物理教學中如何培養學生的動態思維能力

摘 要: 初中物理教師培養學生的動態思維可以有多種方法，如設計“關鍵幀”，巧妙將靜態思維串聯，激活動態思維;描述多變的物理情境，促進靜態思維向動態思維的轉化;借助現代教學媒體模擬動態情境，激發動態思維;運用實驗手段，再現動態情境;幫助學生提煉變量與不變量之間關系，讓學生能舉一反三。

關鍵詞: 初中物理教學 動態思維能力 培養策略

一、問題的提出

初中物理教師都有這樣的教學經歷:學生遇到靜態的問題情境大多能較快地分析事物或相關量之間的關系，但若考查事物的運動軌跡、發展方向、連續變化時各個量之間的關聯，學生就有畏難情緒，覺得無從下手或找不到好的解決方法。這是因為初中生的思維能力還有不足之處，也可稱之為“思維短板”。這塊短板就是初中生的動態思維能力，需要培養和加強。

二、何謂動態思維能力

動態思維是一種運動的、調整性的、不斷優化的思維活動。它的根本特點是根據不斷變化的環境、條件來改變自己的思維程序、思維方向，對事物進行調整、控制，從而達到優化思維目標。在物理教學中積極開展學生動態思維能力培養的研究討論，能很好地促進這一教育目標的落實。動態思維能力是學生處理動態物理問題時，把握情境實質、提煉物體模型，并靈活運用其它知識解決問題的能力，是學生思維發展水平和良好思維品質的重要體現。

三、動態思維的一般模式與培養策略

動態思維的一般模式是:首先不斷輸入新信息，并根據新信息進行分析、比較，依據變化了的情況形成新的思維目標、思維方法，確定新的方案、對策，建立起新的物理模型，然后輸出經過改造了的信息，對物理過程、狀態、情境實施新的方案，再把實施新方案的情況、信息反饋回來，再次進行分析、調整。在一次又一次的思維運動過程中，不斷縮小思維的目標差，從而對事物的變化作出準確判斷，揭示出物理過程中蘊含的規律，探索出解決問題的有效方法。在物理教學中我們可以根據動態思維的特點，通過以下各種途徑培養學生的動態思維創新能力。

培養動態思維的主要策略是:始終以研究對象的具體變化作為問題分析和討論的立足點。轉換、構建研究對象是物理問題發展和變化的載體，是物理問題和物理規律應用的契合點。物理問題的動態發展，包括研究對象的轉換、工作條件的改變，都是圍繞一定的研究對象展開的。如在探究電流跟電壓的關系時，必須明確研究對象是一定值電阻還是某兩點間的電壓，這樣才能比較順暢而正確地得出結論。對于具體的實際問題，研究對象不夠明確，還要注意研究模型的抽象，如把扳手、電工鉗等抽象成杠桿等。

四、培養學生動態思維能力的方法

1.設計“關鍵幀”，巧妙將靜態思維串聯，激活動態思維。

學過Flash動畫制作的人都知道，為了讓一個運動過程得以展現，除了起始和結束幀，還必須插入關鍵幀。同樣，為了解決初中物理教學中對變化規律的全面認識，我們也應該從物理情境的初始位置，在“初始”和“終了”狀態之間引導學生探索這個變化情境中的某一個關鍵點、轉折點、特殊點的情況。

舉一些例子加以說明，如為了讓學生更深刻地理解杠桿原理，一般有這樣的例題:用圖1所示的杠桿提升重物，設作用在A端的力F始終豎直向下，在將重物慢慢提升到一定高度的過程中，F的大小將如何變化。學生感覺這個問題的主要難點是連續性的過程想象不出來。如何突破這個難點?一般做法就是再畫一個關鍵的靜態畫面，即畫一個杠桿到達水平位置平衡的畫面，然后比較起始狀態、中間狀態中哪些物理量不變，哪些在改變，如何改變的。接下來再將這中間狀態與最后狀態比較就能找到動力F大小如何變化的過程。從這一例題中，我插入關鍵幀(即杠桿在水平位置的畫面)。讓學生對杠桿動態平衡有了更感性的認識，而且較好地以“靜”串“動”，優化了學生的思維過程。再如研究水平方向力與運動關系時，多數學生只會關注于某一個條件的變化，導致分析問題出錯。有這樣的例題:一個物體在水平地面上做勻速直線運動，它受到水平向右10N的拉力作用，則受到地面的摩擦力為多大?若水平拉力方向不變，大小變為15N時，摩擦力多大?學生在解題時想當然地認為第二問是15N，要讓學生走出認識誤區，我們就得指導學生去畫物體“初始狀態”受力示意圖，再畫中間變化條件后的受力分析圖，這就是添加了“關鍵幀”，有了此“關鍵幀”，學生自然能推理得出此后物體將做變速運動，由此也推翻了自己原先的錯誤經驗。

2.描述多變的物理情境，促進靜態思維向動態思維的轉化。

對于有些物理問題，在無需畫關鍵圖片的情況下，我們可以通過語言描述來激發學生的想象。例如:燒杯中盛有一定量的水，一只雞蛋沉在杯底，現逐漸向杯中加鹽并攪拌均勻，直至雞蛋能漂浮于水面，問雞蛋在此過程中受到的浮力如何變化?學生會通過語言描述，想象到剛開始雞蛋還在液體中，未露出液面，但液體密度變大，故浮力在變大;但露出液面后屬于漂浮，浮力等于雞蛋重力，就不再變大。

3.借助現代教學媒體模擬動態情境激發動態思維。

學生不太容易掌握好凸透鏡的成像規律，更覺得物體相對于凸透鏡移動后，成像的特點就難以描述了。此時要解決這一難題，我們應該把“凸透鏡成像規律”的動畫加以展現，通過觀看動畫，學生的大腦中會受到強烈的視覺沖擊，能很好地建立物像之間的變化規律。另外，研究電磁繼電器的工作原理，由于電路分成控制電路和工作電路，而且電路器件較多，如果由老師演示電磁繼電器的作用，一是可見度低，二是其工作過程的時間短，學生難以體會，教學效果就不理想。若在演示的基礎上，播放動畫，展現繼電器的動作過程，學生很容易理解，并能留下深刻印象。當老師變換了物理情境，學生也能順溜地說出電磁繼電器的工作原理。這就說明這種培養方式見效了。

4.運用實驗手段，再現動態情境。

在電學中，使用滑動變阻器，對培養學生的動態思維的作用很大。教師可以將變阻器與定值電阻、電流表串聯，將電壓表與電阻并聯，通過調節變阻器的阻值，讓電路中部分用電器的電壓、電流發生變化。由于實驗很容易完成，所以我們就采用學生分組實驗的辦法，讓學生自己調節、觀察、感悟、體驗各個電學物理量的變化情況，使學生增強了動態思維的能力。

動態思維的培養有多種方法，但無論哪種方法，歸根結底是提高學生分析問題、解決問題的能力，提高他們的思維水平，為學生學習能力的提升鋪平道路。

參考文獻:

[1]德惠實驗中學宋兆吉.在物理教學中培養動態思維能力.來源于網絡.