物理教學中培養學生思維能力的探索

◆徐春蕊

(黑龍江省大慶市第一中學)

物理教學中培養學生思維能力的探索

◆徐春蕊

(黑龍江省大慶市第一中學)

培養學生的思維能力，對于物理這門學科來說，主要是培養學生分析與綜合、抽象與概括、推理和想象的能力。學生的這些能力是在一定素質的基礎上，通過他們所受的教育和所從事的實踐活動而形成和發展起來的。學生的素質有差別，這對他們能力的發展有影響。但是，一般來說，這種差別并不很大，決定能力發展的是他們所受的教育和他們所參加的實踐活動。因此，在物理教學過程中，應把講授物理知識及其運用和發展學生的思維能力結合起來。

物理教學 思維能力 學生

培養學生的思維能力，對于物理這門學科來說，主要是培養學生分析與綜合、抽象與概括、推理和想象的能力。學生的這些能力是在一定素質的基礎上，通過他們所受的教育和所從事的實踐活動而形成和發展起來的。學生的素質有差別，這對他們能力的發展有影響。但是，一般來說，這種差別并不很大，決定能力發展的是他們所受的教育和他們所參加的實踐活動。因此，在物理教學過程中，就應把講授物理知識及其運用和發展學生的思維能力結合起來。

學生的認識過程，一般地應該符合“從生動地直觀到抽象的思維”這一認識過程，所不同的是，學生的這一認識過程是在教師指導下進行的。這里，教師的主導作用就是幫助學生完成這一能動過程的飛躍，即不僅在于把結論告訴學生，更重要的是啟發學生正確思考，讓他們自己得出結論。

物理學中的一些物理量，如“比重”“比熱”“電阻”“電場強度”“電勢”“電容”“電動勢”“磁感應強度”等，我們都是在實驗的基礎上引導學生通過分析、比較、綜合、概括來揭示這些概念的物理本質的，使學生知道在這些物理量研究中是怎樣進行抽象思維的，而不是簡單地生硬地講出這些物理量的意義。學生一旦形成了這種能力，既易于理解物理概念所說明的物理本質，又易于順利地學習新知識。如我們在初中講“導體的電阻”時，首先通過實驗讓學生知道下述事實:對同一導體來說，無論電壓和電流怎樣改變，電壓與電流的比值總是一個常數;換用另一個導體，電壓與電流的比值也是一個常數，只是這兩個常數的大小不同。然后，讓學生思考這個常數與電壓、電流、導體哪個因素有關?學生討論之后，明確了這個常數與電壓、電流無關，只與導體本身有關。進而，讓學生思考這個常數說明了導體的什么性質，并通過讓學生分析當兩個導體的兩端電壓相同而電流強度不同的事實，讓他們總結這個常數表明了導體阻礙電流作用的性質。這樣，既揭示了電阻的物理本質意義，又培養了學生研究物理量的抽象思維能力。這種能力一旦形成，無疑地會順利地掌握“電場強度”“電勢”“電容”等抽象的物理概念。

物理學是人們在生產生活、科學實驗基礎上建立和發展起來的，反過來又推動著科學技術的發展。它的發展過程，是人們認識物質世界矛盾運動的過程。因此，在物理教學過程中，適當講些物理學史，講些物理概念、規律的建立、發展和驗證的歷史，對于學生理解和掌握知識，學習前人嚴謹的科學態度和思考問題、研究問題的方法，都是有益的。

物理學中的一些理論，特別是微觀世界的理論，在中學階段并不是都能在實驗的基礎上建立的。如在物理學的發展上起著重要作用的物理模型——分子運動論模型、原子模型、原子核模型。為了發展學生的思維能力，特別是合乎規律的想象能力，我們就結合介紹物理學的發展史，講述這些物理理論。如在講述“原子的結構”時，介紹了19世紀末，人們從陰極射線的發現，到電子荷質比的測定，知道了電子是各種元素(原子)所共有，從而確定了原子是由電子和帶正電部分所組成。但是，到底是怎樣組成的，人們并不知道。到了20世紀初，湯姆遜提出了原子的“西瓜”模型，即原子中的帶正電部分好象西瓜瓢，而電子好象西瓜子那樣的模型。這種假想模型是否正確，還需要通過實驗來檢驗。盧瑟福發現了a粒子的散射實驗，通過對實驗的理論分析，否定了湯姆遜模型，提出了原子的核式結構理論。我們詳細講述了盧瑟福的a粒子散射實驗的裝置、實驗的方法和所觀察到的實驗現象，組織學生運用已學過的庫倫定律知識進行討論:a粒子通過薄金片時為什么會發生偏轉?為什么發生大偏轉角度的a粒子極少?引導學生自己經過對實驗的分析，抽象出原子的核式結構理論。這樣，把講述物理學史和講授物理理論有機地結合起來;把介紹物理學家研究問題的實驗方法、思考方法和培養學生的思維能力，特別是合乎規律的想象能力，有機地結合起來，這樣，學生就聚精會神，認真聽講，積極思考。

物理概念和規律雖然一般是建立在物理實驗或經驗事實基礎之上的，但是，人們還常常運用已知的結論，去探索新的、具體的或更為概括的物理理論，這在物理學的發展史上是屢見不鮮的。在物理教學中，我們注意已學知識的擴大和加深，用已學知識來講授新知識，發展與培養學生的推理能力和合乎規律的想象能力。

學生理解和掌握了電磁感應的一般規律——法拉第電磁感應定律和楞次定律之后，為了培養他們的推理能力和想象能力，在講授自感現象時，沒有按教材上那樣先做實驗后講述，而是引導學生運用電磁感應的一般規律去分析研究繞有鐵芯的線圈在通電或斷電時會有什么現象發生?線圈產生的感生電動勢是什么方向?感生電動勢的大小與什么有關?使他們通過思考，想象出線圈中產生的電磁感應現象即自感現象;運用楞次定律推出自感電動勢的方向與電流增、減的關系;運用法拉第電磁感應定律，推導出，從而得出的公式。

又如，麥克斯韋電磁場理論的兩個要點，很抽象、難懂。如果只按照教材簡單、生硬地介紹，學生難于理解。我們運用學生已掌握的“電場”“磁場”“電磁感應”知識，講述電磁場的理論要點。在學生復習了穿過某一回路中的磁場發生變化時，回路中便產生感應電流和導體中產生電流時導體中存在電場之后，使他們推知當回路中磁場發生變化時，回路中便產生電場。進而讓學生思考:若把導線抽走，當某處空間磁場發生變化時，其周圍空間是否還存在電場?使學生能夠想象并且得出:“任何磁場的改變，都要在它的周圍空間產生電場”的結論。接著，在學習了電流周圍存在磁場，而電流的產生是由于存在電場之后，讓學生思考產生穩恒電流的電場是否穩恒?使他們知道產生穩恒電流的電場是均勻變化的。進而讓學生思考:若將導線取走，當某個空間存在的電場改變時，其周圍空間有無磁場產生，使他們想象出其周圍空間也產生磁場。從而抽象出:“任何電場的改變，都在它的周圍空間產生磁場”的結論。這樣，使學生已掌握的電磁感應等知識得以深化。

運用推理的方法講授物理知識，在高中階段非常重要，它以實驗為基礎，有利于學生對知識的理解和升華，培養學生的思維能力。