在物理教育中培養(yǎng)空間想象力

摘 要：想象力是人的智力因素中極為重要的一種，是創(chuàng)造力的基礎(chǔ)和動力。沒有想象就沒有物理學輝煌的今天，同樣，物理學習也離不開想象。新時期需要創(chuàng)新人才，創(chuàng)新人才離不開想象。

關(guān)鍵詞：想象力 創(chuàng)新思維 創(chuàng)新人才

創(chuàng)造學的創(chuàng)始人奧斯本認為：想象力是人類區(qū)別于其他動物的重要因素之一，也是人類征服世界的動力。量子力學之父馬克斯·普朗克曾在他的自傳中談到富有創(chuàng)造的科學家必須具有的思想品質(zhì)時，對想象力給予了高度的評價。

現(xiàn)代心理學家認為，想象是對頭腦中已有的表象進行加工改造，形成新形象的過程。這是一種高級的認識活動，是在感知的基礎(chǔ)上改造舊表象，創(chuàng)造新形象的心理過程。

凡爾納曾說過：只要世界上有人能夠想象得出來，就一定會有人將想象變成現(xiàn)實。他的說法已經(jīng)得到了有力的驗證。比如，電話、電視、飛機、火箭等等，不都是人們受到某種啟發(fā)或看到某種現(xiàn)象，從而產(chǎn)生想象，在大腦里構(gòu)建藍圖，然后通過艱苦地努力和嘗試實現(xiàn)的嗎？在人類文明的進程中，每一個腳印都蘊含著想象的火花，每一點成功都閃爍著創(chuàng)造的光芒。

隨著時代的發(fā)展和科技的進步，教育不能只停留在傳承人類原有文化的層面上，我們必須樹立創(chuàng)新意識，探求科學的學習方法和途徑，讓學生掌握學習的手段和技能，激發(fā)學生獨立思考和創(chuàng)新的意識，培養(yǎng)學生的科學精神和創(chuàng)新思維的習慣，培養(yǎng)學生獲取新知識的能力和運用知識去分析、解決問題的能力。教師要給學生開辟思維的廣闊空間，在教學中去撥動學生思維的琴弦，激發(fā)學生封存的記憶，喚醒學生沉睡的潛能，讓他們敢于越超前人，勇于挑戰(zhàn)自我，充滿信心，大膽開拓。在當今的教學中，教師在重視知識的傳授，讓學生盡可能多地進行知識和信息的儲存，盡可能多地吸收前人已總結(jié)出的思維成果的同時，更應該教給學生學習的方法，思維的方法和技能、技巧。想象力是人的智力因素中極為重要的一種，是創(chuàng)造力的基礎(chǔ)和動力。

物理學科是一門以物理現(xiàn)象和物理實驗為基礎(chǔ)的自然科學，這就決定了物理概念和規(guī)律本身隱含著想象特色。翻開物理學發(fā)展的歷史，從牛頓到愛因斯坦，從經(jīng)典力學到相對論，物理學的每一個新理論的建立，無不是從科學家的想象起步的。在世界科學發(fā)展史上做出卓越貢獻的大科學家牛頓就曾經(jīng)設(shè)想：從高山上用不同的水平速度拋出物體，其速度一次比一次快，落地點也就一次比一次離山腳遠。如果沒有空氣阻力，當速度足夠大時，物體就永遠不會落到地面上，它將圍繞地球旋轉(zhuǎn)成為一顆繞地球運動的“人造地球衛(wèi)星”，正是這想象中的情景奠定了萬有引力定律的基礎(chǔ)，并且引發(fā)了后來航天史上的革命；伽利略用重輕球自由下落的想象實驗推翻了“重物比輕物下落快”的千古教條；法拉第為電場和磁場引入了神奇的磁感線和電場線；湯姆遜依據(jù)電子的發(fā)現(xiàn)，想象了原子棗糕式模型……這些都是著名的極富獨創(chuàng)性的想象的產(chǎn)物。可以說，沒有想象就沒有物理學輝煌的今天。

