在物理教學中培養學生的整合思維

【摘 要】整合思維是一種創新性思想，即頭腦中同時處理兩種相互對立的觀點，并從中得出匯集兩方優勢的更佳解決方案。在物理教學中培養學生的整合思維，有利于提升學生的綜合能力，利用已有的知識、經驗和資源，用全新的視角、變通的方法去分析和解決面臨的新問題。

【關鍵詞】物理；整合思維；培養

整合思維是指把客觀世界看成一個有聯系的、不斷運動和變化的統一整體來認識和思考的思維方法，強調選擇和組合優質要素，調整原有系統結構，最大限度的發揮各類資源的作用。在物理教學中培養學生的整合思維，有利于提升學生的綜合能力，利用已有的知識、經驗和資源，用全新的視角、變通的方法去分析和解決面臨的新問題。

1.培養學生的遷移能力

1.1設置豐富的教學情境，培養學生遷移能力

遷移能力是學生將所學知識應用到新的情境，解決新問題時所體現的一種素質和能力，包括對新情境的感知和處理能力、對新舊知識和新情境的鏈接能力、對新問題的認知和解決能力等層次。教師在教學中設置富有情趣的內容，激發學生的興趣，使學生在積極的狀態下將已學知識遷移到新問題的解決中，實現知識點之間的貫通和轉換，進而認識事物的本質和規律，構建知識結構網絡，提高解決問題的靈活性和有效性。例如：著名科幻作家儒勒·凡爾納在輪船尚未被廣泛使用時，憑借魚深潛海底和浮出水面，想象出潛水艇的結構和功能，并創作出了著名科幻小說《海底兩萬里》。敘拉古赫農王讓工匠替他做了一頂純金的王冠，但是國王疑心工匠做的王冠并非全金，便請阿基米德來檢驗。最初阿基米德冥思苦想卻也無計可施，一天他洗澡坐進澡盆時，看到水往外溢，同時感到身體被輕輕托起。他突然領悟到測定固體在水中排水量的辦法，他把王冠和同等重量的純金放在盛滿水的

兩個盆里，發現放王冠的盆里溢出來的水多，這就證明了王冠里摻進了白銀。同時阿基米德還從中發現了浮力定律（阿基米德原理）：物體在液體中所獲得的浮力，等于它所排出液體的重量。直到現代，人們還在利用這個原理計算物體比重和測定船舶載重量等等。

1.2實驗設計開放性，培養學生發散思維

人們的思維可以從問題不同的角度進行探索，從不同的層面進行分析，從正反的兩極進行比較，這種以多端性和變通性為特點的思維方式叫發散思維。教學中應注重內容設計的開放性，留給學生更多的思維方向和想象空間。例如重力加速度是高中物理十分重要的物理量，問：利用所學知識你能設計那些方法測量本地區的重力加速度。實際中采用的辦法有多種，可以通過用彈簧秤和已知質量的鉤碼測量重力加速度；用單擺結合周期公式測量重力加速度；用滴水法測量重力加速度，或用圓錐擺結合公式測量重力加速度等等。學生在開放性問題的引導下，運用已有的知識去分析問題，親身探究并動手實驗解決問題，在此過程中會有成功和挫折的體驗，從而獲得知識與技能并感悟其中的科學方法和科學思想。

2.培養學生的分析與綜合能力

2.1培養學生處理信息的能力

新課程背景下的高中物理教學內容更貼近實際生活和科學技術，很多現實素材被編入各類題目中，形成“信息給予題”，用來考查學生搜集、處理和應用信息解決問題的綜合能力。教學中，要引導學生搜索出有用信息，排除多余和無關信息的干擾，明確題目中描述的背景信息與物理原型之間的關系，抓住問題的本質特征，從而實現快速解題。教學中可以選取一些與現代科技發展前沿相近的問題作為學生探究性學習的內容，激發學生學習物理的興趣，鍛煉學生的閱讀理解能力。例如選取“液晶顯示”為主題的課題研究，通過收集相關材料，了解液晶顯示的原理，以及液晶顯示技術的應用前景；又如通過對數碼相機有關資料的查閱，可以探究數碼相機拍攝和成像的物理原理以及影像信息的轉換、存儲和傳輸等問題。這樣既體現中學物理學習內容的時代性，又提高學生處理和應用信息的水平。

