課堂教學中對學生物理思維的引導和培養探討

【摘要】物理學是以思維為中心的自然學科。在課堂教學中有意識地引導和培養學生的物理思維，不但是初中物理教學的第一要務和本質所在，也是“以學生為本”“教服務于學”的《新課標》的要求之一。文章從三個方面就如何做好學生物理思維的引導和培養進行了粗淺探討。

【關鍵詞】物理思維;初中生;培養

物理學是一門以研究自然界中的物質結構、物質相互作用及運動規律等為中心的抽象學科，物理思維則是物理學和思維科學的衍生概念。從近幾年的中考來看，關于學生物理素養以及物理探究方法的考查一直都是考試的重點內容。而從教學實踐中看，部分學生物理成績之所以不理想，原因主要是學生在物理學習活動中頭腦沒有建立起正確的物理形象，不能將文字敘述、數學表達式和現實過程聯系起來，并在此基礎上將感性認識上升到理性認識，從而揭開物理問題的本質。因此，在課堂教學中有意識地引導和培養學生的物理思維，不但是初中物理教學的第一要務和本質所在，也是“以學生為本”“教服務于學”的《新課標》的要求之一。現筆者結合多年物理教學經驗，就該問題進行粗淺探討。

一、注重理論聯系實際，培養學生基本物理思維方法

從心理學角度而言，初中生正處于形式運算階段，他們具備一定的邏輯思維能力和思維品質，但更多地仍停留在形象思維階段。因此，對他們而言，物理知識具有一定的抽象性，相當部分學生在學了物理之后觀察物理現象依然停留在日常經驗水平上，沒有形成“從分析題中抽象出物理模型-確定遵循的規律-找出已知和未知的聯系-建立方程-探討答案”的物理過程，物理思維較為薄弱。而另一方面，部分教師在教學中只關注每一章節的基礎知識的落實，對學生物理思維的訓練不足，這種片面強調“知識與技能”而忽視了“過程與方法”“情感態度價值觀”的教學模式，往往會造成學生對所學物理知識的理解和掌握不夠透徹，更不能領悟物理現象背后所反映的物理本質，教學效果不佳，更談不上對學生思維能力的引導和培養。

其實，物理學研究的都是自然界中的客觀物體及其運動規律，可以說我們的日常生活中處處有物理，也離不開物理。因此，在實踐教學中，只要多與生活實際進行聯系，讓學生在物理學習過程中親身經歷比較、分析、綜合、抽象、概括等思維活動，學生自然而然地就能學會并逐漸養成運用所學物理知識解釋、思考、分析、解決現實生活中各種問題的習慣，物理思維方法的養成也就水到渠成。以概念教學為例，物理概念是整個物理學體系中最基礎的組成部分，物理學習活動中每個物理量的引出都離不開基本概念的學習，學生頭腦中物理規律的構成、物理公式的建立和物理理論的完善等等也都離不開對物理概念的透徹理解，而學生在學習、研究物理概念的過程中所進行的一系列比較、分析、綜合、抽象、概括等思維活動，又是促進形象思維向邏輯思維升華的過程。因此，從這一意義上可以說，物理概念的學習既是初中物理教學的重點，更是培養學生物理思維模式的有效途徑。實踐中，教師在進行概念教學時應本著“理論聯系實際”的教學理念，將物理概念與一些生活常識進行比較教學，從而起到化難為易的良好效果。

以“電壓”教學為例，初中物理教材中對“電壓”并無明確定義，而是采用直接引入的方法，導致相當部分學生對該概念的掌握一知半解，學習難度較大。電壓概念具有較強的抽象性，在初中階段還無法講清，為方便學生理解和接受，可聯系生活中水流的形成進行比較教學。以多媒體展示水流形成的情境，讓學生通過觀察認識到水能夠流動必須要有水位差（水壓），再提出問題“要使容器中的水長久流動而非瞬間流動，應采取何種方法？”讓學生進行討論，形成思維活動。之后教師總結水流形成的條件是有水壓，提供水壓的裝置是抽水機，在此基礎上引入電壓概念的教學，從元件、形成過程、作用以及大小四大方面進行類比。如將電流形成中的各元件和水流形成的各裝置相類比（小燈泡如小渦輪，開關如閥門，電路如水路）：從水流的形成過渡到電流的形成;從水壓的作用過渡到電壓的作用;從抽水機的作用過渡到電源的作用;從改變抽水機抽水的快慢、產生水流的大小過渡到電壓的大小、產生電流的大小。如此，將“電壓”這一抽象的物理概念與生活中常見的水流形成相比較進行教學，活化了概念，既方便學生更全面、深刻地理解和掌握電壓的本質特征，也在具體的學習過程中促使學生的感性認識上升到理性認識，進而培養了學生的物理思維。

