談物理想象力的培養

張伯川

【摘 ?要】學習任何一門學科都需要想象，物理是自然學科的重要分支。要了解自然界的基本規律，就要通過科學想象與科學推論來達到學習目的。

【關鍵詞】物理;想象

物理研究是原理加實驗，而這些原理與實驗，首先是通過想象與推理作出假設，然后才用實驗加以證明。素質教育不同于應試教育。應試教育只講繼承不講創新。教學中注重用實驗證明原理，然后記住原理。而素質教育是要培養探究能力的，探究能力是創新的基礎。探究能力即發現問題、分析問題、解決問題的能力。而這一過程中想象加推理是不可或缺的。所以在物理教學中培養想象能力是不可忽視的。例：講斜面省力的原理，在實際運用中會涉及到很多實驗工具。比如螺絲、竹蜻蜓、直升機的螺旋槳，機動船下面的螺旋式水輪等。這是可以倡導學生去大膽想象。課上想時間有限，可以課下想，隨時想，能得出結果可以，得不出結果也行，總之只要去想象就有收獲。想象好比探路，看見好像有人走過的痕跡，探一探吧，結果是誤判，此路不通。這也是收獲，促使他繼續尋找，促使他改進尋找的方法。即使最終證明此路不通，并獲得了不通的原因，他就會告訴人們別在這里枉費心機了，到別處探路吧。這不是收獲嗎？想想當初想發明永動機的人也許就不止一個，雖然也許他們事前都懂得能量守恒定律，但未實踐過還是要試一試，試的過程中證實了物理在憑著慣性的運動中，摩檫力會消耗能量的不可避免。由前車之鑒，很少有人去發明永動機了。由前人這樣的精神，同學們響應老師的倡導，對斜面省力的實用發明進行了各種想象。如有個學生想到，直升機的螺旋槳是由竹蜻蜓演變而來的，那么竹蜻蜓的發明者當初又是怎樣發現這一原理的蛛絲馬跡的呢？長有奇思妙想中發現了這樣的景象：有個小孩拿著一個傘狀的蘑菇搓傘把玩，一下搓爛了。爸爸便給他做了一個竹片下面嵌上一根圓竹棍讓他搓著玩。誰知他一搓，竹片竟然向空中上升了一下。爸爸拿來一看，沒發現什么。但逆時針一搓卻沒有上升。又順時針一搓又上升了。再一看，原來竹片反時針轉的那一端薄些。爸爸悟出了道理。于是把竹片兩端相反的方向都用刀削成了由厚到薄的刀刃一般，斜面在下面。再順時針方向一搓，這時不但上升而且呼地飛升幾尺高。于是民間的竹清廷誕生了。當有了飛機之后，直升機又發明了。螺旋槳的斜面就是在空氣中沿著斜面旋轉而上升的。這個學生把他的想象說出來，老師問他為什么能想象這樣的故事，他說是讀了《魯班的故事》受的啟發。老師一下子明白了。號召學生多看課外書籍奏效了。魯班的故事里說，魯班上山去被茅草拉傷了腳，一看，原來茅草上有很多細齒，經過仿制，于是鋸子發明了。看來，物理教學要培養學生的想象力，多看課外書籍是途徑之一。評析：這位物理老師培養學生想象力的方法，所用的是素質教育的方法。即用啟發式而非注入式。這就是以學生為主體，讓學生在理論聯系實際的想象中不但加深了對科學原理的理解，還培養了從生活中發現問題，進行創造性思維的學習方法。又例：教了電流的方向是由正極流向負極的規律，在老師的指導下，同學們也進入了想象。把導線想象成血管，電流像血液一般在血管中流動。無論這種想象與電子在導線中移動是否相符。但這種想象可以化抽象為形象，便于理解與記憶。又例：在學習課本知識的同時，老師還布置看課外知識，并把看到的加以聯想，寫成文章交回來。同學們積極行動起來。有個學生在網絡自媒體上看到一則展示，說是永動機模型制作成功了。并展示機器的各個部分，既無電源又無其它任何動力。他想，這是不可能的，永動機早已被判了死刑。他又想，假如真有其事，又會是怎樣的原理呢？會不會機械零件和空氣的摩擦降到了最小，靠慣性不停運轉呢？想來想去，還是不相信，那人也許是拍的魔術表演，取名永動機而已。但他還是受到了啟發。人們在生活中有很多能量是浪費掉了的，何不把這些能量收集起來做功呢？比如也有人發明了一些東西了。如把走路踩在鞋底上的動力利用起來發電，雖然很微弱，但據說可以管手機充電之用。由此推論，河里、山溝里的水常年流動，可否發明一種放在水流中的微型發電機，哪怕是落差很小的流水的沖擊力也可以使電機發出電來。我要是將來當了電機工程師，我一定要研究。幾十年前不是有一位中專畢業生，經過苦心鉆研，發明了在高壓電線上高空作業的防電衣嗎？我要立下大志，向那個目標奮斗。他把這些聯想寫好交給老師，老師在班上念了，得到了大家的一致稱贊。還有個學生從民間收集到一則傳聞。說是某人在一個地方修建了一座新房，但人住進去，每晚失眠嚴重，找風水先生診斷，說這是個鬼地，得搬走。這幾天恰逢一個地質勘查隊路過這里聽說了此事，就用儀器測了測，發現地磁場很強，也許地下有磁鐵礦。啊，原來如此，哪是什么鬼地，從此他更加不信鬼神了。這則故事對他樹立科學世界觀起到了有益的作用。他于是又把這事展開了聯想，如人們所說的鬼火其實是磷化氫遇到空氣燃燒而發出的光，俗稱鬼火。這位學生由物理聯想了化學現象了。聯想使人眼界開闊了。又例，學了浮力，同學們聯想到了語文課本中的《死海不死》。那是說名叫死海的湖泊里鹽溶量特別高，人在水里不下沉，淹不死。由聯想到了農民“泥水選稻種”。清水放入泥漿，增加了水的濃度，稻種放進去，飽滿結實的谷粒沉下去，不飽滿不結實的谷粒浮在上面。

綜上所述，物理教學中培養學生的想象，有助于學好物理。

參考文獻：

[1]《新課程標準解讀分析》黑龍江科技出版社（2003）。