造而形成的新的形象,如电力线、磁力线等.遇到复杂的问题时,若能运用再造想象的思维形象来分析解决问题,就可以更快、更好地得出更确切的结论,更全面地培养开发学生的形象思维品质.
例如在学习加速度时可举如下一例:
某物体运动的v-t图象如图1所示,由该图象可以看出此物体
A.做匀速运动
B.做往复运动
C.做匀加速运动
D.做加速度大小不变的运动
该题考查的是对匀变速直线运动中v-t图象的理解,学生首先应在头脑中明确匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线,直线过原点,表明初速度为零,直线向上或向下倾斜,表明物体做匀加或匀减速直线运动.借助这样的题型可以深化对学生形象思维的培养.
4 加强习题的变式训练,培养创造思维
解题教学及习题训练是物理教学中必不可少的重要环节.通过解题的训练,尤其是一题多变、一题多解、一题多练及多题归一等变式训练,更有助于加深对知识的巩固与深化,提高解题技巧及分析问题、解决问题的能力,增强思维的灵活性、变通性和创新性.
一题多解,培养学生求异创新的发散性思维.通过一题多解的训练,学生可以从多角度、多途径寻求解决问题的方法,开拓解题思路.使不同的知识得以综合运用,并能从多种解法的对比中优选最佳解法,总结解题规律,使分析问题的能力提高,使思维的发散性和创造性增强.
一题多变,培养学生思维的应变性.把习题通过条件变换、因果变换等,使之变为更多的有价值、有新意的新问题,使更多的知识得到应用,从而获得“一题多练”、“一题多得”的效果.使学生的思维能力随问题的不断变换、不断解决而得到不断提高,有效地促进学生思维的敏捷性和应变性,使创造性思维得到培养和发展.
多题归一,培养思维的收敛性.任何一个创造过程,都是发散性思维与收敛性思维的优秀结合.因此,收敛思维是创造性思维的重要组成部分之一.诚然,加强对学生收敛性思维能力的培养也是非常必要的,而多题归一的训练,则是培养收敛性思维能力的重要途径之一.很多物理习题,虽然题型各异,研究对象不同,但问题实质相同.例如对匀变速直线运动和匀速圆周运动的受力运动分析,都可归类到“F=ma”上来.所以,对这些“型异质同”或“型近质同”的问题,如能归类分析,抓住共同本质特征,掌握解答此类问题的规律,就能弄通一题,旁通一批,达到举一反三的教学效果.
5 深化反思评价,培养反思性思维能力
反思学习是智能发展的高层次表现.反思是物理思维活动的核心活动,所谓反思是指理论发展和解题思维过程的再现,旨在通过这些思维过程的再现,澄清理论或解题方法是在怎样的物理思想或物理观念的指导下想出来的.由此可见,加强反思能使学生调查知识的本质,获得思维锻炼.
评价是对学生行为变化或倾向变化给予价值判断的系统过程.评价是课堂教学必不可少的手段.评价能使学生明确活动中的成败得失,能提供反思的机会,使思维水平得以提升.因此,反思与评价息息相关,是激活思维的有效措施和方法.在评价中,教师不要把事情做“满”,应让学生说得更多些.对于学生的评价,还可以让学生之间进行,使学生学会辩证的看待问题,学会欣赏别人,进一步巩固学习成果.
由于学生的学习活动不可能是一帆风顺的,肯定有一些错误和偏差.所以,在实施过程中教师对学生的评价不应全盘否定,应该多引导学生自己思考.当学生思维受阻时,教师要给予充分的鼓励,也可以引导学生从另一角度提出问题或提供辅助性问题,帮助他们克服思维障碍;但学生经过思考得出正确结论时,教师要及时给予肯定的评价;当学生提出新奇的见解或有创造性的看法,教师给予激励性的评价.教师应注重对学生解题过程的反思评价,而不是结果.
当然,物理思维的培养是一个复杂的,长期的过程,有效的思维形成了,学生学习的兴趣就更浓厚了,对物理的思考也就变成了一种快乐、享受了.