也談在力學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

學(xué)習(xí)的過程就是知識內(nèi)化的過程，所謂內(nèi)化就是將教材上的知識結(jié)構(gòu)通過感覺、知覺、想象、思維等形式轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)者頭腦中具有內(nèi)部規(guī)律的有機(jī)整體，其核心是掌握相應(yīng)知識內(nèi)容所必需的思維能力。良好的思維能夠把握物理知識間的聯(lián)系和邏輯順序，從而形成層次分明、脈絡(luò)清晰、整體性非常強(qiáng)的知識網(wǎng)絡(luò)。因此思維能力不僅是解決物理問題的需要，而且是學(xué)生今后一生發(fā)展的需要。在教學(xué)過程中，我主要從以下幾個方面來進(jìn)行培養(yǎng)和提高學(xué)生思維能力的。

一、幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題

古人說:“學(xué)貴有疑?！睂W(xué)生對所學(xué)物理知識，能不能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，是思維強(qiáng)弱的重要標(biāo)志。愛因斯坦也指出:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。”在物理教學(xué)中，教師要通過實驗和講解，指導(dǎo)學(xué)生細(xì)心觀察、深入思考，幫助學(xué)生把已知的正確現(xiàn)象和知識同未知的、反常的情況和現(xiàn)象區(qū)分開來，找到知識的空白區(qū)，這樣學(xué)生才能發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。例如，在學(xué)生學(xué)過作用力和反作用力之后，教師可讓他們找一下作用力、反作用力與初中學(xué)過的平衡力的區(qū)別。他們就會發(fā)現(xiàn)原來自己沒有引起注意的問題，平衡力的一個顯著特征——它是作用在同一物體上的。又如，在講過勻變速運動之后，我給學(xué)生出這樣一道題:一輛以10米/秒前進(jìn)的汽車，剎車時得到一個-5米/秒的加速度，求它在5秒末的位移。不少學(xué)生用去計算，得出-12.5米的錯誤結(jié)果。學(xué)生通過對錯誤結(jié)果的嘗試，體會到了自己對勻速運動的規(guī)律并沒有完全掌握，存在知識空白區(qū)，從而有必要去重新認(rèn)識和理解。學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)的問題比老師直接指出的印象深刻得多。再如，我在講解加速度時，讓學(xué)生觀察幾種加速度不同的紙帶。然后問:“你能根據(jù)紙帶上點的分布判斷出小車的運動情況嗎?”多數(shù)學(xué)生都能答出:“物體的運動逐漸加快(或減小)?！本o接著我要求同學(xué)再仔細(xì)觀察，并暗示他們從速度增加的程度上去比較。同學(xué)們發(fā)現(xiàn)速度增加的快慢不同。我再讓學(xué)生聯(lián)系實際考慮人在百米賽跑起跑和汽車開動時，相同時間內(nèi)哪個速度增加得快。這幾個常見的例子使學(xué)生發(fā)現(xiàn):為了表示速度改變的快慢程度，需要引入一個新的物理量——加速度。

在教學(xué)過程中，為了有效地激勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，教師要善于解決課題給予的條件與要求的矛盾，啟發(fā)學(xué)生運用有關(guān)的舊知識對新課題進(jìn)行一環(huán)套一環(huán)的分析綜合，從不同的方面比較，層層揭露矛盾，一步步地完成矛盾的解決，解決舊的矛盾，并提出新的問題。教師要啟發(fā)、幫助學(xué)生從非本質(zhì)屬性中把本質(zhì)屬性揭露出來，發(fā)現(xiàn)問題是思維的起點。有疑才會有問，有問才會有思，只有提出問題，思維才能啟動。大腦機(jī)器啟動起來了，思維能力就得到鍛煉培養(yǎng)。

