初中物理教學中培養學生思維能力策略初探①

儲成節

(上海市松江區九亭中學，上海 201615)

·教學研究·

初中物理教學中培養學生思維能力策略初探①

儲成節

(上海市松江區九亭中學，上海 201615)

許多剛進入中學的學生感覺到物理難學，教師感到此階段物理難教.產生這一現象的原因是中學物理要求的思維水平與學生本身的思維能力出現了一定的“差距”.這就要求教師在平時的物理教學中注重對學生科學思維能力的培養.本文從演示實驗培養學生形象思維、數理結合培養學生抽象思維、建立物理模型培養學生等效思維、一題多解培養學生發散思維四個方面，淺談科學思維能力培養的策略.

初中物理；思維能力；策略

思維是人腦對客觀事物的認識過程，總是以一定的形式、方法和程序進行.在思維活動中，由思維形式、方法和程序構成一定的思維方式.物理學科是一門對思維能力要求較高的學科，初中生的思維處于具體運算階段向形式運算的轉型期，許多學生感覺到物理難學，教師也感到物理難教.產生這一現象的原因主要是中學物理要求的思維水平與學生本身的思維能力出現了一定的“差距”.這就要求教師在平時的物理教學中注重對學生科學思維能力的培養，通過一定的方法和策略達到培養學生思維能力的目的.本文分別從演示實驗培養學生形象思維、數理結合培養學生抽象思維、建立物理模型培養學生等效思維、一題多解培養學生發散思維四個方面，淺談科學思維能力培養的策略.

1 通過演示實驗，培養學生的形象思維能力

形象思維除具有一般思維的共性外，還有一個特征就是形象性.首先，它以客觀事物的形象作為思維對象.其次，在形象思維過程中，它是以與形象密切聯系的表象、意象和想象等形式展開的.再次，形象思維是使用形象性思維材料，對事物的客觀現象進行分析、比較、綜合、概括等加工，從而創造新的形象.演示實驗提供了很生動的形象思維材料，在物理教學中通過觀察和操作，能夠獲取豐富的視覺、觸覺和其他感知形象，從而貯存豐富的表象，為培養形象思維能力奠定了基礎.在實驗中，不僅有形象的感受和貯存，而且還有形象的識別和描述.通過思維加工，把感性形象上升到理性形象，再通過聯想和想象創造出新的形象.所以說，在初中物理教學中，通過演示實驗可以培養學生形象思維的能力.

例如在講解關于浮力產生原因時，如果采用“假設有個正方體完全浸沒在水中，其前后、左右、上下六個面都受到水的壓力，只有上下表面的壓力不平衡”，通過這樣分析從而得出“水對物體上下表面的壓力差就是物體受到的浮力.”這種從特殊情況(正方體)運用分析方法得出的物理結論，對于初中學生是很難接受的.那么如果在課堂上演示這樣一個實驗，其效果就會大不一樣.取一只塑料瓶(如礦泉水瓶等)，剪去底部，像一個漏斗.把一個乒乓球放到里面，從上面倒水進入，有少量水從乒乓球周圍的縫隙中流出，乒乓球并不上浮(如圖1)，若用手掌擋住下面，水不再流出，就可以看到乒乓球浮起來(如圖2).通過這個實驗直觀的展示，可以加快學生對浮力產生原因的理解.從而達到培養學生形象思維的目的.

2 數理結合，培養學生的抽象思維能力

數學不僅僅是較簡潔、深刻表達物理概念和規律的語言，同時，數理結合也是解決物理問題的一種常用工具.在物理教學中，運用好數理結合，借助于它推演物理規律、運用它解決相關的物理問題.可達到培養學生抽象思維能力的目的.

如圖3所示，彈簧測力計下掛著一個實心圓柱體，將它逐漸浸入裝有水的燒杯中，彈簧測力計的示數隨圓柱體下表面浸入的深度h的變化如圖4所示，試求出：(1) 圓柱體的質量；(2) 圓柱體的密度.

這是一道物理過程和圖像結合的問題，如何將物理過程和圖形對應起來，會識圖，并從圖中得到相關信息是本題的關鍵，這是一種數學和物理思想結合的過程，同時也是學生進行抽象思維的過程.所以在初中物理教學中運用數理結合的策略，可以很好的培養學生抽象思維能力.

