也談在力學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

學(xué)習(xí)的過程就是知識(shí)內(nèi)化的過程，所謂內(nèi)化就是將教材上的知識(shí)結(jié)構(gòu)通過感覺、知覺、想象、思維等形式轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)者頭腦中具有內(nèi)部規(guī)律的有機(jī)整體，其核心是掌握相應(yīng)知識(shí)內(nèi)容所必需的思維能力。良好的思維能夠把握物理知識(shí)間的聯(lián)系和邏輯順序，從而形成層次分明、脈絡(luò)清晰、整體性非常強(qiáng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。因此思維能力不僅是解決物理問題的需要，而且是學(xué)生今后一生發(fā)展的需要。在教學(xué)過程中，我主要從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行培養(yǎng)和提高學(xué)生思維能力的。

一、幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題

古人說:“學(xué)貴有疑。”學(xué)生對(duì)所學(xué)物理知識(shí)，能不能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，是思維強(qiáng)弱的重要標(biāo)志。愛因斯坦也指出:“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要。”在物理教學(xué)中，教師要通過實(shí)驗(yàn)和講解，指導(dǎo)學(xué)生細(xì)心觀察、深入思考，幫助學(xué)生把已知的正確現(xiàn)象和知識(shí)同未知的、反常的情況和現(xiàn)象區(qū)分開來，找到知識(shí)的空白區(qū)，這樣學(xué)生才能發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。例如，在學(xué)生學(xué)過作用力和反作用力之后，教師可讓他們找一下作用力、反作用力與初中學(xué)過的平衡力的區(qū)別。他們就會(huì)發(fā)現(xiàn)原來自己沒有引起注意的問題，平衡力的一個(gè)顯著特征——它是作用在同一物體上的。又如，在講過勻變速運(yùn)動(dòng)之后，我給學(xué)生出這樣一道題:一輛以10米/秒前進(jìn)的汽車，剎車時(shí)得到一個(gè)-5米/秒的加速度，求它在5秒末的位移。不少學(xué)生用去計(jì)算，得出-12.5米的錯(cuò)誤結(jié)果。學(xué)生通過對(duì)錯(cuò)誤結(jié)果的嘗試，體會(huì)到了自己對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律并沒有完全掌握，存在知識(shí)空白區(qū)，從而有必要去重新認(rèn)識(shí)和理解。學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)的問題比老師直接指出的印象深刻得多。再如，我在講解加速度時(shí)，讓學(xué)生觀察幾種加速度不同的紙帶。然后問:“你能根據(jù)紙帶上點(diǎn)的分布判斷出小車的運(yùn)動(dòng)情況嗎?”多數(shù)學(xué)生都能答出:“物體的運(yùn)動(dòng)逐漸加快(或減小)。”緊接著我要求同學(xué)再仔細(xì)觀察，并暗示他們從速度增加的程度上去比較。同學(xué)們發(fā)現(xiàn)速度增加的快慢不同。我再讓學(xué)生聯(lián)系實(shí)際考慮人在百米賽跑起跑和汽車開動(dòng)時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)哪個(gè)速度增加得快。這幾個(gè)常見的例子使學(xué)生發(fā)現(xiàn):為了表示速度改變的快慢程度，需要引入一個(gè)新的物理量——加速度。

在教學(xué)過程中，為了有效地激勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，教師要善于解決課題給予的條件與要求的矛盾，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用有關(guān)的舊知識(shí)對(duì)新課題進(jìn)行一環(huán)套一環(huán)的分析綜合，從不同的方面比較，層層揭露矛盾，一步步地完成矛盾的解決，解決舊的矛盾，并提出新的問題。教師要啟發(fā)、幫助學(xué)生從非本質(zhì)屬性中把本質(zhì)屬性揭露出來，發(fā)現(xiàn)問題是思維的起點(diǎn)。有疑才會(huì)有問，有問才會(huì)有思，只有提出問題，思維才能啟動(dòng)。大腦機(jī)器啟動(dòng)起來了，思維能力就得到鍛煉培養(yǎng)。

