初中物理思維能力的培養(yǎng)

創(chuàng)新是不斷進(jìn)步的靈魂。江澤民總書記在考察北京大學(xué)時強(qiáng)調(diào)指出："如果不能創(chuàng)新，不創(chuàng)新，一個民族就難以發(fā)展起來，難以屹立于世界民族之林。創(chuàng)新，很根本的一條就是靠教育，靠人才。"這一論斷揭示了人類進(jìn)步和發(fā)展的本質(zhì)，指出了時代發(fā)展對培養(yǎng)人才的創(chuàng)新素質(zhì)的呼喚。強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識僅僅是創(chuàng)新素質(zhì)的起點(diǎn)，創(chuàng)造思維才是創(chuàng)新素質(zhì)的"內(nèi)核"。物理教學(xué)恰恰應(yīng)該而且完全能夠在培養(yǎng)人才的創(chuàng)新素質(zhì)方面發(fā)揮它應(yīng)有的作用：培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)造思維、創(chuàng)新能力。就物理課堂教學(xué)中思維能力的漸進(jìn)培養(yǎng)談幾點(diǎn)粗淺的體會。
一、 活化概念，培養(yǎng)抽象思維能力。
物理學(xué)中有許多概念比較抽象，學(xué)生難以理解，只有死記，無法進(jìn)入創(chuàng)造思維情境。教學(xué)時，設(shè)置有趣的小實(shí)驗(yàn)和誘導(dǎo)性問題，如果將抽象的概念活化，使學(xué)生能形象直觀地"頓悟"概念的內(nèi)涵，把抽象的問題具體化。如，人們時刻跟大氣打交道，從來未感覺到大氣壓強(qiáng)。在講大氣壓強(qiáng)前增加一個小實(shí)驗(yàn)：將小試管插入盛滿水的大試管中，豎直倒懸于空中。當(dāng)學(xué)生看到小試管不斷進(jìn)入大試管時，會驚訝地發(fā)出疑問："為什么小試管不掉下來？"為鼓勵學(xué)生猜想，教師提出："是不是水把小試管吸進(jìn)去了？""是不是有一種什么力把小試管推進(jìn)去了？"當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)是空氣壓力"作怪"時，一種成功的喜悅頓時由心底溢于言表。但學(xué)生還會懷疑水的粘性，為此，演示在杯里水中加兩個彩色玻璃珠并在杯底鉆一小孔，用手指堵住小孔演示覆杯實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生看見水和珠子不會掉下來，當(dāng)手指移開小孔，水和水珠立即掉下來，這就排除了水的粘性起作用，大氣壓的概念自然而然地在學(xué)生頭腦中形成、扎根。
二、 穿插置疑，訓(xùn)練發(fā)散思維能力。
發(fā)散思維和收斂思維的訓(xùn)練是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的有效途徑。為培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，在講物理概念、規(guī)律之前，穿插置疑，促使學(xué)生廣泛地搜尋自己的記憶貯存，盡可能提起的信息項(xiàng)目來尋求答案。如，用實(shí)驗(yàn)方法研究電流、電壓、電阻之間的關(guān)系時，首先提出：要研究三個物理量之間的變化，怎么辦？可否設(shè)想使其中的一個量保持不變，研究其余兩個量間的變化關(guān)系；將三個量之間的變化轉(zhuǎn)化成二個量之間的變化，再使另外一個量保持不變，研究剩下的兩個量間的變化關(guān)系，然后通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果歸納得出三個量之間的變化關(guān)系。最后介紹德國物理學(xué)家用實(shí)驗(yàn)的方法得出結(jié)論相比較完全一樣，學(xué)生為自己做的實(shí)驗(yàn)感到成功喜悅，更為自己學(xué)到了物理學(xué)家做實(shí)驗(yàn)喝彩。
三、 顛倒時空，發(fā)展逆向思維能力。
逆向思維就是倒過來想問題，也就是把思維順序逆轉(zhuǎn)過來，顛倒時間和空間順序，把始態(tài)與終態(tài)、條件與目標(biāo)、原因與結(jié)果沿著相反思路思考問題。物理學(xué)中有很多問題，運(yùn)用逆向思維，從問題的反面思考而得出結(jié)果。這也是研究物理過程和結(jié)論的科學(xué)思維方法。如，如何判斷靜摩擦力的方向？學(xué)生感到無從著手，對物體相對運(yùn)動趨勢難以"捉摸"。若引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行逆向思維：如果接觸面是光滑的，物體會向什么方向運(yùn)動？這個運(yùn)動方向與相對運(yùn)動趨勢方向關(guān)系如何？從而得到這個物體相對運(yùn)動方向就是物體在光滑接觸面上運(yùn)動的方向。又如，電流能產(chǎn)生磁場，磁場能不能產(chǎn)生電流？若能，應(yīng)具備什么條件？在這些問題的研究過程中，學(xué)生的逆向思維、猜想能力得到培養(yǎng)，有效地提高創(chuàng)造思維能力。
四、 超越常規(guī)，提高求異思維能力。
