摘 要:隨著教育的飛速發(fā)展和人們對(duì)教育本質(zhì)的深入探索,廣大專家、教師清晰地認(rèn)識(shí)到教育不僅僅是傳授給學(xué)生知識(shí),更重要的是培養(yǎng)與發(fā)展學(xué)生的思維,促進(jìn)學(xué)生邏輯思維能力的形成,讓高中生成長(zhǎng)為具有各種重要思維能力的、能獨(dú)立解決問(wèn)題的有能力的人。高中物理是理科中思維性、邏輯性、關(guān)聯(lián)性極強(qiáng)的一門(mén)學(xué)科,它是培養(yǎng)學(xué)生各項(xiàng)思維能力的較好媒介,也是高中一門(mén)非常重要的課程,學(xué)生良好的思維能力有利于物理的學(xué)習(xí)和物理成績(jī)的提升。因此深入探討在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的各項(xiàng)思維能力的方法,為高中生思維能力的發(fā)展建言獻(xiàn)策。
關(guān)鍵詞:高中物理;思維能力;培養(yǎng)策略
新課標(biāo)特別強(qiáng)調(diào)各學(xué)科都具有自身獨(dú)特的邏輯思維和學(xué)科特點(diǎn),新時(shí)代的學(xué)科教育要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。物理學(xué)科素養(yǎng)的第三條即形成良好的科學(xué)思維,可見(jiàn)高中地理極為重視對(duì)學(xué)生思維的培養(yǎng)。思維的發(fā)展意味著學(xué)生思考模式、認(rèn)知模式的提升和優(yōu)化,意味著學(xué)生能更好地分析、處理、解決各種問(wèn)題[1],對(duì)學(xué)生的一生都有極大的促進(jìn)作用。
因此,物理課堂教學(xué)要注意在傳授知識(shí)的過(guò)程中滲透思維方法的訓(xùn)練,知識(shí)是思維的載體和介質(zhì),思維是知識(shí)內(nèi)化和靈活應(yīng)用的成果,因此傳授知識(shí)和培養(yǎng)思維相輔相成,共同促進(jìn)[2]。廣大物理教師需要秉持培養(yǎng)學(xué)生思維的理念,踐行培養(yǎng)學(xué)生思維的目標(biāo),不斷挖掘培養(yǎng)學(xué)生思維的方法。
一、在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力的方法
所謂形象思維,即將抽象的、難以理解和描繪的事物、過(guò)程、情境等轉(zhuǎn)化為直觀的、易于觀察和表征的事物和變化過(guò)程,減少認(rèn)知的難度。
(一)要想培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力,教師在物理課堂上就要巧借實(shí)物模型輔助教學(xué),以降低知識(shí)難度
例如,在講解圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí),教師如果告訴學(xué)生一個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)上各點(diǎn)的角速度大小一樣,線速度的大小不相等,距離轉(zhuǎn)盤(pán)中心越遠(yuǎn)的位置線速度越大,學(xué)生很難理解,這與學(xué)生日常的認(rèn)知不符,學(xué)生會(huì)本能地認(rèn)為同一個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)上的各點(diǎn)是相對(duì)靜止的,所以各點(diǎn)速度一樣。這時(shí)教師不要立即反駁學(xué)生,可以給學(xué)生提供一個(gè)不倒翁,在其上距離圓心不同距離的地方各標(biāo)記一個(gè)點(diǎn),然后轉(zhuǎn)半圈,讓學(xué)生比較兩個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的軌跡長(zhǎng)短,這時(shí)學(xué)生可以清楚地發(fā)現(xiàn)兩個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)半圈繞過(guò)的角度都是180°,但離得遠(yuǎn)的點(diǎn)轉(zhuǎn)的軌跡更長(zhǎng)。讓學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中親身體會(huì)形象化處理問(wèn)題的直觀性,體會(huì)形象思維的藝術(shù)性、簡(jiǎn)潔性。
(二)在解題中滲透形象思維的優(yōu)勢(shì)
高中物理很多題目比較抽象,給予的條件極其復(fù)雜、繁多,整個(gè)題干有七八行之多,給學(xué)生理解、表征問(wèn)題帶來(lái)了很大的難度,因此教師可以在講習(xí)題時(shí)有意地突出形象思維的重要性、便利性。
例如,高中必修一物理中重要的一節(jié):路程與位移,該章節(jié)有這樣一個(gè)題目:一列隊(duì)伍長(zhǎng)100米,哨兵從隊(duì)尾跑到隊(duì)首,又跑回來(lái),在他跑的過(guò)程中,隊(duì)伍整體向前走了100米,若哨兵和隊(duì)伍都是勻速運(yùn)動(dòng),那么哨兵跑了多少米?這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的多方運(yùn)動(dòng)過(guò)程,哨兵和隊(duì)伍都在運(yùn)動(dòng),而且哨兵還有往返的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,直接套用物理公式根本無(wú)從下手,教師可以在學(xué)生思考一段時(shí)間后給予提示:將哨兵和隊(duì)伍的運(yùn)動(dòng)過(guò)程畫(huà)出來(lái)試試。
當(dāng)學(xué)生將哨兵和隊(duì)伍的運(yùn)動(dòng)過(guò)程呈現(xiàn)在一張圖紙上,就能很明顯地觀測(cè)到二者在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移的變化、距離變化,非常直觀、非常清楚,在很短的時(shí)間內(nèi)就能正確解答題目。
