初中物理教学中培养学生思维能力策略初探①

2015-03-25储成节

物理之友 2015年10期

关键词：形象思维一题浮力

储成节

(上海市松江区九亭中学，上海 201615)

·教学研究·

初中物理教学中培养学生思维能力策略初探①

储成节

(上海市松江区九亭中学，上海 201615)

许多刚进入中学的学生感觉到物理难学，教师感到此阶段物理难教.产生这一现象的原因是中学物理要求的思维水平与学生本身的思维能力出现了一定的“差距”.这就要求教师在平时的物理教学中注重对学生科学思维能力的培养.本文从演示实验培养学生形象思维、数理结合培养学生抽象思维、建立物理模型培养学生等效思维、一题多解培养学生发散思维四个方面，浅谈科学思维能力培养的策略.

初中物理；思维能力；策略

思维是人脑对客观事物的认识过程，总是以一定的形式、方法和程序进行.在思维活动中，由思维形式、方法和程序构成一定的思维方式.物理学科是一门对思维能力要求较高的学科，初中生的思维处于具体运算阶段向形式运算的转型期，许多学生感觉到物理难学，教师也感到物理难教.产生这一现象的原因主要是中学物理要求的思维水平与学生本身的思维能力出现了一定的“差距”.这就要求教师在平时的物理教学中注重对学生科学思维能力的培养，通过一定的方法和策略达到培养学生思维能力的目的.本文分别从演示实验培养学生形象思维、数理结合培养学生抽象思维、建立物理模型培养学生等效思维、一题多解培养学生发散思维四个方面，浅谈科学思维能力培养的策略.

1 通过演示实验，培养学生的形象思维能力

形象思维除具有一般思维的共性外，还有一个特征就是形象性.首先，它以客观事物的形象作为思维对象.其次，在形象思维过程中，它是以与形象密切联系的表象、意象和想象等形式展开的.再次，形象思维是使用形象性思维材料，对事物的客观现象进行分析、比较、综合、概括等加工，从而创造新的形象.演示实验提供了很生动的形象思维材料，在物理教学中通过观察和操作，能够获取丰富的视觉、触觉和其他感知形象，从而贮存丰富的表象，为培养形象思维能力奠定了基础.在实验中，不仅有形象的感受和贮存，而且还有形象的识别和描述.通过思维加工，把感性形象上升到理性形象，再通过联想和想象创造出新的形象.所以说，在初中物理教学中，通过演示实验可以培养学生形象思维的能力.

例如在讲解关于浮力产生原因时，如果采用“假设有个正方体完全浸没在水中，其前后、左右、上下六个面都受到水的压力，只有上下表面的压力不平衡”，通过这样分析从而得出“水对物体上下表面的压力差就是物体受到的浮力.”这种从特殊情况(正方体)运用分析方法得出的物理结论，对于初中学生是很难接受的.那么如果在课堂上演示这样一个实验，其效果就会大不一样.取一只塑料瓶(如矿泉水瓶等)，剪去底部，像一个漏斗.把一个乒乓球放到里面，从上面倒水进入，有少量水从乒乓球周围的缝隙中流出，乒乓球并不上浮(如图1)，若用手掌挡住下面，水不再流出，就可以看到乒乓球浮起来(如图2).通过这个实验直观的展示，可以加快学生对浮力产生原因的理解.从而达到培养学生形象思维的目的.

2 数理结合，培养学生的抽象思维能力

数学不仅仅是较简洁、深刻表达物理概念和规律的语言，同时，数理结合也是解决物理问题的一种常用工具.在物理教学中，运用好数理结合，借助于它推演物理规律、运用它解决相关的物理问题.可达到培养学生抽象思维能力的目的.

如图3所示，弹簧测力计下挂着一个实心圆柱体，将它逐渐浸入装有水的烧杯中，弹簧测力计的示数随圆柱体下表面浸入的深度h的变化如图4所示，试求出：(1) 圆柱体的质量；(2) 圆柱体的密度.

这是一道物理过程和图像结合的问题，如何将物理过程和图形对应起来，会识图，并从图中得到相关信息是本题的关键，这是一种数学和物理思想结合的过程，同时也是学生进行抽象思维的过程.所以在初中物理教学中运用数理结合的策略，可以很好的培养学生抽象思维能力.

3 建立物理模型，培养学生等效思维能力

物理学研究的对象是自然界中最普遍的物质运动现象，为了描述物质及其运动规律，必须抓住主要因素，舍弃次要因素.把复杂的物理问题简单化，具体的物理问题理想化，建立起能体现客观事物本质特征的物理模型.建立模型方法不仅是物理学的重要研究方法，同时建立模型的过程也是培养学生等效思维的过程.

图5

例如，在初中物理的浮力教学中，阿基米德原理是一条非常重要的物理规律.阿基米德原理蕴涵两层含义，一是浸在液体中的物体受到浮力的作用，二是浮力的大小等于排开液体的重力.教学中可以通过实验的方法验证获得,同样也可以根据浮力产生的原因和二力平衡的原理运用等效思维推证而来.如要推证“浸在液体中的物体受到浮力”(如图5)，我们想象在液体内部画出一小块物体A，A物体受到周围液体对它的压力作用.作用在前后、左右侧面上的压力彼此平衡；作用在上、下两面的压力大小不等，向上压力大于向下的压力，由浮力产生原因可知A物体受到了周围液体对它竖直向上的浮力的作用.在推证“浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力”时，因为A物体静止，根据二力平衡原理，在竖直方向A物体所受的浮力和重力是一对平衡力，所以A物体受到浮力等于它受到的重力．再设想将一个与A物体形状、体积相等的B物体替代A物体.由前面推出浮力是由于周围的液体给物体上下表面的压力差形成的，因B物体周围环境与A物体周围的环境一样并未改变，所以B物体与A物体所受浮力等于被B物体排的A物体所受重力，由此推证出阿基米德原理.通过在物理教学中运用建立物理模型的策略，便于学生对知识的理解，同时能够有效的训练学生等效的思想，从而培养学生等效思维能力.

4 一题多解，培养学生发散思维能力

发散思维是创造性思维的一种表现方式,它在物理学习中是不可缺少的,而一题多解是培养学生发散思维的有效策略.

在初中物理教学中对学生进行一题多解的训练,引导学生多途径、多角度地去分析问题,灵活运用已有的知识技能,找出尽可能新、尽可能多、尽可能好的解题方法.这样,既可帮助学生总结解题规律,达到对知识的融会贯通,又可活跃学生的解题思路,开阔视野,锻炼学生思维的敏捷性,培养学生发散思维能力和灵活运用物理知识解决问题的能力.

例如某同学小王手握着一个质量为1.8×102g、体积为45cm3的钢球，请判断此钢球是空心的还是实心的(ρ钢=7.9×103kg/m3).

解析：先假设此球是实心的，根据题中所给条件求出它应有的密度、质量、体积，再与已知条件进行比较判断，这样本题可以有三种解题的方法.