创设物理情景，培养学生空间想象能力

许新校

摘要：中学物理对学生抽象思维、空间想象能力要求较高，如何培养学生空间想象能力是教学的重点也是难点。在教学中，采用灵活多样的方法，创设具有生活性、形象性、延伸性的物理情景是培养学生空间想象能力的重要途径。

关键词：物理情景；空间想象；方法途径

中图分类号：G633-7文献标识码：A文章编号：1009-010X(2009)04-0055-02

学生普遍反映物理难学，其根本原因在于理不清物理过程，空间想象能力不够，在头脑中不能形成正确的物理情景，因此对一些物理问题无从下手。在物理教学中，如果创设合适的物理情景，帮助学生形成概念、建立模型、得出规律，便能激发学生学习物理的兴趣，提高学生的空间想象能力。

一、物理情景创设应注意问题

1，密切联系生活。

物理现象无处不与生活相联系。在中学课本中，有些物理问题是形象的、直观的，但也有一些物理问题是抽象的、概念化的物理模型，在教学过程中若能转化为生活实例，对学生来说既易接受，又易掌握。例如，在讲单摆问题中速度与位移的关系时，以生活中荡秋千为实例，让学生亲身体验或根据以往的经验，就能够很容易地使学生认识到往最低点运动时速度增大，往两侧运动时速度减小。从而可以进一步判断从最低点到最高点运动过程中动能与重力势能之间的相互转化关系。

2，注重形象性。

强调物理情景创设的形象性，其实质是要解决形象思维与抽象思维、感性认识与理性认识的关系。创设物理情景首先应该是感性的，摸得着的，它能有效地丰富学生的感性认识，并促进感性认识向理性认识的转化和升华。其次应该是形象的，具体的，它能有效地刺激和激发学生的想象和联想，使学生能够超越个人狭隘的经验范围和时间、空间的限制，既让学生获得更多的知识，掌握更多的事物，又能促使学生形象思维与抽象思维互动发展。例如在讲到加速度与速度的关系时，很多学生搞不清楚加速度变化与速度变化的内在联系，以为加速度减小速度一定减小，加速度增大速度一定增大。为了让学生搞清楚这一问题，我们不妨以人的身高增长为例，把人的身高的每年增长量与加速度作对比。若人的每年的增长高度恒定，则人就均匀地长高；若每年的增长量减少，人还在长高，但是长高的速度就慢了。当然老师首先应该讲清楚，加速度方向与速度方向一致时，就是加速运动，速度一定增大；加速度与速度方向相反时，就是减速运动，速度一定减小。

3，具有一定的延伸性。

延伸性原则是指在所创设的物理问题情景中，既构建与当前教学相关的情景，又蕴含着与当前问题有关，让学生自己去回味、思考的问题。这样可激发学生循着教师讲课的线索继续阅读材料和思考问题的兴趣，使课堂教学具有一定的延伸性，达到提高课堂教学效率的目的。高一E学期我在讲到摩擦力时，通过实践观察，学生们都能够认识到在生活中很多情况下存在摩擦力，并且很多时候摩擦力是有益的，有时也是有害的。接下来老师提问：“如果没有摩擦力将会怎样?”让学生课后自己去分析、思考。大多数学生表现出浓厚的兴趣，能够积极主动地去思考。测试结果表明，学生对摩擦力这一知识点掌握得很好。

二、创设物理情景的方法与措施

要培养学生的抽象思维及空间想象能力，离不开平时课堂教学中形象、直观的物理情景教学。

1，多做物理实验，增强直观体验。

物理本身就是一门实验学科，许多概念、规律的得出都离不开实验。但由于地域条件的差异，各学校的实验装备不尽完善。对于一些实验如果没有正规实验设备的。教师应动手做一些简易实验，而不是跳过不讲，应有“瓶瓶罐罐当仪器，随时随地做实验”的精神。例如，在讲机械波的形成时，用波动演示仪能直观地使学生认识到波的形成原理，如果没有波动演示仪。可以采取体操表演的方式或用绳子的抖动来演示。在实验操作过程中引出问题：从实验中看到什么现象?应当怎样解释?等等。学生带着问题去观察实验，既能激发自己对新内容的兴趣，又能加深对实验现象的理解与记忆。

