如何培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力

在當(dāng)今世界各國(guó)的基礎(chǔ)教育改革中，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力已成為一個(gè)重要的課題；在中學(xué)的物理教學(xué)中，進(jìn)行物理思維能力培養(yǎng)等的基礎(chǔ)教育改革探究，是落實(shí)素質(zhì)教育，進(jìn)行課程改革的一個(gè)重要手段。下面筆者談幾點(diǎn)看法。

一、培養(yǎng)抽象思維

物理學(xué)中有許多概念比較抽象，學(xué)生難以理解，若是死記，根本無(wú)法進(jìn)入創(chuàng)造思維情境。教學(xué)時(shí)，設(shè)置有趣的小實(shí)驗(yàn)和誘導(dǎo)性問(wèn)題，將抽象的概念活化，學(xué)生能形象直觀地頓悟概念的內(nèi)涵，把抽象的問(wèn)題具體化。如，人們時(shí)刻跟大氣打交道，卻從來(lái)未感覺(jué)到大氣壓強(qiáng)。在講大氣壓強(qiáng)前筆者增加了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：將細(xì)試管插入盛滿(mǎn)水的稍粗試管中，豎直倒懸于空中。當(dāng)學(xué)生看到細(xì)試管不斷進(jìn)入粗試管時(shí)，會(huì)驚訝地發(fā)出疑問(wèn)：“為什么細(xì)試管不掉下來(lái)？”為鼓勵(lì)學(xué)生猜想，筆者問(wèn)：“是不是水把細(xì)試管吸進(jìn)去了？”“是不是有一種什么力把小試管推進(jìn)去了？”當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)是空氣壓力作怪時(shí)，一種成功的喜悅頓時(shí)由心底溢于言表。但學(xué)生還會(huì)懷疑水的粘性，為此，筆者演示在杯里水中加兩個(gè)彩色玻璃珠并在杯底鉆一小孔，用手指堵住小孔演示覆杯實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生看見(jiàn)水和珠子不會(huì)掉下來(lái)，當(dāng)手指移開(kāi)小孔，水和水珠立即掉下來(lái)，這就排除了水的粘性起作用，大氣壓的概念自然而然地在學(xué)生頭腦中形成、扎根。

二、培養(yǎng)廣闊思維

思維的廣闊性是指思維活動(dòng)的思路廣闊，考慮問(wèn)題周到、精細(xì)，善于全面地考察問(wèn)題，能從多種多樣的聯(lián)系與關(guān)系中去認(rèn)識(shí)物理問(wèn)題，用多方面知識(shí)去尋求解決問(wèn)題的方法。習(xí)題教學(xué)中要選擇典型題目。許多物理題不止一種解法，在教學(xué)中，對(duì)每一個(gè)習(xí)題，教師應(yīng)要求學(xué)生用一種方法解完后再思考還有沒(méi)有其它解法，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生從多角度、多方位觀察和思考問(wèn)題，在廣闊的范圍內(nèi)尋求解法，在“一題多解”中，培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性。例如：一個(gè)鐵球，它的質(zhì)量是624g，它的體積是100cm，試問(wèn)這個(gè)鐵球是實(shí)心的還是空心的？如果是空心的，空心部分的體積多大？要鑒別鐵球是實(shí)心還是空心的，可以通過(guò)密度、或質(zhì)量、或體積的比較共三種解法加以鑒別。講解時(shí)讓學(xué)生充分發(fā)言，解出后鼓勵(lì)學(xué)生思考有沒(méi)有其它解法，學(xué)生會(huì)答出三種解法。三種解法都可以鑒別鐵球是實(shí)心還是空心的，結(jié)果一樣。解決具體問(wèn)題時(shí)，可選用最方便的一種解法即可。再如：有一只小燈泡，它正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻是8.3Ω，正常工作時(shí)的電壓是2.5V。如果我們只有電壓為6V的電源，要使小燈泡正常工作，需要串聯(lián)一個(gè)多大的電阻？這是《初中物理》第二冊(cè)課本第109頁(yè)的例題，在解題時(shí)，大多數(shù)學(xué)生是先求I，再求串聯(lián)電阻的電壓U，最后用R=U/I得出R=11.7Ω。少數(shù)學(xué)生是先求I，再求R，后用R=R-R求解。解完后，問(wèn)：還有別法嗎？引導(dǎo)學(xué)生分析，啟發(fā)回憶串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)。學(xué)生思考出：U/R=U/R，或由串聯(lián)電壓分配求解U/U=R/R等解法。啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生一題多解，既可以加深學(xué)生對(duì)概念的理解，使知識(shí)結(jié)構(gòu)的建立更加合理有序、彼此關(guān)聯(lián)，融會(huì)貫通，讓學(xué)生體驗(yàn)“一題多解”的樂(lè)趣，又可培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性。