在物理學(xué)中，概念和規(guī)律都是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的。照常規(guī)進(jìn)行操作后，教師超越常規(guī)設(shè)疑啟思，使學(xué)生進(jìn)行求異思維，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維能力。如，在測定小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)學(xué)生已掌握常規(guī)測定方法后，為使學(xué)生知識"升華"，發(fā)展思維，設(shè)問置疑：某同學(xué)在測額定電壓為3.8伏的小燈泡的額定功率時，所用的電源電壓為6伏，他用一只最大量程為3伏的電壓表測出了結(jié)果。其實(shí)驗(yàn)方法和原理如何？在這個問題中設(shè)置了超越常規(guī)的條件：一是小燈泡上電壓達(dá)到3.8伏時，才能從電流表讀取額定電流求得結(jié)論，而電壓表又不可能超過量程使用；二是進(jìn)行求異思維，打破常規(guī)，變遷思維，聯(lián)想到串聯(lián)電壓特點(diǎn)，采用電壓表與變阻器并聯(lián)測量的方法，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，變阻器兩端的電壓只有2.2伏，可用最大量程是3伏的電壓表測量。這樣，使學(xué)生的思維生"慧眼"，透過重重"迷霧"洞察一切，學(xué)生的創(chuàng)造思維能力得到不斷提高和拓展。
五、 學(xué)會"互譯"，增強(qiáng)識圖思維能力。
在物理教學(xué)中，許多物理定律、公式及物理問題可用圖形來描述。采用圖形來描述物理問題常�？墒箚栴}簡化，貼近生產(chǎn)和生活實(shí)際，一旦找到圖形蘊(yùn)藏的深刻的物理規(guī)律之后便能茅塞頓開，使物理問題難度得到降冪處理，并且常常從圖形中找到有創(chuàng)意的解題思路。我們稱這種尋找圖形蘊(yùn)藏物理規(guī)律的思維過程為"識圖思維能力"。
對學(xué)生"識圖思維能力"的培養(yǎng)，也是一個漸進(jìn)過程。首先要對學(xué)生強(qiáng)化"互譯"訓(xùn)練，即把用文字描述的物理規(guī)律和定律去訓(xùn)練學(xué)生用圖形表示，反過來將反映物理規(guī)律和定律的圖形讓學(xué)生"翻譯"成文字描述形式。例如速度圖象、位移圖象等。如一輛汽車在合肥到南京的高速公路上行駛，汽車做勻速運(yùn)動前進(jìn)，速度為每小時90千米。問這輛汽車從距南京120千米的A處行駛到距南京40千米的B處，需要多少時間？這道題可畫成圖是一個速度表（指針在90千米/時），在同一直線上A處畫一汽車和距南京120千米路標(biāo)，在B處畫一距南京40千米的路標(biāo)，這就是滬科版初中物理第一冊圖7--16。反過來先出示圖7--16后，叫學(xué)生編一文字題也行�，F(xiàn)行的初中物理課文圖文并茂，滬科版初中物理課本第一、二冊共有圖694幅，如此之多的圖表述的物理情境十分豐富，培養(yǎng)學(xué)生識圖思維能力絕不可等閑視之。
六、 強(qiáng)化觀察，激活創(chuàng)新思維能力。
當(dāng)今，物理知識的應(yīng)用比比皆是，教師經(jīng)常要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識對觀察到的現(xiàn)象，盡力生疑、"挑刺"和深思，并為學(xué)生創(chuàng)造條件讓他們有效地把新思想變新創(chuàng)造，其中必定要有創(chuàng)新思維，創(chuàng)新思維能力極為重要。如，中學(xué)物理中幾何光學(xué)的作圖隱含了一個條件：物高既不等于零，又不能大于透鏡半徑。否則，需要用副軸、焦平面知識作圖，超出中學(xué)物理范圍。而不少資料題目都超出了這個條件，怎么辦？教學(xué)中首先強(qiáng)化觀察，在觀察過程中找出凸透鏡成像規(guī)律：一個方向、二個分界點(diǎn)、三個特殊點(diǎn)。凹透鏡成像規(guī)律：永遠(yuǎn)是成縮小的正立的虛像，像距小于物距。在此基礎(chǔ)上提出問題：如果把物體高度拉高到大于透鏡半徑，像如何變化？如果把物體高度壓縮成一點(diǎn)，在主軸上，像又如何變化？（像的高度變化，成像位置、倒正和虛實(shí)不變）如果把物體沿垂直主軸的直線自上而下運(yùn)動，縱向成像的變化規(guī)律如何？運(yùn)用透鏡成像的橫向和縱向成像規(guī)律進(jìn)行作圖時，我們可以將物高等于零的點(diǎn)撥高成小于透鏡半徑、物高大于透鏡半徑的物高壓縮成小于透鏡半徑的物高，按課本上作圖方法進(jìn)行作圖。教學(xué)結(jié)果，不應(yīng)用副軸、焦平面，將特殊光線作圖方法發(fā)展到非特殊光線作圖方法，激活了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。
世紀(jì)之交，時代需要，培養(yǎng)未來人的思維能力的歷史重任責(zé)無旁貸地落在我們每個教師的肩上。雖然思維能力的培養(yǎng)是一項(xiàng)復(fù)雜工程，絕非一朝一夕之功，要想使學(xué)生在校期間就能通過培養(yǎng)做出驚天動地的創(chuàng)造發(fā)明也是不現(xiàn)實(shí)的，但卻可堅(jiān)信，只要我們以高度責(zé)任感，持之以恒地重視探索培養(yǎng)，她必定會見效于學(xué)生未來的創(chuàng)造性工作、學(xué)習(xí)和生活之中。