形象思維讓物理課堂更精彩

李強

教育家陶行知先生在《創造宣言》中說過：“處處是想象創造之地，天天是想象創造之時，人人是想象創造之人，兒童是新時代的創造者，要解放兒童的想象創造力。”“教育不能創造什么，但它能啟發釋放兒童創造力以從事于創造之工作。”愛因斯坦曾經說過：“想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉。想象力是科學研究的實在因素。”在物理教學中，想要讓學生喜歡物理，學好物理，就要重視科學研究方法的研究和實踐，要重視思維方法的研究和實踐，要積極鼓勵學生在研究和解決問題時，展開想象，開拓思路，不落俗套，充分發揮自己的想象力和創造力，發展自己的思維能力。

想要促進學生思維的發展就要遵循學生思維發展的規律。思維，是人腦對客觀事物的一種概括的、間接的反映，是客觀事物的本質和規律的反映。根據思維材料的不同我們可以把學生的物理思維分成物理形象思維和物理抽象思維兩種，在學生對客觀世界的認識過程中形象思維總是早于抽象思維，根據初中學生身心發展的特點，他們正好處于形象思維高級階段的形成和抽象思維逐步發展時期。初中學生的思維特點決定了發展學生的高級形象思維在初中物理教學中有著極其重要的作用。

形象思維是在對形象信息傳遞的客觀形象體系進行感受、儲存的基礎上，結合主觀的科學判斷，并用一定的形式、手段和工具創造和描述形象的一種基本的思維形式。形象思維在科學認識中，對新概念的提出、理論問題的詮釋和對物理現象的發現觸發，都起著極為重要的作用。初中物理是一門以實驗為基礎的自然學科，強調從生活走進物理，從物理走向社會，學科的特點決定了在物理教學中，更是離不開想象，離不開形象思維。

一、利用直觀形象思維，促進學生對物理概念和規律的理解和掌握

在初中物理中，學生對某些物理概念或規律的理解會感覺很困難，只能根據教材中的敘述，勉強結合教師的講授，似懂非懂地進行記憶，等到應用這些物理概念和規律來解決實際問題時，就很難把握其本質，經常只能跟著感覺走，結果當然可想而知了。如果教師能引導學生通過日常熟悉的現象去形象地描述它或進行物理情景的聯想，建立直觀的形象思維，往往能收到很好的效果。

例如：在進行“串聯電路電壓分配和電阻關系”的講解時，筆者讓同學們把電源電壓U想象成是兩個強盜R1R2一起搶來的一批財寶，分壓過程想象成兩人在分贓，電阻的大小想象成他們武力的大小，然后讓學生自己思考他們怎么分贓。如果一個強盜因為某種原因武力增大或減小（電阻大小發生變化），他們的贓物分配又會發生什么變化。學生像是在經歷一個奇幻故事一樣完成了對“串聯電路電壓分配和電阻關系”的理解和掌握，變化過程一目了然，而且對后面滑動變阻器在電路中引起的變化也能輕松地理解和掌握。

二、運用邏輯形象思維，激活學生的實驗設計能力

物理實驗是發展和展示學生能力得天獨厚的舞臺。隨著新課程改革的實施，實驗教學在物理教學中的地位日益凸顯，已經成為如今物理課堂教學必不可少的重要組成部分。新課改注重學生實驗的探究過程，要求學生在實驗過程中經歷→提出問題→猜想與假設→制定計劃與設計實驗→進行實驗與收集數據→分析與驗證→評估→交流與合作等環節，對學生的實驗提出了更高的能力要求。在實驗教學中充分利用學生豐富的想象力，創設有利于學生進行形象思維的教學情境，根據學生的實際生活經驗，展開符合邏輯的想象，能更好地激活學生的實驗設計能力，促進學生整體實驗能力的提高。

例如在摩擦力的影響因素實驗教學中，摩擦力是初中物理力學中較難理解掌握的一種力，在猜想摩擦力的影響因素時，學生不太容易根據已有經驗進行猜想，往往是天馬行空，沒有根據的瞎猜。這時教師可以引導學生展開想象，把兩個物體的接觸面進行放大，將兩個看起來光滑的表面想象成凹凸不平、犬牙交錯的接觸面，在此基礎上來思考怎樣使它們不容易相對滑動。學生的形象思維被激發，猜想更具有目的性。

三、拓展演繹形象思維，提升學生應用物理規律解決物理問題的能力

“所謂致知在格物者，言欲致吾之知，在即物而窮其理也。”這段話很好地敘述了學習物理的過程—格物致知。怎樣學好物理，怎樣應用物理規律解決物理問題，重要的是要學會物理研究和思維的方法。

在應用物理規律解決物理問題的過程中，利用形象思維建立物理模型是相當重要的一種手段。面對復雜多變的自然界，人們著手研究時，總是遵循這樣一條重要的方法論原則，即忽略次要因素，抓住主要矛盾，或從簡到繁，由易到難，循序漸進，逐次深入。物理模型是在客觀原型的基礎上，經過簡化和純化而演繹出來的一種客觀實體，它忽略了原型的次要因素，突出了原型的主要因素，摒棄了次要矛盾，突出了主要矛盾。物理中很多復雜的問題可以利用演繹形象思維把復雜問題簡單化、模型化，從而幫助學生理清思路，抓住問題關鍵，利用常規方法進行組合，進而解決問題。

例如，2012年無錫物理中考最后一題第三小題：有一種環保汽車，以蓄電池為驅動能源。此環保汽車運動時，蓄電池為車上的電動機供電，電動機為汽車提供動力。如果改用太陽能電池給車上的電動機供電，其他條件不變，求所需的太陽能電池板的最小面積。已知太陽輻射的總功率為4×1026W，太陽到地球的距離為1.5×1011m，半徑為r的球其表面積為4πr2。太陽光傳播到地面的過程中，設有29.35%的能量損耗。該車所用太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率為15%。

很多同學在解答此題時感到無從下手，最后只能無奈放棄。其實我們可以展開想象，把太陽向外輻射的能量想象成一個不斷擴散的球體，地球不過是在這個超級球體某個位置上吸收能量的小斑點而已。相對于1.5×1011m半徑的一個超級大球，完全可以忽略地球的大小、形狀、地形等因素，把4×1026W的總功率分攤到球面上，就可以算出每平方米面積上得到的太陽輻射功率P0了。再由題中條件，15%P0S板=P電，據此就能求出所需的太陽能電池板的最小面積了。

想象不是憑空產生，也不是隨意捏造的，它是形象思維的高級形式，它是在社會實踐活動中產生和發展的，是以實踐經驗和知識為基礎的。學生要想學好物理，就需要學會觀察、學會思考、學會想象，教師要在實際的物理教學中，給學生插上想象的翅膀，激發學生的學習興趣，培養學生的形象思維，帶領學生翱翔于物理的無限領域。學生的想象力無限，那么他們的創造力也會無限。