三、培養(yǎng)獨(dú)特思維

思維的獨(dú)特性是對(duì)思維深度的評(píng)價(jià)，指思維發(fā)散成果的新穎性和獨(dú)特性。獨(dú)創(chuàng)思維以思維的流暢性和變通性為基礎(chǔ)，它不僅要求思維范圍大、速度快，而且要求質(zhì)量高，特別要求要有一定的獨(dú)特性。一些學(xué)生思維快，好奇心強(qiáng)，他們一般基礎(chǔ)較好，接受新知識(shí)的能力較強(qiáng)，思維比較敏捷。這些學(xué)生往往會(huì)有一些出人意料的問(wèn)題及解題方法。對(duì)此，教師要盡可能地保護(hù)他們的好奇心，引導(dǎo)他們預(yù)習(xí)教材，指導(dǎo)他們閱讀一些參考書(shū)籍，參與他們的探索思考，保護(hù)和培養(yǎng)他們創(chuàng)造性思維的萌芽，鼓勵(lì)他們鍥而不舍地追求，以求不斷地有所發(fā)現(xiàn)，有所創(chuàng)見(jiàn)。如筆者在復(fù)習(xí)“測(cè)定物質(zhì)的密度”一節(jié)時(shí)，曾設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)題：現(xiàn)有天平和法碼、量筒、燒杯、刻度尺、水等幾種器材，供你選用來(lái)測(cè)量某種液體的密度，想想看，你有哪些方法？學(xué)生立刻馳騁想象，各抒己見(jiàn)，提出了多種測(cè)量方法，在學(xué)生熱火朝天地討論時(shí)，一位學(xué)生說(shuō)：“我可以不用題中儀器，只給我一個(gè)彈簧秤和一塊鐵塊即可。”方法：用彈簧秤稱(chēng)出鐵塊重G，再分別將鐵塊浸沒(méi)水中和被測(cè)液體中，并分別讀出彈簧秤的示數(shù)G和G，可推導(dǎo)出ρ=（）ρ，此題解法既捷又優(yōu)。教師可以抓住這種類(lèi)似契機(jī)，因勢(shì)利導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生不斷創(chuàng)新，把思維質(zhì)量推上更高層次。

四、培養(yǎng)逆向思維

逆向思維就是倒過(guò)來(lái)想問(wèn)題，也就是把思維順序逆轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，顛倒時(shí)間和空間順序，把始態(tài)與終態(tài)、條件與目標(biāo)、原因與結(jié)果沿著相反思路思考問(wèn)題。物理學(xué)中有很多問(wèn)題，運(yùn)用逆向思維，從問(wèn)題的反面思考而得出結(jié)果。這也是研究物理過(guò)程和結(jié)論的科學(xué)思維方法。如，如何判斷靜摩擦力的方向？學(xué)生感到無(wú)從著手，對(duì)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)難以捉摸。若引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行逆向思維：如果接觸面是光滑的，物體會(huì)向什么方向運(yùn)動(dòng)？這個(gè)運(yùn)動(dòng)方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向關(guān)系如何？學(xué)生就能發(fā)現(xiàn)這個(gè)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向就是物體在光滑接觸面上運(yùn)動(dòng)的方向。又如，電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)能不能產(chǎn)生電流？若能，應(yīng)具備什么條件？在這些問(wèn)題的研究過(guò)程中，學(xué)生的逆向思維、猜想能力能夠得到培養(yǎng)，從而有效地提高創(chuàng)造思維能力。

總之，物理教學(xué)不但要傳授知識(shí)，更重要的是指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，啟迪學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決物理問(wèn)題的能力。在教學(xué)實(shí)踐中，只要我們努力探索、勇于思考和創(chuàng)新，把學(xué)習(xí)與創(chuàng)造、模仿與創(chuàng)新、理性與幻想有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，就一定能有效地開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。