例谈渐变思维在物理教学中的渗透

顾惠君

【摘 要】事物的发展都将经历量变到质变的过程，这也是物理现象的普遍规律，所谓的“量变”对应的就是一个渐变的过程，学生利用渐变的思维来分析物理过程，有助于他们探究物理规律，处理物理问题，教师在教学中要注意渐变思维在教学中的渗透，从而提升学生的思维品质。

【关键词】初中物理；渐变思维；教学举例

初中物理教学要关注学生思维方法和物理思维的培养，下面就以“渐变”思维为例，介绍一下笔者在教学中的思考和体会。

一、渐变和突变

要将某种科学思维渗透到教学中，教师首先要明确这种思维在物理研究中有着怎样的体现，能够发挥怎样的作用。渐变和突变是物理现象发展的两个基本形式，前者体现为变化的连续性，比如人体身高的增长情况、气候温度的调整、时间的推移等等，后者则体现出不连续的特点，比如不同原子质量的大小、原子能级的分立、粒子带电量的变化。

一般来讲，渐变和突变应该是两条永不相交的平行线，是各不相容的变化情形，其实二者却存在着相互辩证的关系。我们可以尝试分析以下问题：我们将一桶水向另外一个空桶中不断倾倒，该过程中的水流是不发生间断的，我们可以确认原本的那只空桶储水量在不断增加，但是其质量是在连续增加吗？

你可能会给出两个截然矛盾的答案：（1） 质量在连续变化，因为水流是稳定而连续的，因此当水桶中水量在增加时，自然有结论：质量连续增大；（2）质量的变化不连续，因为水是由分子组成的，即便水分子一个个地倒进了桶里，桶里面水质量的增大也是不连续的。

上述两个貌似矛盾的答案其实有着统一性：在微观世界中，微观粒子的小份额变动是不能忽略的；但是当微观粒子的数量增大到一个较大的数量级时，微观问题也就变成了宏观问题，这时一个粒子的变化，或是成千上万粒子的变化都可以忽略不计，其所表现的宏观特点就是连续的。

所以，在微观世界中变化往往是不连续的，是量子化的，但是宏观世界所涉及到的变化都是连续的。初中物理主要研究的是宏观问题，所涉及到的物理量也是以宏观量为主，因此教师在教学过程中要渗透相关物理量变化规律中的“渐变”思维，由此训练学生相应的科学方法和处理思想。

二、对“渐变”思维进行渗透教学的举例

1.“渐变”思维在凸透镜成像规律探索中的应用

探究凸透镜的成像规律是初中物理的一大难点，这一块内容的探究性本身就很强，我们也是强调让学生在科学探究中体验规律的形成过程，以期提升学生对规律的理解，但是很多学生往往是管中窥豹，其认识很难实现融会贯通，以致于在演示过程中，他们觉得相关规律一目了然，但是回头在处理问题时却又全都发生遗忘。于是笔者将实验和图象进行结合，以渐变的思维来帮助学生搭建规律：当物体从无穷远处向着透镜逐渐靠拢时，其成像将越来越大，而且成像位置也越来越远。

当物体到达焦点处时，则所成像就达到无穷大，成像也将出现在无穷远处，实际上这时就看不到像了；当物体在焦点以内朝着焦点逐渐靠拢时，虚像也就越来越大，而且成像位置也将越来越远，到焦点处时的结论与之前的连续变化吻合。如此这般，物距不同时的成像特点就像一个电影片断以渐变的形式呈现在学生的脑海中，这样的处理将学生原本琐碎的知识拼凑起来，使得整个画面更加连贯和谐。

为了增强渐变思维的教学效果，我们也可以通过课件的形式将这一场景动态地呈现在学生眼前，让学生形成一种身临其境的感觉，从而将生涩而枯燥的成像规律以生动而活动的影像呈现在学生的记忆中，这就是渐变思维生动性的体现。

2.“渐变”思维在过程分析中的应用

渐变也就是哲学层面的量变，当渐变达到一定程度时，就必然引起质变，这反映在物理过程中也就体现为突变。突变因为其独特的地位而容易为学生所识别并加以掌握，所以在研究问题时，我们可以指导学生以突变为立足点，从而让学生进一步探求事物演变的过程，也就是渐变过程。

如图1所示，将滑动变阻器的滑片由最左端滑到最右端时A、B两点之间的总电阻将怎样变化？

要采用渐变思维来处理这一问题，首先就要找到最为特殊的那个位置：当滑片位于滑动变阻器的最左侧或最右侧时，其总电阻为0；当滑片位于中段时，其电阻不为0。我们再联系渐变思维的一项基本认识——发展和变化都应该是连续的，由此不难得到结论：滑动变阻器在移动滑片的过程中，电阻先变大后变小。

初中生的思维普遍有这样的特点：依赖形象思维，抽象能力尚有不足，思维体系性和严密性尚有欠缺。在物理教学中我们也发现，如果让学生用一个复杂的理论或抽象的概念来研究和分析物理问题，他们会产生严重不适应的感觉。而渐变思维的感性体验与学生粗糙的思维特质实现吻合，从而显示出较强的亲和力。教学实践表明，这种亲和力将主宰学生整个初中阶段的物理思维发展过程，所以我们在教学中积极渗透这一思维特点有着非常重要的现实意义。

物理探究的任务就是揭示事物背后的一般化规律，而渐变作为物理现象最为普遍的变化形式，更应该能够为学生的研究和讨论提供思维上的启发。例如电阻大小与导体长度之间的关系、液体压强与深度的关系等等，教师在类似的问题探究过程中，要引导学生体会渐变思维在其中的应用。

当然，教师还必须让学生明确渐变作为宏观事物变化的基本写照，是对相关变化的定性描述，所以在具体性和精确性等方面上存在一定的局限。但是随着学生认知的不断发展，学生定量处理的方法将更加娴熟，他们也将更能体会出渐变思维使用的注意点。所以，教师在教学中应该将定量和定性结合起来，让学生更加准确而又全面地掌握渐变的规律。

【参考文献】

[1]黄哲生.初中物理思维品质教育初探[J].中學物理教学参考，2004（4）

[2]杨学切.原有认知引发物理思维盲点[J].物理，2016（12）endprint