2.2培養學生建立物理模型的能力

中學物理問題的解決，通常經過以下步驟：建立正確的物理模型；正確選擇條件和規律；應用數學關系求解；驗證所得結論。顯而易見，建立正確的物理模型，實現具體思維向抽象思維的提升，是邁出正確解題的最關鍵一步。在具體教學中，教師要注意引導學生從題目中尋找有用的信息，畫出清晰、簡化的示意圖，實際上無論試題情景多么新穎、與日常生活聯系多么密切，都可以歸結為學生熟悉的物理模型。比如：運動員跳水是一個“豎直上拋”運動的物理模型；人體心臟收縮使血液在血管中流動可簡化為一個“做功”的物理模型，鍋爐水位計可簡化為一個“連通器”的物理模型等。其實物理模型就是同類性質問題的本質體現和核心歸類，教師要善于引導學生用熟知的物理原理、規律及熟悉的解題方法、經驗去分析處理問題，不斷提高學生解決物理實際問題的能力。

2.3多角度培養，提高學生歸納能力

讓學生將復雜的物理知識結構梳理出頭緒，必須強化他們的概括能力和歸納能力。課堂上教師如果能多角度、全方位培養學生的歸納能力，不僅有助于學生掌握各知識點之間的聯系，將學到的知識點串聯起來形成整體認識，還有助于學生明晰知識規律，更系統的理解和掌握所學知識。教師在物理課堂教學中應注重培養學生多方面、多角度的思考和分析問題，引導學生提出問題，使學生的思維不斷深入，并強調學生語言的邏輯性和嚴密性，提升學生的整合思維能力。例如金屬受熱膨脹的歸納推理，如果金受熱膨脹、銀受熱膨脹、銅受熱膨脹……所以，凡金屬受熱即膨脹，是不完全推理歸納，無法說明有沒有受熱不膨脹的金屬。但是如果我們找出金屬受熱膨脹的原因，那么歸納的結果應當是確信無疑，物理知識告訴我們：金屬受熱，其內部分子活躍程度加大，擴散力增強，這反映在宏觀上是金屬體積膨脹，由此金屬受熱膨脹是可靠的。

3.培養學生科學思維

3.1類比推理，培養學生思維的抽象性

由于兩個或兩類事物在許多屬性上相同，推出它們在其他屬性上也相同，這種思維過程稱為類比。在教學中兩類知識進行類比，既可以降低新知識的教學難度，起到化難為易的作用，又可以鞏固舊知識，加強兩類知識聯系。如靜電場中電勢能、電勢差的概念與重力場中的重力勢能、高度差概念進行類比；用太陽行星模型去類比原子結構，將氣體分子間相互作用與小球彈簧模型類比等。此外在中學物理教學內容中，我們在分析中常用到推理，比如：分析一道物理力學問題，我們常經歷“此問題是用牛頓定律或者機械能守恒定律或者功能原理求解”，但由于其中有摩擦力做功，機械能不守恒，所以只能用第一、第二方法求解。還有判斷電路故障，常經歷“此故障是短路或者斷路，通過分析電路排除短路，所以故障因斷路引起。”類似的思考，當我們引導學生作上述思考時，已經不自覺用到推理的方法。思維抽象性的提高，可以對創造性活動起到重要的、積極的能動作用，從而獲得更多解決問題的途徑。

3.2延伸拓展，培養學生思維方法

思維方法是科學方法的核心內容，物理中的各種結論都是學生對已有材料進行思維加工得出的。中學物理教學應使學生掌握一些基本的思維方法，如分類法、比較法、類比法、歸納法、假設法等，通過這些思維方法的教育，使學生具備一定的分析和綜合能力。具體教學中，教師對每一個知識點，都要設計出合理的思維程序去組織教學，讓學生始終在有思維積極參與的情況下主動學習，充分發揮思維訓練的作用。例如電容定義式的教學，學生對于電容與兩極板間電勢差及電量無關這一點很難理解，此時若用量筒來類比，對于一個已知的量筒來說，它的容積與量筒中裝不裝水、裝多少水無關，而取決于量筒本身，學生就容易接受。這樣不僅降低了物理教學的難度，而且使學生逐步掌握物理思維的方法。

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