例談漸變思維在物理教學中的滲透

顧惠君

【摘 要】事物的發展都將經歷量變到質變的過程，這也是物理現象的普遍規律，所謂的“量變”對應的就是一個漸變的過程，學生利用漸變的思維來分析物理過程，有助于他們探究物理規律，處理物理問題，教師在教學中要注意漸變思維在教學中的滲透，從而提升學生的思維品質。

【關鍵詞】初中物理；漸變思維；教學舉例

初中物理教學要關注學生思維方法和物理思維的培養，下面就以“漸變”思維為例，介紹一下筆者在教學中的思考和體會。

一、漸變和突變

要將某種科學思維滲透到教學中，教師首先要明確這種思維在物理研究中有著怎樣的體現，能夠發揮怎樣的作用。漸變和突變是物理現象發展的兩個基本形式，前者體現為變化的連續性，比如人體身高的增長情況、氣候溫度的調整、時間的推移等等，后者則體現出不連續的特點，比如不同原子質量的大小、原子能級的分立、粒子帶電量的變化。

一般來講，漸變和突變應該是兩條永不相交的平行線，是各不相容的變化情形，其實二者卻存在著相互辯證的關系。我們可以嘗試分析以下問題：我們將一桶水向另外一個空桶中不斷傾倒，該過程中的水流是不發生間斷的，我們可以確認原本的那只空桶儲水量在不斷增加，但是其質量是在連續增加嗎？

你可能會給出兩個截然矛盾的答案：（1） 質量在連續變化，因為水流是穩定而連續的，因此當水桶中水量在增加時，自然有結論：質量連續增大；（2）質量的變化不連續，因為水是由分子組成的，即便水分子一個個地倒進了桶里，桶里面水質量的增大也是不連續的。

上述兩個貌似矛盾的答案其實有著統一性：在微觀世界中，微觀粒子的小份額變動是不能忽略的；但是當微觀粒子的數量增大到一個較大的數量級時，微觀問題也就變成了宏觀問題，這時一個粒子的變化，或是成千上萬粒子的變化都可以忽略不計，其所表現的宏觀特點就是連續的。

所以，在微觀世界中變化往往是不連續的，是量子化的，但是宏觀世界所涉及到的變化都是連續的。初中物理主要研究的是宏觀問題，所涉及到的物理量也是以宏觀量為主，因此教師在教學過程中要滲透相關物理量變化規律中的“漸變”思維，由此訓練學生相應的科學方法和處理思想。

二、對“漸變”思維進行滲透教學的舉例

1.“漸變”思維在凸透鏡成像規律探索中的應用

探究凸透鏡的成像規律是初中物理的一大難點，這一塊內容的探究性本身就很強，我們也是強調讓學生在科學探究中體驗規律的形成過程，以期提升學生對規律的理解，但是很多學生往往是管中窺豹，其認識很難實現融會貫通，以致于在演示過程中，他們覺得相關規律一目了然，但是回頭在處理問題時卻又全都發生遺忘。于是筆者將實驗和圖象進行結合，以漸變的思維來幫助學生搭建規律：當物體從無窮遠處向著透鏡逐漸靠攏時，其成像將越來越大，而且成像位置也越來越遠。

當物體到達焦點處時，則所成像就達到無窮大，成像也將出現在無窮遠處，實際上這時就看不到像了；當物體在焦點以內朝著焦點逐漸靠攏時，虛像也就越來越大，而且成像位置也將越來越遠，到焦點處時的結論與之前的連續變化吻合。如此這般，物距不同時的成像特點就像一個電影片斷以漸變的形式呈現在學生的腦海中，這樣的處理將學生原本瑣碎的知識拼湊起來，使得整個畫面更加連貫和諧。

為了增強漸變思維的教學效果，我們也可以通過課件的形式將這一場景動態地呈現在學生眼前，讓學生形成一種身臨其境的感覺，從而將生澀而枯燥的成像規律以生動而活動的影像呈現在學生的記憶中，這就是漸變思維生動性的體現。

2.“漸變”思維在過程分析中的應用

漸變也就是哲學層面的量變，當漸變達到一定程度時，就必然引起質變，這反映在物理過程中也就體現為突變。突變因為其獨特的地位而容易為學生所識別并加以掌握，所以在研究問題時，我們可以指導學生以突變為立足點，從而讓學生進一步探求事物演變的過程，也就是漸變過程。

如圖1所示，將滑動變阻器的滑片由最左端滑到最右端時A、B兩點之間的總電阻將怎樣變化？

要采用漸變思維來處理這一問題，首先就要找到最為特殊的那個位置：當滑片位于滑動變阻器的最左側或最右側時，其總電阻為0；當滑片位于中段時，其電阻不為0。我們再聯系漸變思維的一項基本認識——發展和變化都應該是連續的，由此不難得到結論：滑動變阻器在移動滑片的過程中，電阻先變大后變小。

初中生的思維普遍有這樣的特點：依賴形象思維，抽象能力尚有不足，思維體系性和嚴密性尚有欠缺。在物理教學中我們也發現，如果讓學生用一個復雜的理論或抽象的概念來研究和分析物理問題，他們會產生嚴重不適應的感覺。而漸變思維的感性體驗與學生粗糙的思維特質實現吻合，從而顯示出較強的親和力。教學實踐表明，這種親和力將主宰學生整個初中階段的物理思維發展過程，所以我們在教學中積極滲透這一思維特點有著非常重要的現實意義。

物理探究的任務就是揭示事物背后的一般化規律，而漸變作為物理現象最為普遍的變化形式，更應該能夠為學生的研究和討論提供思維上的啟發。例如電阻大小與導體長度之間的關系、液體壓強與深度的關系等等，教師在類似的問題探究過程中，要引導學生體會漸變思維在其中的應用。

當然，教師還必須讓學生明確漸變作為宏觀事物變化的基本寫照，是對相關變化的定性描述，所以在具體性和精確性等方面上存在一定的局限。但是隨著學生認知的不斷發展，學生定量處理的方法將更加嫻熟，他們也將更能體會出漸變思維使用的注意點。所以，教師在教學中應該將定量和定性結合起來，讓學生更加準確而又全面地掌握漸變的規律。

【參考文獻】

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[2]楊學切.原有認知引發物理思維盲點[J].物理，2016（12）endprint