新課改物理教學中學生思維方法的培養(yǎng)

【摘 要】在這個高速發(fā)展的科技時代，物理帶給了我們無窮的樂趣。如何指導學生運用相應的物理正確有效的方法去認識和闡述，就會大大提高學生對這些物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律的認知能力和理解能力。那么，我們應該對學生進行哪些物理科學方法的培養(yǎng)呢？本文介紹了幾種培養(yǎng)學生開拓思維的方法。只要學生掌握了科學的物理方法，就能打開物理知識的殿堂。

【關鍵詞】新課改；物理教學；思維方法；思維培養(yǎng)

據(jù)筆者認為，物理課程應改變那種一味的向學生灌輸知識，卻從未認真的以實驗“服眾”的傾向，相反讓學生親身經(jīng)歷科學探究過程，學習科學的研究方法，培養(yǎng)學生的探索精神、實踐能力以及創(chuàng)新意識。如何指導學生運用相應的物理正確有效的方法去認識和闡述，就會大大提高學生對這些物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律的認知能力和理解能力。因此在物理教學過程中，要加強對學生物理思維方法的培養(yǎng)，能力的創(chuàng)新與運用，將會更好的有助于學生物理學習興趣的提高。只要學生掌握了科學的物理方法，就擁有了打開物理知識殿堂的鑰匙，將會更有熱情的去關注生活中的物，將會更積極的看待這個高速發(fā)展的科技時代，物理所帶給我們的無窮樂趣。那么，我們應該對學生進行哪些物理科學方法的培養(yǎng)呢？

一、轉換法

所謂轉換法，就是指通過對研究對象、物理狀態(tài)、物理規(guī)律、思維角度、物理過程、物理模型等的轉換，達到化繁為簡，化難為易，使問題巧妙獲解的一種思維方法。而這種方法將會極大的促進我們對于物理學習的簡便化熱情。物理學中一般對于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量，通常采用轉化法轉而觀察其它相關的物理現(xiàn)象或間接測量其它相關的物理量來完成研究。

（1）轉化法在物理實驗現(xiàn)象方面的應用。例如，在研究電熱這個物理量與哪些因素有關時，電熱的多少是無法直接“看出”的。那么該如何做或是如何解決這個疑惑呢？我們不妨可以轉化一下思維，因為通常電熱能使煤油溫度升高，煤油吸收的熱量越多，溫度升的越高，所以我們只要比較煤油溫度的高低，不就可以知道電熱的多少了嗎？還有，我們學物理的都知道，磁場看不見、摸不著，那么磁場真的存在嗎？我們可以通過小實驗驗證還是真的需要到地球以外來測試呢？答案當然是前者。我們通?？梢园研〈裴樂旁谝粋€磁性物體周圍，并通過觀察磁針是否轉動（同時也可以觀察方向的改變）來確定。電磁鐵磁性的強弱無法用肉眼判斷，可轉換為通過其吸引大頭針數(shù)量的多少來判斷，吸引的越多說明磁性越強。物理書本中，在實驗現(xiàn)象方面應用轉化思維方法的非常多。我們將小球的動能轉化為對小木塊做的功，被推動距離越遠則動能越大；把測滑動摩擦力的大小轉換成測拉力的大??；根據(jù)小燈泡是否發(fā)光來推斷導線中是否有電流。

（2）轉化法在測量工具方面的應用。依據(jù)水銀、酒精、煤油等液體的熱脹冷縮原理來反映物體溫度的變化情況，從而制成了溫度計。再如，根據(jù)彈簧的彈性伸縮的原理制成了彈簧測力計。

二、控制變量法

自然界中的各種現(xiàn)象并不是孤立存在的，而是相互聯(lián)系的，因此事物絕不僅僅只受一個因素的影響，而是受相互交錯的多種因素的共同影響。簡單地說，控制變量法是一種研究問題的方法，在研究某一物理量與多個因素的關系時，先使一個因素變化控制其余的因素不變，從而逐一研究出此物理量與所有因素的關系，這樣就把多因素問題變成多個單因素的問題。