二、引導(dǎo)學(xué)生探索結(jié)果

發(fā)現(xiàn)問題之后，還要對問題進(jìn)行分析，圍繞指出的問題，得到解決問題的辦法，從而探索出問題的結(jié)果。這一過程，是思維活動最激烈、最緊張的時期。教師要引導(dǎo)學(xué)生動員自己的全部知識和經(jīng)驗，包括已發(fā)現(xiàn)的新事實、新現(xiàn)象，運用分散思維和創(chuàng)造想象能力，時而將它們分開，時而聯(lián)接，時而變換，時而組合。教師只是揭示問題的關(guān)鍵，揭示知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，其他工作引導(dǎo)學(xué)生自己去完成。物理概念是物理大廈的基礎(chǔ)，理解它對發(fā)展學(xué)生的思維能力至關(guān)重要。但是概念的掌握還要靠學(xué)生自己，老師只是啟發(fā)他們?nèi)シe極思維，讓思維的激流奔騰向前。如講解加速度，在得出了a=以后，可讓學(xué)生去表述、的物理意義，并提出一系列問題讓他們思考:加速度就是增加的速度嗎?加速度大的物體速度大嗎?加速度為零的物體速度是零嗎?速度為零的物體，加速度是零嗎?物體向何方運動時，加速度就向著這個方向嗎?等等。又如，在講了向心加速度之后，我讓學(xué)生研究勻速圓周運動中向心加速度與直線運動中的加速度有什么異同?勻速圓周運動是不是勻速運動?是不是勻加速運動?a=與a=ωr有無矛盾，如何應(yīng)用?學(xué)生通過對這些問題的探索，能使原來速度的概念更加深化，并加快對圓周運動的理解和掌握。

為了更好地探索物理規(guī)律，教師在進(jìn)行典型示范、揭示解題規(guī)律時，要講清例題的代表性，講清自己的分析思路，而不能把規(guī)律分為死板的幾條，把類型試題變成模型試題，把學(xué)生引到死套解題步驟的胡同里。應(yīng)通過分析研究，讓學(xué)生去概括一般方法或思考路線，自己用腦子去小結(jié)。雖然他們的小結(jié)不如老師做得好，但是他們經(jīng)過深思熟慮作出的，對培養(yǎng)思維組織概括能力的作用是后者無法比擬的。

三、培養(yǎng)思維的主要活動

1.比較。有比較才有鑒別。為了確定兩個或兩個以上的物理概念之間的異同，可以找出每一個概念的特征，把相應(yīng)的部分聯(lián)系起來作比較，確定它們在哪些方面是不相同的。還可以把某個概念與它十分相似的概念比較，找出它們不同點;再把這個概念同與它差別很大的概念進(jìn)行比較，找出它們之間的相同點。如講解摩擦力時，可與重力、彈力比較，找出異同點。學(xué)習(xí)功的概念，可用與它十分相似的我們生活中講的工作比較，指出它們的含義完全不同。

2.分類。這是比比較更為復(fù)雜的思維。為了分類，必須明確分類標(biāo)準(zhǔn)，找出每個概念的本質(zhì)特征，并找出以這些特征為基礎(chǔ)的“屬”概念和“種”概念。如給出屬概念力，讓學(xué)生找出它的種概念來。學(xué)生會找到重力、彈力、摩擦力、作用力、反作用力、平衡力、合力、分力、恒力、變力、向心力、萬有引力、共點力等。也可以反過來，給出“種”概念，讓學(xué)生找出“屬”概念來。這樣舉一反三，可使學(xué)生熟化概念，培養(yǎng)思維創(chuàng)造能力。

3.抽象、概括和具體化。通過分析綜合把事例、現(xiàn)象一般的、本質(zhì)的屬性抽象出來單獨地加以考慮的過程為抽象。而概括是把一般的、本質(zhì)的屬性聯(lián)接起來并推廣到同一類事物中去。具體化既為把概念用于實際，它對于說明概念、加深對概念的理解很有幫助。例如，講解向心力，先講解和演示:在光滑水平面上用細(xì)繩栓著的物體，使其繞固定點做勻速圓周運動;人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，汽車拐彎的運動;電唱機(jī)轉(zhuǎn)盤上物體隨轉(zhuǎn)盤做勻速圓周運動;在水平圓內(nèi)勻速盤旋飛機(jī)的運動，等等。再歸納抽象出向心力就是產(chǎn)生向心加速度的力的概念。然后讓學(xué)生去找?guī)讉€向心力的思考題。如此，學(xué)生對概念的內(nèi)涵和外延就能比較準(zhǔn)確地掌握了。

4.系統(tǒng)化。在物理教學(xué)中，教師不僅要教會學(xué)生懂得知識，而且要教會他們經(jīng)常注意使自己理解的知識系統(tǒng)化，把各部分知識歸入一定的順序，這就能使物理知識系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的思維過程有助于學(xué)生自覺地、深入地和牢固地掌握物理知識。

總之，我們在教學(xué)過程中，要引導(dǎo)學(xué)生把豐富的感覺材料去粗取精、由此及彼、由表及里改造制作，使物理概念和規(guī)律系統(tǒng)化，從而產(chǎn)生從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的飛躍，使思維能力得到提高。