將抽象的知識(shí)和題目轉(zhuǎn)化為形象的實(shí)物、模型、圖像、表格等直觀的、形象的事物,體現(xiàn)了物理化繁為簡(jiǎn),變通的形象思維[3],這種思維能力有助于學(xué)生擺脫迷失概念的困擾和題目信息的干擾,幫助學(xué)生以最直接、最簡(jiǎn)潔的方式撥開(kāi)云霧,發(fā)現(xiàn)本質(zhì)。因此教師在課堂教學(xué)中要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行形象化轉(zhuǎn)化,帶領(lǐng)學(xué)生體會(huì)形象化思維的價(jià)值以及形象化處理問(wèn)題的方法,讓學(xué)生養(yǎng)成用形象化思維解決問(wèn)題的習(xí)慣,形成形象化思維。
二、在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力的方法
發(fā)散思維是我們一直崇尚的思維模式,具有發(fā)散思維才能對(duì)一個(gè)問(wèn)題有更全面、更深刻的思考和認(rèn)識(shí),才能從盡可能多的角度探尋解決問(wèn)題的最佳方案,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維,這樣有利于加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解,有利于激發(fā)學(xué)生的智力。
(一)物理教師要多給學(xué)生思考的機(jī)會(huì),并且尊重每一個(gè)學(xué)生的奇思妙想
每一個(gè)學(xué)生都是富有想象力的藝術(shù)家,他們以智慧的眼睛去探尋世界上的一切事物[4]。但有時(shí)候嚴(yán)格的灌輸式的課堂教學(xué)壓制了學(xué)生的思考,也摧毀了學(xué)生發(fā)散的想法,讓學(xué)生如同木偶一般接受老師傳授的知識(shí)。
要想培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維,高中物理老師首先在課堂教學(xué)中把課堂還給學(xué)生,讓學(xué)生多思多想。例如,在講解圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),教師可以讓學(xué)生分享自己熟悉的生活中做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,這時(shí)學(xué)生會(huì)充滿興趣,激烈地交流:“車(chē)輪子,摩天輪、鐘表指針、風(fēng)車(chē)等”。學(xué)生會(huì)打開(kāi)思路,從生活中的各個(gè)角度找出做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,發(fā)散思維就在不知不覺(jué)中體現(xiàn)。
教師還要注意對(duì)學(xué)生的想法即使是不太合適的想法也要給予尊重與鼓勵(lì),不要正面否決、反駁學(xué)生,這樣會(huì)打擊學(xué)生的自信心和思考的欲望,對(duì)學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)非常不利。
(二)在習(xí)題課中滲透發(fā)散思維的理念,帶領(lǐng)學(xué)生感受同一個(gè)問(wèn)題的多種觀察角度和解題方法
近年來(lái)高中物理題目越來(lái)越重視對(duì)學(xué)生思維的考查,一道題目雖然有固定的答案,卻有多種解題方法,只要你的關(guān)注的點(diǎn)、你的思路正確,條條大路都可以通向最終的答案。
因此教師可以在習(xí)題課上引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度解題,例如例題一輛汽車(chē)在十字路口等綠燈,綠燈亮?xí)r汽車(chē)以3 m/s2的加速度開(kāi)始加速行駛,這時(shí)一輛自行車(chē)以6 m/s的速度勻速駛來(lái),從后面超車(chē),試求在追上之前自行車(chē)行駛多久兩車(chē)相距最遠(yuǎn)?這時(shí)有的學(xué)生會(huì)選擇公式法解題,有的同學(xué)會(huì)選擇用形象的圖象來(lái)解題,還有的學(xué)生會(huì)選擇用二次函數(shù)極值法解題,另外還有一些學(xué)生用相對(duì)運(yùn)動(dòng)法解題,可見(jiàn)解決物理題需要具有發(fā)散思維,能夠從多個(gè)角度思考,這樣才能保障遇到問(wèn)題時(shí)胸有成竹。
三、在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力的方法
物理是研究宏觀物質(zhì)狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)、變化的學(xué)科,所研究的宏觀物質(zhì)有時(shí)非常大,大到難以想象。比如行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),比如衛(wèi)星脫離太陽(yáng)系;有些運(yùn)動(dòng)過(guò)程是我們實(shí)際無(wú)法模擬的,比如慣性定律:不受外力作用,物體可以一直保持勻速直線運(yùn)動(dòng)……這些知識(shí)對(duì)高中生來(lái)說(shuō)都非常難以理解、難以接受,與實(shí)際生活差距很大,這時(shí)教師需要培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維,引導(dǎo)學(xué)生用理想化、近似化的抽象思維去理解。
(一)要想培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維,教師首先要告訴學(xué)生進(jìn)行抽象處理的原因、價(jià)值