例如，高中物理教程中在研究摩擦力與哪些因素有關的實驗時，我們猜測摩擦力可能受壓力大小和接觸面的是否粗糙以及粗糙程度的兩種共同影響。在研究摩擦力與壓力的關系時，控制接觸面的粗糙程度不變，這樣就排除了因接觸面粗糙程度不同而對摩擦力的影響，只改變作用在接觸面上的壓力大小，這種情況下若摩擦力也發(fā)生了變化，足以說明摩擦力與壓力有關，若摩擦力沒有變化，則說明摩擦力與壓力沒有關系。同理，研究摩擦力與接觸面的粗糙程度關系與影響時，我們需要控制壓力大小不變，只需要改變接觸面的粗糙程度。

還有，研究通過導體的電流I與導體兩端的電壓U和導體的電阻R的關系時，要研究電流I與電壓U的關系，需要保持電阻R不變；若要研究電流I與電阻R的關系，需要保持電壓U不變。課本中研究影響電阻大小的因素、焦耳定律、研究影響電磁鐵磁性強弱的因素、研究影響壓力作用效果的因素、研究影響液體壓強的因素、阿基米德原理等用的研究方法也都是用了控制變量法?？刂谱兞糠ㄊ俏覀冊诟咧醒芯课锢韱栴}時，最常使用的方法。

三、理想實驗法

理想實驗法是指在實驗基礎上經(jīng)過概括、抽象、推理得出某些規(guī)律，而得出的這些規(guī)律卻又不能用實驗直接驗證的一種研究問題的方法。理想實驗法在科學研究的范疇中起著重要的作用。牛頓概括出牛頓第一定律前，伽利略設計了斜面小車實驗，分析認為運動物體受到的阻力越小，速度減小的越慢，運動的時間就越長，進一步推理如果表面絕對光滑，物體受到的阻力為零，物體將以恒定的速度在無限長的水平面上永遠不停地運動下去。這就是歷史上著名的理想實驗。還有驗證聲音的傳播是否需要介質時，當逐漸抽出玻璃罩內(nèi)的空氣鬧鐘的鈴聲越來越小后，我們進一步推理在理想情況下，假如把玻璃罩內(nèi)抽成真空就聽不到鈴聲了，由此說明真空不能傳聲，聲音傳播需要介質。

四、類比法

類比方法最早是由亞里士多德提出的。所謂類比，是指根據(jù)兩個對象之間在某些方面的相同或相似而推出它們在其他方面也可能相同或相似的一種推理方法，實際上是一種從一般到一般或從特殊到特殊的推理方法。類比方法可以幫助我們更好的理解一些抽象、無形、陌生的物理現(xiàn)象和物理理論知識，在物理學中有較廣泛的應用。例如為幫助學生理解電流和電壓，可以把電流、電壓與水流、水壓進行類比。抽水機提供了水壓，水壓使水沿著一定的方向流動形成水流，水流通過渦輪使渦輪轉動消耗水能；電源提供電壓，電壓使電荷做定向移動形成了電流，電流通過電燈消耗電能。學習原子結構時，把電子繞原子核高速旋轉的原子結構模型與九大行星繞太陽運轉的太陽系進行類比。

五、等效替代法

在研究物理問題時，如果用一個物理量代替其他的物理量，物理效果相同，這種使物理問題簡單化的科學思維方法叫做等效替代法。例如用合力替代各個分力；在電路中，若干個電阻，可以等效為一個合適的總電阻，即串聯(lián)電路的總電阻或并聯(lián)電路的總電阻；還有，在“曹沖稱象”中用石頭替換船中大象的方法，效果相同。

上述的幾種培養(yǎng)學生開拓思維的方法是進行中學生物理教學常用的基本方法，我們應該重視對學生進行這些科學物理方法的培養(yǎng)，引導學生選擇合適的物理方法去解決物理上的實驗問題，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，提高學生的科學素養(yǎng)。