物理學的發(fā)展離不開想象，同樣，物理學習也離不開想象。物理學中的理想模型（質(zhì)點、點電荷）、理想過程（自由下落、等溫、等壓）、理想實驗（理想斜面實驗）都是以一定事實為依據(jù)，以一定形式為支持建立起來的正確、鮮明、概括化的理想化形象，是豐富想象的產(chǎn)物。在物理學習中要理解它們需要想象，要針對某一具體問題建立一個理想化的形象更需要想象。要使學生養(yǎng)成習慣：每遇到一個問題都能從不同角度、不同側(cè)面來思考、聯(lián)想，喚起大腦中與該問題有關(guān)的表象，并將其與所遇到的問題進行比較、重組，構(gòu)建出新的物理形象，尋找出多個解決問題的方案，進而篩選出最佳方案。同時，教師還應引導學生針對某一問題，有目的、有計劃、有步驟地展開聯(lián)想，從而提高想象的自覺性和目的性。在物理問題的解決過程中，想象發(fā)揮著重要作用。解決物理問題不僅需要想象得出問題的空間關(guān)系和物理圖景，而且需要想象在整個解題思路中起導向和創(chuàng)造作用，這種導向作用表現(xiàn)為通過想象獲得對問題輪廓整體的認識，引導解題活動有目的地向著預想的方向發(fā)展。

一、創(chuàng)設(shè)寬松環(huán)境，誘發(fā)學生展開想象的翅膀

初次學習物理的學生一般都覺得物理比較有興趣，這是因為物理知識、物理現(xiàn)象來源于生活，能滿足學生的好奇心，許多物理實驗都能讓學生浮想連翩。但過不了多久，一部分學生就會對教師自認為是很精彩的物理現(xiàn)象、物理知識麻木，甚至是討厭。這是因為教師在講解這些知識時沒有及時滿足學生好奇的各種提問，折斷了學生聯(lián)想的翅膀，把學生的思維一個個地抓進了他們不心甘情愿進去的知識框框中。教師必須為學生提供發(fā)展想象力、培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的空間、機會和舞臺，為學生的成材創(chuàng)設(shè)寬松的教學環(huán)境。在物理教學中要鼓勵學生大膽聯(lián)想和善于聯(lián)想。敢想才是敢做的起點，教師對學生稚嫩、離奇的想象不要諷刺、譏笑，要珍惜并加以引導。

愛因斯坦在回答別人問他為什么能做出創(chuàng)造時說：“我沒有什么別的才能，不過喜歡尋根刨底地追問問題罷了。”所以，要培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力，首先教師要轉(zhuǎn)變教學觀念，把教學主體讓位于學生，做學生學習的合作者、引導者，而不是主宰者；寬容待人，讓學生能平等地參與教學，使學生能克服心理障礙，大膽地質(zhì)疑問難。其次在教學中，要保護學生的好奇心和創(chuàng)造火花，不要以成人的所謂成熟的眼光看待學生的世界。多用啟發(fā)式教學，引導學生求異質(zhì)疑，激勵學生多提問題，鼓勵他們以研究者和創(chuàng)造者的姿態(tài)去獨立思考。在教學中可以介紹哥白尼、伽利略等科學勇士的事跡，以此來鼓勵學生對前人的一些現(xiàn)成的科學理論和傳統(tǒng)觀點，有大膽質(zhì)疑的勇氣；對前人尚未揭示的事物和規(guī)律，有勇于發(fā)展的精神。即使某些發(fā)問是可笑的，某些提法是錯誤的，某些探索是失敗的，教師也要從積極的方面加以鼓勵，并幫助學生分析錯誤和失敗的原因，變錯誤為正確，變失敗為成功，不挫傷學生求異思維的積極性。在培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維中，不要把學生的創(chuàng)造性問題扼殺在萌芽之中，請記住愛因斯坦說過的話：“提出一個問題，往往比解決一個問題更重要。”