3 建立物理模型，培養學生等效思維能力

物理學研究的對象是自然界中最普遍的物質運動現象，為了描述物質及其運動規律，必須抓住主要因素，舍棄次要因素.把復雜的物理問題簡單化，具體的物理問題理想化，建立起能體現客觀事物本質特征的物理模型.建立模型方法不僅是物理學的重要研究方法，同時建立模型的過程也是培養學生等效思維的過程.

圖5

例如，在初中物理的浮力教學中，阿基米德原理是一條非常重要的物理規律.阿基米德原理蘊涵兩層含義，一是浸在液體中的物體受到浮力的作用，二是浮力的大小等于排開液體的重力.教學中可以通過實驗的方法驗證獲得,同樣也可以根據浮力產生的原因和二力平衡的原理運用等效思維推證而來.如要推證“浸在液體中的物體受到浮力”(如圖5)，我們想象在液體內部畫出一小塊物體A，A物體受到周圍液體對它的壓力作用.作用在前后、左右側面上的壓力彼此平衡；作用在上、下兩面的壓力大小不等，向上壓力大于向下的壓力，由浮力產生原因可知A物體受到了周圍液體對它豎直向上的浮力的作用.在推證“浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力”時，因為A物體靜止，根據二力平衡原理，在豎直方向A物體所受的浮力和重力是一對平衡力，所以A物體受到浮力等于它受到的重力．再設想將一個與A物體形狀、體積相等的B物體替代A物體.由前面推出浮力是由于周圍的液體給物體上下表面的壓力差形成的，因B物體周圍環境與A物體周圍的環境一樣并未改變，所以B物體與A物體所受浮力等于被B物體排的A物體所受重力，由此推證出阿基米德原理.通過在物理教學中運用建立物理模型的策略，便于學生對知識的理解，同時能夠有效的訓練學生等效的思想，從而培養學生等效思維能力.

4 一題多解，培養學生發散思維能力

發散思維是創造性思維的一種表現方式,它在物理學習中是不可缺少的,而一題多解是培養學生發散思維的有效策略.

在初中物理教學中對學生進行一題多解的訓練,引導學生多途徑、多角度地去分析問題,靈活運用已有的知識技能,找出盡可能新、盡可能多、盡可能好的解題方法.這樣,既可幫助學生總結解題規律,達到對知識的融會貫通,又可活躍學生的解題思路,開闊視野,鍛煉學生思維的敏捷性,培養學生發散思維能力和靈活運用物理知識解決問題的能力.

例如某同學小王手握著一個質量為1.8×102g、體積為45cm3的鋼球，請判斷此鋼球是空心的還是實心的(ρ鋼=7.9×103kg/m3).

解析：先假設此球是實心的，根據題中所給條件求出它應有的密度、質量、體積，再與已知條件進行比較判斷，這樣本題可以有三種解題的方法.

解法二 質量比較法：假設此球是實心的，求出實心鋼球的質量與已知鋼球的質量進行比較.m實=ρ剛V球=7.9g/cm3×45cm3≈356g>m球

由此可知此球是空心的.

初中物理教學中選編典型習題，選取不同的研究對象，依據不同的物理定律，運用不同的方法，進行一題多解的練習，是培養學生發散思維的行之有效的策略.

物理學是一門邏輯性較強、對學生各種思維能力要求都較高的學科.在物理教學中如何培養學生的思維能力是一個重要的問題.所以，在初中物理教學中,要正確認識培養思維能力的重要性.選取合適的方法和策略，有計劃、有目的地培養學生各種思維能力,才是全面提高學生素質的有效途徑.

[1] 吳志明.基于學生思維發展的物理課堂生成策略[J].物理之友，2015，31(1).

[2] 儲成節.初中物理教學中等效思維的運用[J].湖南中學物理，2014,29(11).

[3] 朱龍祥.物理教學思維方式[M].北京：首都師范大學出版社，2000:10.

[4] 李眉眉，鄧澤華.初中物理課堂教學藝術[M].北京：中國林業出版社，2005:203.

①本文系上海市松江區教育局2015年立項課題“個性化教學轉化初中物理學困生的實踐研究”的階段性成果.