如何培養(yǎng)學生的物理思維能力

在當今世界各國的基礎教育改革中，培養(yǎng)學生的物理思維能力已成為一個重要的課題；在中學的物理教學中，進行物理思維能力培養(yǎng)等的基礎教育改革探究，是落實素質教育，進行課程改革的一個重要手段。下面筆者談幾點看法。

一、培養(yǎng)抽象思維

物理學中有許多概念比較抽象，學生難以理解，若是死記，根本無法進入創(chuàng)造思維情境。教學時，設置有趣的小實驗和誘導性問題，將抽象的概念活化，學生能形象直觀地頓悟概念的內涵，把抽象的問題具體化。如，人們時刻跟大氣打交道，卻從來未感覺到大氣壓強。在講大氣壓強前筆者增加了一個小實驗：將細試管插入盛滿水的稍粗試管中，豎直倒懸于空中。當學生看到細試管不斷進入粗試管時，會驚訝地發(fā)出疑問：“為什么細試管不掉下來？”為鼓勵學生猜想，筆者問：“是不是水把細試管吸進去了？”“是不是有一種什么力把小試管推進去了？”當學生發(fā)現(xiàn)是空氣壓力作怪時，一種成功的喜悅頓時由心底溢于言表。但學生還會懷疑水的粘性，為此，筆者演示在杯里水中加兩個彩色玻璃珠并在杯底鉆一小孔，用手指堵住小孔演示覆杯實驗，讓學生看見水和珠子不會掉下來，當手指移開小孔，水和水珠立即掉下來，這就排除了水的粘性起作用，大氣壓的概念自然而然地在學生頭腦中形成、扎根。

二、培養(yǎng)廣闊思維

思維的廣闊性是指思維活動的思路廣闊，考慮問題周到、精細，善于全面地考察問題，能從多種多樣的聯(lián)系與關系中去認識物理問題，用多方面知識去尋求解決問題的方法。習題教學中要選擇典型題目。許多物理題不止一種解法，在教學中，對每一個習題，教師應要求學生用一種方法解完后再思考還有沒有其它解法，進而引導學生從多角度、多方位觀察和思考問題，在廣闊的范圍內尋求解法，在“一題多解”中，培養(yǎng)學生思維的廣闊性。例如：一個鐵球，它的質量是624g，它的體積是100cm，試問這個鐵球是實心的還是空心的？如果是空心的，空心部分的體積多大？要鑒別鐵球是實心還是空心的，可以通過密度、或質量、或體積的比較共三種解法加以鑒別。講解時讓學生充分發(fā)言，解出后鼓勵學生思考有沒有其它解法，學生會答出三種解法。三種解法都可以鑒別鐵球是實心還是空心的，結果一樣。解決具體問題時，可選用最方便的一種解法即可。再如：有一只小燈泡，它正常發(fā)光時燈絲的電阻是8.3Ω，正常工作時的電壓是2.5V。如果我們只有電壓為6V的電源，要使小燈泡正常工作，需要串聯(lián)一個多大的電阻？這是《初中物理》第二冊課本第109頁的例題，在解題時，大多數(shù)學生是先求I，再求串聯(lián)電阻的電壓U，最后用R=U/I得出R=11.7Ω。少數(shù)學生是先求I，再求R，后用R=R-R求解。解完后，問：還有別法嗎？引導學生分析，啟發(fā)回憶串聯(lián)電路的電流特點。學生思考出：U/R=U/R，或由串聯(lián)電壓分配求解U/U=R/R等解法。啟發(fā)引導學生一題多解，既可以加深學生對概念的理解，使知識結構的建立更加合理有序、彼此關聯(lián)，融會貫通，讓學生體驗“一題多解”的樂趣，又可培養(yǎng)學生思維的廣闊性。

三、培養(yǎng)獨特思維

思維的獨特性是對思維深度的評價，指思維發(fā)散成果的新穎性和獨特性。獨創(chuàng)思維以思維的流暢性和變通性為基礎，它不僅要求思維范圍大、速度快，而且要求質量高，特別要求要有一定的獨特性。一些學生思維快，好奇心強，他們一般基礎較好，接受新知識的能力較強，思維比較敏捷。這些學生往往會有一些出人意料的問題及解題方法。對此，教師要盡可能地保護他們的好奇心，引導他們預習教材，指導他們閱讀一些參考書籍，參與他們的探索思考，保護和培養(yǎng)他們創(chuàng)造性思維的萌芽，鼓勵他們鍥而不舍地追求，以求不斷地有所發(fā)現(xiàn)，有所創(chuàng)見。如筆者在復習“測定物質的密度”一節(jié)時，曾設計了這樣一個實驗題：現(xiàn)有天平和法碼、量筒、燒杯、刻度尺、水等幾種器材，供你選用來測量某種液體的密度，想想看，你有哪些方法？學生立刻馳騁想象，各抒己見，提出了多種測量方法，在學生熱火朝天地討論時，一位學生說：“我可以不用題中儀器，只給我一個彈簧秤和一塊鐵塊即可。”方法：用彈簧秤稱出鐵塊重G，再分別將鐵塊浸沒水中和被測液體中，并分別讀出彈簧秤的示數(shù)G和G，可推導出ρ=（）ρ，此題解法既捷又優(yōu)。教師可以抓住這種類似契機，因勢利導，鼓勵學生不斷創(chuàng)新，把思維質量推上更高層次。

四、培養(yǎng)逆向思維

逆向思維就是倒過來想問題，也就是把思維順序逆轉過來，顛倒時間和空間順序，把始態(tài)與終態(tài)、條件與目標、原因與結果沿著相反思路思考問題。物理學中有很多問題，運用逆向思維，從問題的反面思考而得出結果。這也是研究物理過程和結論的科學思維方法。如，如何判斷靜摩擦力的方向？學生感到無從著手，對物體相對運動趨勢難以捉摸。若引導學生進行逆向思維：如果接觸面是光滑的，物體會向什么方向運動？這個運動方向與相對運動趨勢方向關系如何？學生就能發(fā)現(xiàn)這個物體相對運動方向就是物體在光滑接觸面上運動的方向。又如，電流能產生磁場，磁場能不能產生電流？若能，應具備什么條件？在這些問題的研究過程中，學生的逆向思維、猜想能力能夠得到培養(yǎng)，從而有效地提高創(chuàng)造思維能力。

總之，物理教學不但要傳授知識，更重要的是指導學生進行思考，啟迪學生的思維，培養(yǎng)學生的思維能力，從而培養(yǎng)學生獨立解決物理問題的能力。在教學實踐中，只要我們努力探索、勇于思考和創(chuàng)新，把學習與創(chuàng)造、模仿與創(chuàng)新、理性與幻想有機地結合起來，就一定能有效地開發(fā)學生的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)學生的思維能力。