新課改物理教學(xué)中學(xué)生思維方法的培養(yǎng)

【摘 要】在物理教學(xué)中，教師必須強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生思維能力的目的。本文結(jié)合平時(shí)的教學(xué)點(diǎn)滴，談?wù)勎锢斫虒W(xué)中學(xué)生思維方法的培養(yǎng)策略。

【關(guān)鍵詞】物理教學(xué) 思維方法 培養(yǎng)

新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)“物理課程應(yīng)改變過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)傳承的傾向，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新意識(shí)。”物理中的現(xiàn)象、概念和規(guī)律，單憑教師的講解很難達(dá)到理想效果。如果指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用相應(yīng)的物理科學(xué)方法去認(rèn)識(shí)和理解，就會(huì)大大提高學(xué)生對(duì)這些物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律的認(rèn)知能力和理解能力。因此在物理教學(xué)過(guò)程中，要重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理思維方法的培養(yǎng)，只要學(xué)生掌握了科學(xué)的物理方法，就擁有了打開物理知識(shí)殿堂的鑰匙。那么，我們應(yīng)該對(duì)學(xué)生進(jìn)行哪些物理科學(xué)方法的培養(yǎng)呢？

一、轉(zhuǎn)換法

所謂轉(zhuǎn)換法，是指通過(guò)對(duì)研究對(duì)象、物理狀態(tài)、物理規(guī)律、思維角度、物理過(guò)程、物理模型等的轉(zhuǎn)換，達(dá)到化繁為簡(jiǎn)，化難為易，使問(wèn)題巧妙獲解的一種思維方法。物理學(xué)中對(duì)于一些看不見(jiàn)摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量，通常采用轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)而觀察其他相關(guān)的物理現(xiàn)象或間接測(cè)量其他相關(guān)的物理量來(lái)完成研究。

（一）轉(zhuǎn)化法在物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象方面的應(yīng)用

在研究電熱與什么因素有關(guān)時(shí)，電熱的多少是無(wú)法直接“看出”的。怎么辦呢？我們可以轉(zhuǎn)化一下思維，電熱能使煤油溫度升高，煤油吸收的熱量越多，溫度升得越高，我們只要比較煤油溫度的高低，不就知道了電熱的多少了嗎？還有，磁場(chǎng)看不見(jiàn)、摸不著，那磁場(chǎng)真的存在嗎？我們把小磁針?lè)旁诖朋w周圍，可通過(guò)觀察其是否轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)確定。電磁鐵磁性的強(qiáng)弱無(wú)法用肉眼判斷，可轉(zhuǎn)換為通過(guò)其吸引大頭針數(shù)量的多少來(lái)判斷，吸引得越多說(shuō)明磁性越強(qiáng)。教材中在物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象方面應(yīng)用轉(zhuǎn)化思維的非常多。我們將小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為對(duì)小木塊做的功，被推動(dòng)距離越遠(yuǎn)則動(dòng)能越大；把測(cè)滑動(dòng)摩擦力的大小轉(zhuǎn)換成測(cè)拉力的大小；根據(jù)小燈泡是否發(fā)光來(lái)推斷導(dǎo)線中是否有電流。

（二）轉(zhuǎn)化法在測(cè)量工具方面的應(yīng)用

依據(jù)水銀、酒精、煤油等液體的熱脹冷縮來(lái)反映物體溫度的變化情況，從而制成溫度計(jì)。再如，利用彈簧在一定限度內(nèi)，所受的拉力越大伸長(zhǎng)越長(zhǎng)的原理來(lái)制成彈簧測(cè)力計(jì)。

二、控制變量法

自然界中的各種現(xiàn)象并不是孤立存在的，而是相互聯(lián)系的，因此，事物絕不僅僅只受一個(gè)因素的影響，而是受相互交錯(cuò)的多種因素的共同影響。簡(jiǎn)單地說(shuō)，控制變量法是一種研究問(wèn)題的方法，在研究某一物理量與多個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，先使一個(gè)因素變化控制其余的因素不變，從而逐一研究出此物理量與所有因素的關(guān)系，這樣就把多因素問(wèn)題變成多個(gè)單因素的問(wèn)題。

