放飞想象 开拓思维—高中物理教学学生想象力的培养探讨

李国孝

【摘要】在高中物理教学中，部分学生思维灵活、善于联想，在学习上往往事半功倍；部分学生思维僵化、缺乏想象力，在学习上往往事倍功半。放飞高中生物理想象力，开拓学生的创造性思维，是帮助学生掌握物理学习诀窍的根本。本文探讨了培养学生物理想象力的几种思路，以期为学生物理想象力的培养提供参考。

【关键词】高中物理 想象力 物理实验

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）14-0192-02

1.引言

物理是一门建立在实验和想象基础上的学科，牛顿发现万有引力，很好地诠释了这一理念。高中生学习物理的过程是在探索、想象前人研究成果的基础上掌握物理知识和技能的过程。学生的创造性思维在物理学习中具有非常重要的作用，而想象力又是创造性思维的动力源泉。高中物理教材和习题中蕴含了丰富的想象力培养素材，教师应适时发掘这些内容，有意识地锻炼学生想象力，为学生创造性思维打下坚实基础。

2.运用理想性试验培养学生非现实想象力

在物理学史上，意大利物理学家伽利略创造性地提出了理想实验，这类实验不需要通过实际操作完成或者说现实条件无法满足其实验要求，是由实验者在大脑中通过理想性构想设计的实验，具有典型的想象性和说服性。实验者在脑海中构建理想化的实验条件和相关仪器设备，并在理想条件下完成实验的“操作”和“观察”。在高中物理教学中经常会出现各种类型的理想性试验，教师应重点培养学生的这种思维方法，培养他们进入理想化境界，运用理想性思维分析和解决问题并理解知识的能力。

例如在教授牛顿第一定律时，现实实验条件是不可能创造出理想斜面的。为此可以引导学生构想出一个无限延长和绝对光滑的伽利略理想斜面；当光滑小球上升是速度会减慢并最终停下，当光滑小球下滚时速度会越来越大直至无限加速；位于平面时，给小球一个初速度，在没有加速和减速的前提下，小球会一直保持这个速度运动下去。这样，教师通过精心设计的步步引导，帮助学生通过理想化实验牢固地掌握牛顿第一定律。

3.剖析物理过程复杂性培养学生空间想象力

很多物理过程涉及到空间运动，因此空间想象力对于物理学习非常重要的意义。解答物理问题，很多时候需要弄清其空间运动过程，在看似复杂的空间运动过程下，合理运用想象力运用已知条件和相关物理定律规律在脑海中构想出物体的运动图像，是快速准确地解答问题的关键。例如，有这样一道题：一小球放置在一摩擦系数为零的表面上，静止，对小球先朝东向施加以恒力F，作用时间1分钟，接着将此力改为向西方向，大小和作用时间均不改变，如此反复只改变力的作用方向，一共1小时，那么1小时内，物体的运动状态是怎样的。这是一道看似很復杂的空间运动题目，很多学生受困于其“复杂”的表象，难以通过想象力构想出小球正确的运动图景，导致思维混乱，认为小球一会向东一会向西运动。实际上，学生如果能够在脑海中构想出正确的空间运动图景，问题则迎刃而解，即小球获得向东的初速度后，受到向西力的作用，会先做减速运动，但速度方向依然向东，这样上面的空间运动图景就非常明确了。即小球会循环往复地做匀加速和匀减速运动，但会始终朝着东向运动。

4.运用直观性比喻培养学生形象化思维能力

高中物理课程中具有很多不直观的物理现象，近现代物理学中就囊括了大量抽象深奥的物理现象，对其内部过程学生在学习和理解上具有较大难度。为了帮助学生更好地学习和理解，高中物理教师有必要借助已有的物理经验采用形象化模拟推动学生的想象和理解。例如，在学生在理解原子内部能级有关知识就存在较大的困难，尤其是很难想象原子内部能量为负并且是以不连续量子化状态存在的事实。为此，教师可以巧用直观性比喻，帮助学生建立模拟形象化思维。将原子中比喻为一口井，电子比喻为井下小球，将小球拉倒井口边，必须有外力做功，因此其能量为负值。在井下树一面梯子，将能力比喻为每一步阶梯，这样能级也就是不连续的，电子能力的变化就相当于所处阶梯的变化。电子位于井底时不会再往下掉，即为基态，能量最低也最稳定。电子处于其它位置时存在往下掉落的可能，即为激发态也是不稳定状态。

5.结语

在高中物理教学中，如果学生欠缺想象力，往往会陷入思考问题呆板片面的局面，在学习物理知识和技能时会非常吃力。重视并积极培养学生的想象力，是培养学生灵活思路、联想能力的关键。在物理教学中，教师应重点培养学生的非现实想象力、空间想象力和形象化思维能力，帮助学生掌握学习物理的诀窍，从而有效提高学生物理学习的效率。

参考文献：

[1]马金福.如何在高中物理教学中培养学生的创新能力[J]. 课程教育研究：外语学法教法研究， 2016（4）：128-129.