巧用“原型啟發(fā)法”突破物理教學(xué)中的瓶頸

摘 要：本文探討了利用事物間的相似性來啟發(fā)學(xué)生的思維，將新知識納入原有的知識體系，突破思維瓶頸，發(fā)展想象的協(xié)同性，跳躍性，提高學(xué)生的物理素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：原型啟發(fā)；突破；物理；教學(xué)瓶頸

中圖分類號：G427 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2011）12-041-01

一、 原型啟發(fā)法在物理教學(xué)中的應(yīng)用

1.概念教學(xué)中滲透原型啟發(fā)，發(fā)展想象的協(xié)同性

在物理概念教學(xué)中我們常常有這樣的感覺，有些概念若僅僅從理論或數(shù)學(xué)推導(dǎo)來讓學(xué)生理解，他們往往會似懂非懂，對此概念的內(nèi)涵和外延并沒有理解透徹，在習(xí)題解決等知識的運用方面出現(xiàn)了瓶頸，難以找到突破口，使新的知識游離在知識框架之外，所以導(dǎo)致有相當(dāng)大的一部分學(xué)生對于概念就是死記硬背而不是真正的理解。若這時教師能利用原型對學(xué)生進行啟發(fā)會收到意想不到的效果。

比如在波的疊加教學(xué)中，學(xué)生受實物相遇會改變運動的狀態(tài)的影響，對兩列波相遇后會各自保持原有的形狀繼續(xù)向前傳播很難理解。如果我們利用兩個手電筒對射的原型進行啟發(fā)，我想學(xué)生對這一難點的理解會更容易，印象也會更深刻。

電磁波與車站上的貨物幾乎是風(fēng)馬牛不相及的，但無線電波的載波、發(fā)送、檢波與貨物的裝、運、卸有著完全對應(yīng)的邏輯程序，所以講課時可以將抽象的電磁波還原成貨物的原型來理解，生動又形象。

電和水本無共同之處，但“電壓產(chǎn)生電流”與“水壓驅(qū)動水流”具有相同的因果結(jié)構(gòu)。二極管與自行車氣門在“不可逆性”上具有同構(gòu)性；熱電子在電壓驅(qū)趕下做定向移動與“大風(fēng)吹移了亂飛的蜂群”在可疊加性上具有同理性。

由于上述例子中的流水，運貨，打氣，刮風(fēng)等都是學(xué)生非常熟悉的事物，所以在利用這些原型的時候甚至都不需要事物模型，只要利用學(xué)生頭腦中現(xiàn)成的事物形象，來對他們所不熟的且又較為難懂的物理概念和過程進行感知和理解，使學(xué)生的形象思維與抽象思維相互協(xié)調(diào)，補充，思維的協(xié)同性得到了發(fā)展。

2.物理解題中滲透原型啟發(fā)，發(fā)展想象的跳躍性

高中物理有很多很多的題，一個人的精力是有限的，你不可能做完所有的題目，況且高考中出現(xiàn)你做過的原題的幾率幾乎為零，要學(xué)好物理，做一定數(shù)量的題目是必須的，但搞題海戰(zhàn)術(shù)，不僅既浪費時間又使自己疲憊不堪，也是不必要的。物理中的很多題目往往是由一類題目衍生出來的，或者說是由某一道題變形過來的，這一類最典型經(jīng)典的題目可以稱為原型題，在高中物理中，原型題的總數(shù)并不太多，要善于總結(jié)出這些原型題。

思維的跳躍性是在原型的基礎(chǔ)上，再想象跳躍衍化成新形象。而解題的過程，實質(zhì)上就是還原物理模型的過程，我們遇到的許多模型大多數(shù)是從舊模型的基礎(chǔ)上發(fā)展和變通來的。所謂的解題中滲透原型啟發(fā)，就是依據(jù)舊模型的特征，通過思維想象，將新模型向舊模型轉(zhuǎn)換，然后借助舊模型發(fā)揮跳躍想象而解決新問題。由此例可見，原型啟發(fā)溝通了大腦神經(jīng)之間的聯(lián)系，使思維走了捷徑，使學(xué)生的思維的跳躍性得到發(fā)展。

