物理電學與思維能力培養探究

摘要： 教師在教學過程中必須及時察覺并分析學生學習過程中反映出來的種種思維方法，要注重物理思維能力的培養，提高學生的科學思維能力。本文就物理電學教學中如何培養學生思維能力做了一些研究，主要分析了發散思維、類比思維、等效替代思維的培養。

關鍵詞： 電學 思維 發散 類比

電學教學，既要注重對學生知識本身的傳授，又要有意識地培養學生的科學素養。物理思維的對象是一個多層次、多結構、多序列的完整網絡和有機整體，教師應讓學生在積累了大量知識和經驗的基礎上，形成對物理事物立體的、完整的認識。因此在注意培養學生物理思維能力時，必須從不同方面、不同角度獲得關于物理事物本質屬性的外部表現材料。這就要進行觀察和實驗。根據思維材料的不同，可將物理思維能力的培養分為發散思維、類比思維、等效替代思維的培養。

1.發散思維是以多端性、變通性、獨特性為特征的創造性思維方式

發散思維能夠對問題從不同的角度進行探索，從不同的層面進行分析，從橫向縱向進行比較。發散思維有利于促進學生其他思維能力的發展，克服思維定勢，避免思維僵化和單一，進而有利于學生全面深刻地認知，靈活多樣地解題，在求知過程中獲得創新和突破。

美國心理學家吉爾福特說：“人的創造力主要依靠發散思維，它是創造思維的主要成分。”指導學生編解程序題，引導學生廣開思路，鼓勵學生勤思善問，敢于質疑。開展這種教學時教師要注意對問題的分析和討論，不劃框框，不定模式，啟發學生積極思維，勇于探索，善于提出問題，敢于提出意見，把學生的思路搞活。例如：為讓學生自行歸納、總結電學眾多概念，可從“220V，40W”燈泡起題，面對實物讓學生逐題編題。學生會提出燈泡上那些是導體？哪些是絕緣體？燈泡上標記“220V，40W”的意義是什么？燈泡斷絲后將燈絲重新搭連，再接入原電路，亮度有何變化？等問題。這樣以一只燈泡為主線鼓勵學生將學過的知識點互相連上，看誰編得多，編得合理，調動學生的興趣，教師掌握一定的深度，然后逐題解答。在教學方法上要變學生被動為主動。當今，培養學生的創造精神和創造能力是中學教學內容改革的重要趨勢之一，是新時期現代化建設的需要。因此，在物理教學中培養和拓展學生的發散思維能力，培養出新時期需要的開創性人才是至關重要的。

2.電學教學中類比思維方法也貫穿始終

類比思維方法是將兩個以上事物進行比較，找出事物之間的類似之處，然后據此推出它們在其它地方的類似之處，或綜合它們的特征進行類比。類比思維方法是一種十分重要的創新思維方法。在科學史上不少重要的科學假說都是通過類比推理建立起來的。在物理教學中常采用類比方法，可使學生加強對不同物理概念和規律的理解、記憶和應用。如簡單電路教學中，由小燈光、電源、開關構成最簡單電路，小燈泡類比為水輪機，開關類比為閥門，電源相當于水泵，電流相當于水流，用水壓是形成水流的原因類比電壓是形成電流的原因的方法，幫助學生理解電壓這一較抽象的概念。又如引入電流熱效應的概念時，聯系用“熱得快”燒水，不一會兒水就燒開了的實驗，引導學生回憶電動機做功是將電能轉化為機械能，提出問題：用“熱得快”燒水，是電能轉化為什么能？通過類比，學生會得出是電能轉化為內能，從而引入電流的熱效應的概念。教育學家瓦赫捷羅夫說得好：“類比像閃電一樣，可以照亮學生所學學科的黑暗角落。”因此在教學中要積極運用類比法進行教學。

物理學中部分知識之間具有一定的相似性。如功率表示做功快慢的物理量，自然引入電功率是表示電流做功快慢的物理量，也采用了類比科學方法。建構主義教學論認為：復雜的學習領域應針對學習者先前的經驗和興趣，只有這樣，才能激發學習者的積極性，學習才可能是主動的。影響學習的最重要的因素就是學生已經知道了什么，要探明這一點，并應據此進行教學，才會提高課堂教學效率。培養學生的思維能力要符合學生思維發展的規律，思維的基本方法有比較、分析、綜合、歸納和演繹。分析和綜合是相互聯系的，綜合必須以分析為基礎，分析又是以某種綜合的成果為指導的。在認識過程中，分析和綜合是交替進行的。例如：在學習電流的規律過程中，先要學習電流、電壓、電阻的概念，在掌握了這三個基本概念后，再學習歐姆定律，這是在分析的基礎上第一次綜合；接著把歐姆定律應用到串、并聯電路中，然后演繹出串聯電路、并聯電路的特征，這是在分析的基礎上的第

二次綜合。經過這樣的分析和綜合，學生才能對電路的部分和整體及各種因素的制約關系有較完整的認識。

3.在電學科學探究中滲透了等效替代的物理思想

探究電流做功與哪些因素有關的實驗中，用電動機提升重物的高度來量度電功的多少。又如測量電流的熱效應的實驗中，利用電流的熱效應加熱質量相同的同種液體，通過液體溫度的升高情況判斷通電導體產生熱量的多少。在學習《串、并聯電路中的電阻關系》時，教材在本節課引入中通過實驗給出了等效的概念，將電阻R 、R 接到電壓為U的電路中，如電流為I，用一個電阻R替換這兩個電阻，仍接到這個電壓為U的電路中，如電流不變，則對電流而言，這個電阻R產生的效果與原來兩個電阻產生的效果相同，把電阻R叫做R 、R 的等效電阻。等效的概念和等效的方法對學生有著至關重要的意義，他們在具體情境中學習的方法和培養的一些物理思想會在恰當的場合被激活，發揮比知識內容更重要的作用。又如應用歐姆定律測導體電阻的實驗中，只有一個電壓表或電流表以及一個已知電阻時，也應用了等效替代的思想。用已知電阻與待測電阻串聯時，用電壓表分別測出它們的電壓，應用歐姆定律算出已知電阻的電流，由串聯電路的特點，可等效為待測電阻的電流，由待測電阻的電壓即可算出它電阻的大小。

好的培養措施，既可達到培養目標，又可省時省力，起到事半功倍的作用。作為一個物理教師，應該因人、因材科學地確定每一能力的培養措施。如課堂以學生為主體，教師為主導，采用啟發、講解、指導、討論等措施，激發學習興趣，養成良好的學習習慣；恰當地安排習題，培養學生的解題能力；讓學生自己動手動腦做實驗，觀察自然現象，用所學知識進行分析研究，得出正確的結論，培養其觀察、實驗能力；組織學生進行必要的討論，發表自己的見解，通過對某一概念的形成、規律的得出、模型的建立、知識的應用的探討，培養學生的分析、概括、抽象、推理、想象、判斷等思維能力，從而提高學生的科學素養。

參考文獻：

［1］初中物理.江蘇科學技術出版社.

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