例如，高中物理中研究摩擦力與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。我們猜想摩擦力可能受壓力大小和接觸面的粗糙程度的共同影響。在研究摩擦力與壓力的關(guān)系時(shí)，控制接觸面的粗糙程度不變，這樣就排除了因接觸面粗糙程度不同而對(duì)摩擦力的影響，只改變作用在接觸面上的壓力大小，這種情況下若摩擦力也發(fā)生了變化，足以說(shuō)明摩擦力與壓力有關(guān)，若摩擦力沒(méi)有變化，則說(shuō)明摩擦力與壓力沒(méi)有關(guān)系。同理，研究摩擦力與接觸面的粗糙程度關(guān)系時(shí)，需要控制壓力不變，只改變接觸面的粗糙程度。

還有，研究通過(guò)導(dǎo)體的電流I與導(dǎo)體兩端的電壓U和導(dǎo)體的電阻R的關(guān)系時(shí)，要研究電流I與電壓U的關(guān)系，需要保持電阻R不變；若要研究電流I與電阻R的關(guān)系，需要保持電壓U不變。課本中研究影響電阻大小的因素、焦耳定律、研究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素、研究影響壓力作用效果的因素、研究影響液體壓強(qiáng)的因素、阿基米德原理等用的研究方法也都是控制變量法。控制變量法是高中研究物理問(wèn)題最常用的方法之一。

三、理想實(shí)驗(yàn)法

理想實(shí)驗(yàn)法是指在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)概括、抽象、推理得出某些規(guī)律，而得出的這些規(guī)律卻又不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證的一種研究問(wèn)題的方法。理想實(shí)驗(yàn)法在科學(xué)研究中有著重要的作用。牛頓概括出牛頓第一定律前，伽利略設(shè)計(jì)了斜面小車實(shí)驗(yàn)，分析認(rèn)為運(yùn)動(dòng)物體受到的阻力越小，速度減小得越慢，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就越長(zhǎng)，進(jìn)一步推理如果表面絕對(duì)光滑，物體受到的阻力為零，物體將以恒定的速度在無(wú)限長(zhǎng)的水平面上永遠(yuǎn)不停地運(yùn)動(dòng)下去。這就是歷史上著名的理想實(shí)驗(yàn)。還有驗(yàn)證聲音的傳播需要介質(zhì)時(shí)，逐漸抽出玻璃罩內(nèi)的空氣，鬧鐘的鈴聲越來(lái)越小，我們進(jìn)一步推理，理想情況下假如把玻璃罩內(nèi)抽成真空就聽(tīng)不到鈴聲了，說(shuō)明真空不能傳聲，聲音傳播需要介質(zhì)。

四、類比法

類比方法最早是由亞里士多德提出的。所謂類比，是指根據(jù)兩個(gè)對(duì)象之間在某些方面的相同或相似而推出它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛳嗨频囊环N推理方法，實(shí)際上是一種從一般到一般或從特殊到特殊的推理過(guò)程。類比方法可以幫助我們理解一些抽象、無(wú)形、陌生的物理現(xiàn)象和物理知識(shí)，在物理學(xué)中有較廣泛的應(yīng)用。例如為幫助學(xué)生理解電流和電壓，可以把電流、電壓與水流、水壓進(jìn)行類比。抽水機(jī)提供了水壓，水壓使水沿著一定的方向流動(dòng)形成水流，水流通過(guò)渦輪使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)消耗水能；電源提供電壓，電壓使電荷做定向移動(dòng)形成了電流，電流通過(guò)電燈消耗電能。學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)時(shí)，把電子繞原子核高速旋轉(zhuǎn)的原子結(jié)構(gòu)模型與九大行星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的太陽(yáng)系進(jìn)行類比。

五、等效替代法

在研究物理問(wèn)題時(shí)，用一個(gè)物理量代替其他的物理量，物理效果相同，這種使物理問(wèn)題簡(jiǎn)單化的科學(xué)思維方法叫做等效替代法。例如用合力替代各個(gè)分力；在電路中，若干個(gè)電阻，可以等效為一個(gè)合適的電阻，即串聯(lián)電路的總電阻或并聯(lián)電路的總電阻；還有，在“曹沖稱象”中用石頭替換船中大象，效果相同。

總之，上述幾種方法是中學(xué)物理教學(xué)中比較常用的一些方法，我們要重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行這些科學(xué)物理方法的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生選擇合適的物理方法解決物理問(wèn)題，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。