3.物理方法的教學(xué)中滲透原型啟發(fā)，提高學(xué)生物理素養(yǎng)

物理方法實際上是研究和處理物理問題的思路、方式，也即物理思想。加強物理方法的教育是提高學(xué)生素質(zhì)的必要手段，是當(dāng)代物理教育的發(fā)展趨勢。物理方法與物理知識一樣，需要經(jīng)過多次的在不同方面的應(yīng)用才能掌握。一般來說，一個物理方法處理的是一類(或幾類)具有相同或相似特征的物理問題。若教學(xué)中抓住研究問題的特征，通過原型啟發(fā)，在不同領(lǐng)域內(nèi)(或不同內(nèi)容上)使用同一方法，則可達(dá)到加深理解物理方法的目的。

當(dāng)然在進行物理方法教學(xué)時，教師要適當(dāng)指導(dǎo)，及時發(fā)現(xiàn)新問題與原型之間的聯(lián)系與區(qū)別，特別是學(xué)生易錯之處，所以要及時與學(xué)生溝通了解。

二、 原型啟發(fā)應(yīng)注意的幾個問題

原型啟發(fā)能否成功，取決于學(xué)生的頭腦中是否存在原型。增加原型的方式有以下幾種：

1.學(xué)生要注意平時的知識積累和表象儲備

指導(dǎo)學(xué)生注意觀察生活中的各種現(xiàn)象，如僅僅是觀察，往往印象是不深，若有過試圖用物理知識解釋原型的嘗試，記憶就會深刻，教師應(yīng)多選擇一些學(xué)生感興趣的事例加以指導(dǎo)。例如把一些兒童玩具拿到教室進行演示，并讓學(xué)生用物理知識進行解釋，學(xué)生很感興趣，通過這些方法溝通了原型與物理知識之間的聯(lián)系，對學(xué)生的思維也起到一個導(dǎo)向作用，是使學(xué)生更注意將所學(xué)的知識應(yīng)用于生活中。

2.課堂內(nèi)要多做實驗

重視實驗教學(xué)不僅是為了高考，也不單單是為了提高學(xué)生的興趣，還是為學(xué)生建立豐富的表象，為創(chuàng)造性思維提供原型，例如受迫振動的演示實驗為解決判斷振動頻率及振幅大小提供原型。實驗教學(xué)并不是僅僅就課本后或大綱上要求掌握的才演示或?qū)W生動手。更多的應(yīng)是切合解決問題需要而設(shè)計的小實驗對學(xué)生理解起到了很重要的作用例如為配合完全失重的理解，可以用一個裝滿水的飲料瓶，在瓶壁開個小孔，讓瓶做自由落體或豎直上拋，斜拋等運動，觀察有無水從小孔中流出。這樣一個小實驗為學(xué)生理解完全失重建立了一個堅實的落腳點，為以后遇到的一些問題建立了一個原型。

3.加強變式題的訓(xùn)練

提高學(xué)生對物理模型的變換和移植能力，促進思維的發(fā)散性。原型和變式題之間，如果可以借鑒原型題的解題思路或技巧的話，則變式題與原型題之間必然有一些共同的特點，要么題設(shè)條件相同，要么目標(biāo)相似。特別是條件相同，即使目標(biāo)不相同，我們也可以從原型題中得到較大的啟發(fā)，從而很快找到解題思路。在平時的模型教學(xué)中，防止將模型講死，要重視過程分析，抓住問題的本質(zhì)特征。不僅要讓學(xué)生知道建立模型是一種物理研究的方法，使學(xué)生領(lǐng)會到模型是如何抽象建立起來的，具體的事物有時經(jīng)過怎樣的抽象納入該模型的，而且必須說明其可變通性，從而培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，提高物理模型思考和解決問題的自覺性，在遇到新問題時，才能排除干擾因素，順利地將其還原成我們熟悉而簡單的模型，然后用模型遵循的規(guī)律來解決。