2，利用多媒体教学。展现物理情景。

在实际生活中，有一些实验属于理想实验，是不能够真实展现的，学生理解起来就有些费力，若采用多媒体课件就能够形象地把这些物理情景展现出来。例如在讲到超重和失重时，学生对这些现象很难亲身体会，尤其是完全失重。我们知道在太空中的物体就处于完全失重状态，物体间虽然接触但不存在相互的力的作用。这个现象在实际生活中是很难体会到的。讲这一内容时，我就利用多媒体课件，把我们国家近年来发射的神舟5号、神舟6号、神舟7号飞船在太空中的运行视频资料展现在学生面前，当学生们看到宇航员在太空舱中处于完全失重状态的情景时，都能感同身受，且记忆深刻。

3，加强理论构建，创设物理情景。

对于能够直观看到的物体或现象学生们比较容易接受，但是生活中又有许多物理现象是无法观测到的，这就需要学生有一定的空间想象能力，在理论上构建抽象的物理情景和物理模型。我们知道电场、磁场这些特殊的物质虽然看不到、摸不着，但确确实实存在着。人们为了形象地描述电场和磁场，就用电场线和磁场线来表示电场和磁场的形状和方向。故在分析电场和磁场时，同学们头脑中一定要有这样的情景和模型，从而才能进一步作出正确的判断。

三、提高空间想象能力的策略

空间想象能力是指在解决物理问题时，在头脑中形成的物理情景和物理模型。创设物理情景是培养空间想象能力的前提条件，空间想象能力是物理情景的再现和升华：要培养空间想象能力，应从以下几点着手：

1，审清题意，画出图示。

大多数物理问题都涉及到物体的运动过程，有的较简单，有的复杂。对于简单的过程头脑中容易展现，但对于复杂的过程，同学们往往看了前边，忘了后边，顾此失彼，在头脑中不能完整展现题目所描绘的情景和过程。这种情况下，就需要按照题目所给的条件分步做出图示，最后依顺序梳理思路，对题目所描述的过程方能一目了然。许多教师都体会到分析竖直方向上的弹簧振子是个难点，学生对弹簧振子的运动过程难以把握。因此在讲到此类问题时，需要画出弹簧的几个特殊位置，即原长位置，平衡位置，最高点和最低点，按运动过程合理排序，就能够展现弹簧振子的运动过程，从而做出正确的判断。

2，联系实际，形成物理模型。

在中学物理课本中，讲到过很多物理模型，如：质点、单摆、弹簧振子、平抛运动、圆周运动等。有很多实际问题，如果直接去分析计算，很难判断出正确的结果。如果把这些问题转化为相应的物理模型，则解题思路就清晰、明朗，计算起来就容易多了。例如在电磁学中，有很多题都涉及到带电粒子在重力、电场力共同作用下的运动，分析计算比较复杂，且运动过程不易判断。解决此类问题时，不妨转化一下角度，把复合场转化为等效重力场，相当于粒子只在等效的一个重力场中运动，分析起来就简单多了。

3，拓展思路。培养发散思维。

有很多物理习题是可以用多种方法求解的，在学习过程中加强一题多解的练习，不仅能够拓展思路，还能进一步熟悉掌握各知识点之间的联系，跳出思维的局限障碍：在分析力与运动的关系时，既可以应用牛顿运动定律分析计算，也可以应用动量、能量观点判断。在讲解例题或布置作业时，老师要提出这样的要求。经过一定的训练，学生的分析解决问题的能力能够得到明显地提高，解题思路会更灵活、多样。

物理情景的创设是培养空间想象能力的先决条件，在平时的物理教学中只有多多展示直观、形象的物理现象和创设生动活泼的物理情景，才能使学生更好地掌握物理概念、规律，在分析解决有关问题时，就能够利用已有的印象，在头脑中形成正确的、适当的物理模型，解决问题就能得心应手了。