新思维具象法在物理教学中的运用

张亮

摘要：新思维具象法是我国福建师范大学首次提出的新概念，具体是指知识与思维的可视化，能有效将学生的物理知识与思维逻辑进行融合，从而培养学生的直观、形象的知识体系，符合高中物理学科的特点。本文对新思维具象法在高中物理课堂教学中的运用进行探析。

关键词：新思维具象法;高中物理;课堂教学;运用

在传统的图示方法中，主要以知识整合为主，缺少知识本身的逻辑关联，因此使得高中物理课堂教学缺乏生动性，而新思维具象法则是能够将这种知识逻辑通过拟人化拟物化的图形将其表现出来，使得物理知识的理解难度降低，从而有效激发学生学习兴趣。

揭示物理问题实质

新思维具象法是能够帮助学生根据已知经验的事实来假设某种变化，而这种假设方式可以是猜测的、跳跃的或者搜索的，学生根据连续变化原理使得变化过程逐渐变得具体，从而快速的揭示物理问题的本质或主要因素，进而掌握到物理问题的实质，这种方法能够解决学生只重物理公式却讲不清其中道理的弊端。例如，如果有两个高度和长度都相同，唯独形状不同的光滑斜面，将其分为甲、乙，现在将两个一模一样的小球在同一时间从甲、乙斜面的顶端释放，不计算拐角处的能量损失，那么哪个球能够率先抵达底端？在这一问题中，教师可以先将斜面长和高分别设为l和h，假设夹角从90°连续变化到180°，甲斜面是乙斜面180°的一个极限值，那么就能够从斜面的另一个90°极限值来计算。再如，在顺水中，轮船的航行速度要比在静止水中行驶的速度快，在逆水中，轮船的航行速度要比在静止水中行驶的速度慢，如果轮船要从甲乙两点往返一次，那么航行速度是动水中快还是静水中快？在这一问题中，教师可以引导学生将思维具象化，如果輪船行驶的速度比水流速度稍微大一点，那么轮船在逆水中航行就会很慢，导致往返的时间长;而轮船的速度如果非常接近水流速度，那么轮船的往返速度则较快。

理顺物理知识逻辑

具象图形的绘制其主要的教学手段便是让学生浅显的知识结构得到具象化图形的补充，使得学生能够将抽象事物与直观思维紧密的联系起来，使得两者都能够得到充分的体现。所以，在高中物理教学课堂中，教师需要引导学生将物理知识的各种逻辑关系理顺，进行初步的结构脉络整理后，利用新思维具象法进行绘图，使得图形能够形象地描绘出来。例如，在教科版高中物理必修课《万有引力定律天体运动》中，教师首先确定教学目标，那就是利用新思维具象法来提升学生的思维逻辑性和知识系统性。天体运动是万有引力定律以及匀速圆周运动的应用实例，所以在天体运动问题分析过程中，学生的思维逻辑容易出现混淆，使得天体运动计算中出现与万有引力定律公式、匀速圆周运动公式混用的现象，这是模型不清所导致的。为了能够帮助学生解决这个问题，使得学生能够将这几个知识点的模块概念理顺清楚，教师便可以引导学生绘制新思维具象图。在这之前，教师先对学生的实际情况进行了解，掌握学生容易混淆的知识点或问题所在，比如有的学生因为天体涉及的公式太多，自己在解答时不知道怎么挑选合适的公式;有的学生不知道人造地球卫星公式里的“r”是具体代入计算题目中的哪个数值，容易产生混淆等。在了解这些问题之后，最好的解决方法就是让学生对天体运动中的知识内涵有深刻的理解，在掌握天体运动之间的运动特点后自然而然就能够进行直观的区分。在高中物理教学中，学生能够实际应用到的天体运动公式有两个，分别为F万=mg和F万=F向，F万=mg是物体在中心天体表面运动，F万=F向是环绕天体中心天体运动。虽然实际应用的公式只有两个，然而涉及到的问题却非常广泛，包括万有引力与重力的关系、开普勒三大定律、天体质量与密度的估算、卫星变轨问题等。为了能够帮助学生理清这之间的关系，教师可以启发和引导学生进行思维具象绘图，通过“飞船”的样子来对整个知识进行具象化的展开，使学生在想象中完整思维图。首先，万有引力定律的出现，使得“日心说”与“地心说”争执了数百年，同时开普勒通过第谷用自制天文望远镜观察到的数据得出了开普勒三大定律，之后由牛顿总结这三大定律提出了万有引力定律，开普勒和牛顿提出的物理定律使得万有引力与航天的进程得到了发展，所以教师可以将这两个物理学史当成学生思维“飞船”的推进器，将开普勒三大定律和万有定律作为思维“飞船”的指引方向，因此，学生能够清晰的认知到，研究天体运动计算的必用公式为F万=F向、黄金代换公式GM=gR^2，这两个是“飞船”飞行过程中必不可少的基础所在。同理，之后的天体运动计算也可以用这种新思维具象法来进行，使学生能够在描绘具象图的过程中将知识的框架进行整理和归纳，有效培养学生的发散思维和集中思维。

结束语

不管是新课还是复习课，教师都可以将新思维具象图应用进来，形象流畅的知识结构和知识脉络会使得学生在学习过程中，更容易清晰明了的掌握抽象的高中物理概念，进而培养学生的抽象思维与创造思维。

参考文献

毛吓梅.浅谈新思维具象法在高中物理课堂教学中的尝试[J].中学理科园地，2019（04）.

（作者单位：江苏省扬州市江都区邵伯高级中学）