二、化抽象文字為圖像語言，提高學生物理思維質量

初中階段的物理知識雖然相對高中階段而言較為簡單，然仍具有一定的抽象性和邏輯性。初中生因初次接觸物理，缺乏系統的物理思維訓練，物理知識、經驗具有較大的局限性，因此在物理學習過程中面對抽象的文字語言不但會覺得學習吃力，而且也很容易出現各種錯誤。而將抽象的文字語言以圖像語言的形式直觀地反映出來，能有效幫助學生構建起正確的物理模型，從而更清晰地理清各物理量內在的邏輯關系，有效地提升課堂教學效率。同時，學生在繪制圖形對知識進行深加工的過程中，還實現了文字敘述、數學表達式和現實過程的有機聯系，從而進一步促進了學生分析、推理、判斷等邏輯思維能力的發展和提升。在初中物理中，很多知識領域如力學、光學、電學中的一些具體問題，均能采用物理圖形的方式反映出來。因此，在實際教學中，教師應強化圖形教學，以最簡單形象的圖形進行直觀教學，同時幫助學生提高畫圖這一深加工能力，盡可能地要求學生題到圖形到，通過自己繪制圖形加深對知識點的理解、記憶以及內在梳理。

以“能量”板塊中的機械能和內能教學為例，筆者在教學中發現，很多學生在對機械能和內能的轉化這一知識點的學習理解上困難較大，出現的錯誤也較多。如“勻速下降的雨滴的能量轉化”其實是“重力勢能直接轉化成內能”，而很多學生給出的答案是“重力勢能轉化為動能再轉化為內能”。學生之所以出現如上錯誤，主要是沒有真正地理解兩種能量轉化的前提條件是“一減一增”，而雨滴勻速下降過程中動能其實并未改變，因此轉化為動能的過程并不存在。因此，在實踐教學中，為幫助學生進一步掃除學習障礙，教師可以讓學生自己繪制出知識圖并組織討論點評（如圖1所示），借助形象思維一目了然地梳理清楚反映各能量之間的關系，既提高了學生的記憶效率和解題準確性，又促進了學生物理思維質量的提升。

三、破解思維盲點干擾，幫助學生形成正確的思維方法

從物理學的研究對象可以看出，現實生活其實就是一個千變萬化的物理世界，學生置身其中，自然而然地會獲得各種有關物理方面的感性認識，這些認知有的正確，有的錯誤，正確的認知會對學生的物理學習起到正遷移作用，而錯誤的或有缺陷的認知則會對學生的物理學習起負遷移的作用，造成學生物理學習的思維盲點。

例如：甲隊在拔河比賽中勝過乙隊，若不計繩的質量，則以下說法正確的是（" " ）

A.甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力，故甲隊勝。

B.當甲隊把乙隊加速拉過去時，甲對乙的拉力等于乙對甲的拉力。

C.當甲隊把乙隊加速拉過去時，甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力。

D.甲對乙的拉力始終等于乙對甲的拉力。

在上述例題中，甲隊勝出的原因是對地面的摩擦力更大，故答案應為B、D，而相當部分學生憑借以往生活經驗作出判斷時，往往得出“拉力大的隊伍勝出”的錯誤結論，選擇A、C。

此外，在概念學習過程中，負遷移思維障礙也較多。如有的學生片面地將“加速度”概念理解為“增加的速度”，于是認為“加速度越大，速度改變越大”;有的學生將重力和壓力相混淆甚至等同化，于是得出“壓力的大小總等于重力的大小”“壓力就是重力”的錯誤結論。此外，在“電場強度和磁感應強度”“電壓、電勢、電勢差、電動勢”等概念教學中，概念混淆甚至等同化的現象也較為普遍。這些都是物理思維盲點所造成的學習障礙，對學生物理學習極為不利。物理思維是一個將實際事物抽象成物理現象的過程，該過程對各知識關系、表現方式上的邏輯性尤其關注，而學生一旦在物理學習過程中形成思維盲點，勢必影響到對物理問題的系統性分析，對具體物理概念、物理推理的正確理解和掌握等等。因此，必須打破學生原有認知引發的物理思維盲點，幫助學生形成正確、科學的物理思維方法。同樣以上述例題為例，教師在實踐教學中可采用實物演示的方式對學生的疑問點進行解答，用兩個彈簧測力計模擬甲乙兩隊的拔河場景，將彈簧測力計的鉤子分別固定在一根繩子的兩端，通過彈簧測力計測出繩子兩端的拉力，以事實幫助學生認清現象本質，從而更正學生經驗化的錯誤思維，消除錯誤經驗給物理學習帶來的負遷移。

總之，初中物理是中學階段的重要學科，也是難點學科，良好的物理思維品質對課堂教學效率的提升和學生物理學習成績的提高有著積極的促進作用。因此，在實踐教學中我們應采取有效的教學策略，幫助學生認識、研究物理學問題時在頭腦中構建起清晰的物理情景，提升學生的物理思維品質，從而促進學生綜合素質和物理教學質量的雙提升。

【參考文獻】

[1]張龍梅.提高教學有效性，發展學生物理思維[J].新課程學習，2014（02）：45.

[2]黃斌.握學科特點，培養物理思維品質[J].讀寫算，2013（13）：116.