例如,在研究飛機(jī)在空中的位置、距離地面的高度、飛行速度等問(wèn)題時(shí),我們需要用一個(gè)小點(diǎn)代替這個(gè)龐大的飛機(jī),因?yàn)轱w機(jī)是一個(gè)比較大的實(shí)物,上面有多個(gè)點(diǎn),如果不進(jìn)行近似處理,那么就無(wú)法描述飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),而且飛機(jī)的大小和性質(zhì)并不影響飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀況,因此進(jìn)行理想化簡(jiǎn)化不會(huì)影響其真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況,所以我們可以進(jìn)行抽象處理,這樣做會(huì)方便我們研究。教師要跟學(xué)生講解清楚抽象化處理、抽象思維的具體原因、處理方式以及意義。
(二)要想培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維,教師要給學(xué)生提供盡可能豐富的例子,引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)、內(nèi)化抽象處理問(wèn)題的方法及意義
思維的培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,教師需要在教學(xué)中不斷滲透這種思維,需要讓學(xué)生多接觸具體的例子,不斷體會(huì)抽象處理問(wèn)題的原則、方法,逐漸理解和內(nèi)化抽象思維。
例如,在學(xué)習(xí)宇宙中的天體作用時(shí),各天體是實(shí)心的球體,著名物理學(xué)家開(kāi)普勒通過(guò)測(cè)量、觀察的數(shù)據(jù)得出天體繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道呈橢圓形,但橢圓不利于我們研究各天體的軌道、運(yùn)行速度等問(wèn)題,在對(duì)真實(shí)情況影響不大的前提下我們把天體繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)抽象為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng);物理中常說(shuō)的光滑平面、光滑木板(不計(jì)摩擦力)等是理想化的處理,將最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力也是物理中近似化、抽象化處理問(wèn)題的典型案例,是物理學(xué)科所特有思維方式,讓學(xué)生在這些具體的例子中體會(huì)抽象思維的應(yīng)用方式。
四、在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生探究思維能力的方法
探究思維是解決物理問(wèn)題的重要思維方式,也是可以遷移應(yīng)用到其他學(xué)科的重要思維。探究思維可以幫助學(xué)生分析、探索、驗(yàn)證某種現(xiàn)象或某些理論,幫助學(xué)生理解事物的本質(zhì)。
(一)教師要鼓勵(lì)學(xué)生探究、引導(dǎo)學(xué)生探究
探究既是一種思維,也是一種能力。教師在物理課堂教學(xué)中要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行探究,要注意培養(yǎng)學(xué)生的探究思維。
探究通常具有以下模式:提出(發(fā)現(xiàn))問(wèn)題—做出假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—進(jìn)行驗(yàn)證—搜集證據(jù)—數(shù)據(jù)分析—得出結(jié)論—表達(dá)交流,這是探究的基本流程,教師要先帶領(lǐng)學(xué)生體會(huì)探究的過(guò)程,梳理探究的具體流程,鼓勵(lì)學(xué)生多參與課堂探究活動(dòng)。例如探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系、探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系等。
教師的鼓勵(lì)是學(xué)生參與探究活動(dòng)的動(dòng)力,教師的指導(dǎo)可以增添學(xué)生探究的信心和積極性,讓學(xué)生積極主動(dòng)、自愿自覺(jué)地參與探究活動(dòng)。
(二)為學(xué)生創(chuàng)造進(jìn)行探究活動(dòng)的材料、環(huán)境,確保每位學(xué)生都參與探究活動(dòng)
首先每次進(jìn)行探究活動(dòng)之前,教師要進(jìn)行周全的準(zhǔn)備工作,將實(shí)驗(yàn)所需的材料都準(zhǔn)備好,避免課堂探究活動(dòng)手忙腳亂、浪費(fèi)課堂時(shí)間;其次教師要營(yíng)造探究的氛圍,先帶領(lǐng)學(xué)生找到明確的問(wèn)題,設(shè)計(jì)好探究的思路,再有條不紊地展開(kāi)探究活動(dòng);最后教師要做好宏觀調(diào)控,確保所有的學(xué)生都參與到探究活動(dòng)中,確保小組成員相互配合、互幫互助,共同完成探究活動(dòng)。
在充足的準(zhǔn)備下、在教師的有效調(diào)控下,學(xué)生才能體驗(yàn)一個(gè)順利的、高效的探究過(guò)程,才能收獲滿滿,才能喜歡上探究活動(dòng),進(jìn)而形成探究思維。
綜上所述,在高中物理教學(xué)中教師要注意運(yùn)用多種方法培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維、形象思維、探究思維、發(fā)散性思維,讓高中生具備先進(jìn)的、科學(xué)的、實(shí)用的邏輯思維,這是物理學(xué)科發(fā)展的需要、是學(xué)生長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的要求,也是當(dāng)前教育需要承擔(dān)的重任。
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作者簡(jiǎn)介:陳立端,男,福建省建寧縣人,學(xué)歷:大學(xué)本科,職稱:中學(xué)物理一級(jí),建寧縣第一中學(xué)教師,研究方向:高中物理教學(xué)。
編輯 段麗君