二、訓練直覺思維，發(fā)展學生的聯(lián)想和想象能力

偉大的物理學家牛頓說過：“沒有大膽的猜測，就不能做出偉大的發(fā)現(xiàn)。”直覺猜測是創(chuàng)造性活動的起點，科學家的許多發(fā)明、創(chuàng)造都來自于他們的直覺。直覺對于新出現(xiàn)的現(xiàn)象或事物，能未經(jīng)嚴密的邏輯程序，直接地認識到其內(nèi)在本質(zhì)或規(guī)律，是一種認識過程的突變、升華，當然直覺必須以豐富的知識和經(jīng)驗為基礎(chǔ)。所以在教學中培養(yǎng)學生的直覺，有助于開發(fā)學生的創(chuàng)造性思維。聯(lián)想和想象對于創(chuàng)造性思維的激發(fā)很重要。聯(lián)想可以把多個不同事物聯(lián)系在一起，容易觸發(fā)靈感而導致新的發(fā)現(xiàn)。想象能不斷地改造舊表象，創(chuàng)造新表象，是創(chuàng)造的基礎(chǔ)。在物理教學中要鼓勵學生發(fā)揮自由聯(lián)想的習慣，使他們敢想、愛想和善于想，以開拓學生的思路，活躍他們的思維。還要啟發(fā)學生：①根據(jù)已知進行聯(lián)想，判斷結(jié)果；②通過聯(lián)想證實已知的結(jié)論；③運用聯(lián)想進行實驗設(shè)計；④根據(jù)有關(guān)知識進行比喻想象；⑤發(fā)揮自由假想。通過假想養(yǎng)成學生愛幻想、愛探索的習慣，從事物的另一面強化他們所學的知識。如在摩擦力的教學中提出：假如世界上沒有摩擦力，或者地球沒有引力，世界將是怎樣的？

三、全面想象題目給定的物理過程

每一道物理題目都給我們展示了一幅物理圖景，解題就是去探索這個物理過程的規(guī)律和結(jié)果。可是，不論在現(xiàn)實中還是在題中給出的物理過程往往不是一目了然的，因而解題首先要根據(jù)題意，通過想象弄清全部的物理過程，勾畫出一幅完整的物理圖景。

例：汽車以12米/秒的速度運動，關(guān)閉油門后獲得3米/秒的加速度，問6秒內(nèi)汽車的位移是多少？對此例如能仔細分析，想象汽車是作勻減速運動，可知在4秒時汽車已停下來。如果這樣分析，一般學生在解題中就不會把6秒直接代入公式，錯誤就會大大減少。對那些涉及知識較多的綜合題，不想象出其全部物理過程，解題時就會感到無從下手。有的題目對某些物理過程含而不露，這就更需要我們?nèi)ハ胂螅拍苋媾宄?/p>

在分析、想象物理過程中，要緊扣題意，對關(guān)鍵字眼仔細推敲。如“恰好平衡”、“恰好為零”的“恰好”二字；又如“最大輸出功率”、“最小距離”中的“最大”、“最小”二字；再如“緩慢變化”、“迅速壓縮”的“緩慢”、“迅速”二字等等。這些字眼往往都示意著一個復雜的、變化著的物理過程，如果輕易放過這些字眼，那么你所想象的物理過程往往是不全面的，或者是完全錯誤的。

四、培養(yǎng)學生畫情景圖的習慣

圖像是一種直觀的表述語言。畫圖是對視覺能力、想象能力和繪圖能力的綜合訓練，也是表達實驗設(shè)計示意圖、交流設(shè)計思想、完善設(shè)計構(gòu)思的重要手段，它可以把大腦內(nèi)部的思維活動形象化、外顯化。教師在教學中可以通過畫情景圖的方式，幫助學生建立形象的物理情景。

教師在平時的物理教學中，應重視畫圖習慣的培養(yǎng)，指導學生通過畫圖去分析物理過程，思考物理問題。有一些題目很抽象，復雜的物理情景隱藏在文字背后，這時更需要引導學生依靠形象思維，通過聯(lián)想和想象把物理過程展現(xiàn)出來。

繪制情景圖對我們正確分析、想象物理過程有很大的幫助，尤其對那些復雜的物理過程，如能抓住其關(guān)鍵形象，并草圖表達（如物體運動軌跡草圖、實驗裝置示意圖、電路圖等等），這對于進一步分析將有很大的幫助。

俄國教育家烏申斯基說：“強烈的活躍的想象是偉大智慧不可缺少的屬性。”中學生在學習各門課程中都要借助想象力。沒有想象力，學生將難以理解教材中的圖形、概念。想象力還直接關(guān)系到學生創(chuàng)造力的發(fā)展，現(xiàn)實生活中的許多發(fā)明創(chuàng)造都是從想象開始的。

想象力是人對未知事物在頭腦里的一種虛幻的解釋，正因為有了想象力，人才會想盡辦法去實現(xiàn)想象中的事物。想象力是動力的源泉，在實現(xiàn)理想的過程中，不斷探索，不斷失敗，繼而不斷總結(jié)，不斷進步，周而復始，形成了寶貴的經(jīng)驗，就是我們今天學習的知識。

新時期需要創(chuàng)新人才，創(chuàng)新人才離不開想象，沒有想象力不可能成為創(chuàng)新人才。

參考文獻：

［1］董素艷.在課堂里放飛想象.