谈物理想象力的培养

张伯川

【摘  要】学习任何一门学科都需要想象，物理是自然学科的重要分支。要了解自然界的基本规律，就要通过科学想象与科学推论来达到学习目的。

【关键词】物理;想象

物理研究是原理加实验，而这些原理与实验，首先是通过想象与推理作出假设，然后才用实验加以证明。素质教育不同于应试教育。应试教育只讲继承不讲创新。教学中注重用实验证明原理，然后记住原理。而素质教育是要培养探究能力的，探究能力是创新的基础。探究能力即发现问题、分析问题、解决问题的能力。而这一过程中想象加推理是不可或缺的。所以在物理教学中培养想象能力是不可忽视的。例：讲斜面省力的原理，在实际运用中會涉及到很多实验工具。比如螺丝、竹蜻蜓、直升机的螺旋桨，机动船下面的螺旋式水轮等。这是可以倡导学生去大胆想象。课上想时间有限，可以课下想，随时想，能得出结果可以，得不出结果也行，总之只要去想象就有收获。想象好比探路，看见好像有人走过的痕迹，探一探吧，结果是误判，此路不通。这也是收获，促使他继续寻找，促使他改进寻找的方法。即使最终证明此路不通，并获得了不通的原因，他就会告诉人们别在这里枉费心机了，到别处探路吧。这不是收获吗？想想当初想发明永动机的人也许就不止一个，虽然也许他们事前都懂得能量守恒定律，但未实践过还是要试一试，试的过程中证实了物理在凭着惯性的运动中，摩檫力会消耗能量的不可避免。由前车之鉴，很少有人去发明永动机了。由前人这样的精神，同学们响应老师的倡导，对斜面省力的实用发明进行了各种想象。如有个学生想到，直升机的螺旋桨是由竹蜻蜓演变而来的，那么竹蜻蜓的发明者当初又是怎样发现这一原理的蛛丝马迹的呢？长有奇思妙想中发现了这样的景象：有个小孩拿着一个伞状的蘑菇搓伞把玩，一下搓烂了。爸爸便给他做了一个竹片下面嵌上一根圆竹棍让他搓着玩。谁知他一搓，竹片竟然向空中上升了一下。爸爸拿来一看，没发现什么。但逆时针一搓却没有上升。又顺时针一搓又上升了。再一看，原来竹片反时针转的那一端薄些。爸爸悟出了道理。于是把竹片两端相反的方向都用刀削成了由厚到薄的刀刃一般，斜面在下面。再顺时针方向一搓，这时不但上升而且呼地飞升几尺高。于是民间的竹清廷诞生了。当有了飞机之后，直升机又发明了。螺旋桨的斜面就是在空气中沿着斜面旋转而上升的。这个学生把他的想象说出来，老师问他为什么能想象这样的故事，他说是读了《鲁班的故事》受的启发。老师一下子明白了。号召学生多看课外书籍奏效了。鲁班的故事里说，鲁班上山去被茅草拉伤了脚，一看，原来茅草上有很多细齿，经过仿制，于是锯子发明了。看来，物理教学要培养学生的想象力，多看课外书籍是途径之一。评析：这位物理老师培养学生想象力的方法，所用的是素质教育的方法。即用启发式而非注入式。这就是以学生为主体，让学生在理论联系实际的想象中不但加深了对科学原理的理解，还培养了从生活中发现问题，进行创造性思维的学习方法。又例：教了电流的方向是由正极流向负极的规律，在老师的指导下，同学们也进入了想象。把导线想象成血管，电流像血液一般在血管中流动。无论这种想象与电子在导线中移动是否相符。但这种想象可以化抽象为形象，便于理解与记忆。又例：在学习课本知识的同时，老师还布置看课外知识，并把看到的加以联想，写成文章交回来。同学们积极行动起来。有个学生在网络自媒体上看到一则展示，说是永动机模型制作成功了。并展示机器的各个部分，既无电源又无其它任何动力。他想，这是不可能的，永动机早已被判了死刑。他又想，假如真有其事，又会是怎样的原理呢？会不会机械零件和空气的摩擦降到了最小，靠惯性不停运转呢？想来想去，还是不相信，那人也许是拍的魔术表演，取名永动机而已。但他还是受到了启发。人们在生活中有很多能量是浪费掉了的，何不把这些能量收集起来做功呢？比如也有人发明了一些东西了。如把走路踩在鞋底上的动力利用起来发电，虽然很微弱，但据说可以管手机充电之用。由此推论，河里、山沟里的水常年流动，可否发明一种放在水流中的微型发电机，哪怕是落差很小的流水的冲击力也可以使电机发出电来。我要是将来当了电机工程师，我一定要研究。几十年前不是有一位中专毕业生，经过苦心钻研，发明了在高压电线上高空作业的防电衣吗？我要立下大志，向那个目标奋斗。他把这些联想写好交给老师，老师在班上念了，得到了大家的一致称赞。还有个学生从民间收集到一则传闻。说是某人在一个地方修建了一座新房，但人住进去，每晚失眠严重，找风水先生诊断，说这是个鬼地，得搬走。这几天恰逢一个地质勘查队路过这里听说了此事，就用仪器测了测，发现地磁场很强，也许地下有磁铁矿。啊，原来如此，哪是什么鬼地，从此他更加不信鬼神了。这则故事对他树立科学世界观起到了有益的作用。他于是又把这事展开了联想，如人们所说的鬼火其实是磷化氢遇到空气燃烧而发出的光，俗称鬼火。这位学生由物理联想了化学现象了。联想使人眼界开阔了。又例，学了浮力，同学们联想到了语文课本中的《死海不死》。那是说名叫死海的湖泊里盐溶量特别高，人在水里不下沉，淹不死。由联想到了农民“泥水选稻种”。清水放入泥浆，增加了水的浓度，稻种放进去，饱满结实的谷粒沉下去，不饱满不结实的谷粒浮在上面。

综上所述，物理教学中培养学生的想象，有助于学好物理。

参考文献：

[1]《新课程标准解读分析》黑龙江科技出版社（2003）。