二、引導(dǎo)學(xué)生探索結(jié)果

發(fā)現(xiàn)問題之后，還要對(duì)問題進(jìn)行分析，圍繞指出的問題，得到解決問題的辦法，從而探索出問題的結(jié)果。這一過程，是思維活動(dòng)最激烈、最緊張的時(shí)期。教師要引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)員自己的全部知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，包括已發(fā)現(xiàn)的新事實(shí)、新現(xiàn)象，運(yùn)用分散思維和創(chuàng)造想象能力，時(shí)而將它們分開，時(shí)而聯(lián)接，時(shí)而變換，時(shí)而組合。教師只是揭示問題的關(guān)鍵，揭示知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系，其他工作引導(dǎo)學(xué)生自己去完成。物理概念是物理大廈的基礎(chǔ)，理解它對(duì)發(fā)展學(xué)生的思維能力至關(guān)重要。但是概念的掌握還要靠學(xué)生自己，老師只是啟發(fā)他們?nèi)シe極思維，讓思維的激流奔騰向前。如講解加速度，在得出了a=以后，可讓學(xué)生去表述、的物理意義，并提出一系列問題讓他們思考:加速度就是增加的速度嗎?加速度大的物體速度大嗎?加速度為零的物體速度是零嗎?速度為零的物體，加速度是零嗎?物體向何方運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度就向著這個(gè)方向嗎?等等。又如，在講了向心加速度之后，我讓學(xué)生研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)中向心加速度與直線運(yùn)動(dòng)中的加速度有什么異同?勻速圓周運(yùn)動(dòng)是不是勻速運(yùn)動(dòng)?是不是勻加速運(yùn)動(dòng)?a=與a=ωr有無矛盾，如何應(yīng)用?學(xué)生通過對(duì)這些問題的探索，能使原來速度的概念更加深化，并加快對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的理解和掌握。

為了更好地探索物理規(guī)律，教師在進(jìn)行典型示范、揭示解題規(guī)律時(shí)，要講清例題的代表性，講清自己的分析思路，而不能把規(guī)律分為死板的幾條，把類型試題變成模型試題，把學(xué)生引到死套解題步驟的胡同里。應(yīng)通過分析研究，讓學(xué)生去概括一般方法或思考路線，自己用腦子去小結(jié)。雖然他們的小結(jié)不如老師做得好，但是他們經(jīng)過深思熟慮作出的，對(duì)培養(yǎng)思維組織概括能力的作用是后者無法比擬的。

三、培養(yǎng)思維的主要活動(dòng)

1.比較。有比較才有鑒別。為了確定兩個(gè)或兩個(gè)以上的物理概念之間的異同，可以找出每一個(gè)概念的特征，把相應(yīng)的部分聯(lián)系起來作比較，確定它們?cè)谀男┓矫媸遣幌嗤摹＿€可以把某個(gè)概念與它十分相似的概念比較，找出它們不同點(diǎn);再把這個(gè)概念同與它差別很大的概念進(jìn)行比較，找出它們之間的相同點(diǎn)。如講解摩擦力時(shí)，可與重力、彈力比較，找出異同點(diǎn)。學(xué)習(xí)功的概念，可用與它十分相似的我們生活中講的工作比較，指出它們的含義完全不同。

2.分類。這是比比較更為復(fù)雜的思維。為了分類，必須明確分類標(biāo)準(zhǔn)，找出每個(gè)概念的本質(zhì)特征，并找出以這些特征為基礎(chǔ)的“屬”概念和“種”概念。如給出屬概念力，讓學(xué)生找出它的種概念來。學(xué)生會(huì)找到重力、彈力、摩擦力、作用力、反作用力、平衡力、合力、分力、恒力、變力、向心力、萬有引力、共點(diǎn)力等。也可以反過來，給出“種”概念，讓學(xué)生找出“屬”概念來。這樣舉一反三，可使學(xué)生熟化概念，培養(yǎng)思維創(chuàng)造能力。

3.抽象、概括和具體化。通過分析綜合把事例、現(xiàn)象一般的、本質(zhì)的屬性抽象出來單獨(dú)地加以考慮的過程為抽象。而概括是把一般的、本質(zhì)的屬性聯(lián)接起來并推廣到同一類事物中去。具體化既為把概念用于實(shí)際，它對(duì)于說明概念、加深對(duì)概念的理解很有幫助。例如，講解向心力，先講解和演示:在光滑水平面上用細(xì)繩栓著的物體，使其繞固定點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng);人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，汽車拐彎的運(yùn)動(dòng);電唱機(jī)轉(zhuǎn)盤上物體隨轉(zhuǎn)盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng);在水平圓內(nèi)勻速盤旋飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，等等。再歸納抽象出向心力就是產(chǎn)生向心加速度的力的概念。然后讓學(xué)生去找?guī)讉€(gè)向心力的思考題。如此，學(xué)生對(duì)概念的內(nèi)涵和外延就能比較準(zhǔn)確地掌握了。

4.系統(tǒng)化。在物理教學(xué)中，教師不僅要教會(huì)學(xué)生懂得知識(shí)，而且要教會(huì)他們經(jīng)常注意使自己理解的知識(shí)系統(tǒng)化，把各部分知識(shí)歸入一定的順序，這就能使物理知識(shí)系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的思維過程有助于學(xué)生自覺地、深入地和牢固地掌握物理知識(shí)。

總之，我們?cè)诮虒W(xué)過程中，要引導(dǎo)學(xué)生把豐富的感覺材料去粗取精、由此及彼、由表及里改造制作，使物理概念和規(guī)律系統(tǒng)化，從而產(chǎn)生從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的飛躍，使思維能力得到提高。