淺談初中物理教學中思維策略的運用
張文
摘要:本本文根據初中生學習物理的思維特點,闡述了如何選擇和運用三種不同的思維策略去解決物理問題。
關鍵詞:物理教學;思維策略;選擇和運用
思維策略是指解決問題時所采取的總體思路,是帶有原則性的科學思維方法,是主體接觸問題或目標后的思維決策選擇。根據初中生學習物理的思維特點,選擇和運用不同的思維策略是探求解決物理問題的核心,是實現初中物理教學目標的關鍵。現結合本人多年的教學實踐,對初中物理教學中思維策略的選擇和運用進行一些粗淺的探析。
一、重視形象思維的功能,運用表象活動解決問題的思維策略
在初中物理學習中,學生的思維主要是形象思維,抽象的邏輯思維習慣尚未完全形成。所以,選擇通過表象這種形象思維的基本形式解決物理問題是符合初中生學習物理思維特點的。例如,在應用浮力和密度知識解答:“同一根密度計漂浮在甲乙兩種不同液體上時,根據密度計浸入液體中深淺程度不同判斷哪一種液體的密度大?”“同質量的實心鉛、銅、鋁、鐵球浸沒在水中時哪個受到的浮力大?”教學中若對解決問題的總體思路不加以引導,學生遇到上述問題后往往找不到恰當的方法,形不成正確的思路。教學中若能喚起學生模型表象或圖畫表象,呈現出同一密度計漂浮在甲、乙兩種不同液體中浸入一深一淺的模型及4個金屬球浸沒在水中的表象,進而運用表象進行推理和思維,問題的解決就會容易一些。對第一個問題應用二力平衡知識推理得出,密度計漂浮在甲、乙兩種不同液體中所受浮力都等于重力,再根據阿基米德原理式F浮=G排=ρ液·g·V排推理得到,F浮不變時,ρ液大的則V排小,密度計浸得淺些;ρ液小的則V排大,密度計浸得深些。對第二個問題應用密度公式ρ=m/V推理得出,質量相等的4個金屬球,密度ρ小的則體積V大,再根據阿基米德原理式得知,浸沒在同種液體中的不同物體。V排大的則F浮大,由于浸沒時V排=V物,所以,體積大的金屬球受到浮力大。學生可把解決上述問題的表象——“同個漂浮體,浸得淺的對應液體密度大;同質量的密度小的體積大,排開的液體多(浸沒時),所受浮力大。”熟練地記在自己的腦子里,用它解決諸如“輪船從河里開到海里所受浮力改變嗎?船是浮上來一些還是沉下去一些?”等問題就容易得多,也快得多。由此可見,具不具有相應的表象,能不能夠在表象之間進行相應的推理,對初中生解決物理問題至關重要。 二、滲透抽象思維方法,運用“分析、比較、抽象、概括”方式解決問題思維策略
教學中既要重視形象思維,重視表象的作用,又要不失時機,適時地向抽象思維過渡,重視學生思維的進一步發展。通過選擇運用“分析、比較、抽象、概括”等方式,滲透抽象思維方法,以創造條件讓學生思維達到抽象邏輯思維的高度。例如,對于電阻概念的教學, 可以通過學生探究,引導學生對實驗結果進行分析、綜合、抽象和概括,從而使學生掌握電阻概念的形成過程及實質。首先分析,對于同一導體,當V變化時,I也變化,但U/I不變,經過抽象得出該比值與電壓U和電流I無關;其次,經過分析和比較,發現對于不同的導體,U/I不同。在此基礎上進行抽象和概括,每一導體本身都存在一個U/I,不同導體U/I不同。因此,U/I是一個既與電壓U無關,又與電流I無關,而只與導體本身有關的一個物理量,它表征了導體本身的一個本質屬性。那么,它表征了導體什么屬性呢?繼續讓學生探索,當電壓U一定,U/I大時,電流小;當電壓U一定,U/I小時,電流大。可見,U/I反映了導體對電流的阻礙程度。我們定義R=U/I為導體的電阻。例如,電阻概念的教學,可以在實驗的基礎上著重講如何對實驗結果進行分析、比較、抽象、概括。運用分析、比較、抽象、概括等抽象思維方法解決物理問題的高度。
三、激發直覺思維形式,運用“立體思維”方式解決問題的思維策略
正確引導學生選擇運用“立體思維”方式研究概念或解決物理問題以激發學生的直覺思維并利用它來多方位理解體驗研究方法,對啟發思路,確定解決問題的方向和途徑是非常必要的。例如,在進行“電阻的并聯”教學時,一是從實驗角度,讓學生動手實驗,測出干路電源和兩端電壓,算出總電阻R并把它與R1、R2值比較。二是從理論角度利用并聯電路的特點結合歐姆定律推導出并聯總電阻與支路電阻的定性關系1/R=1/R1+1/R2。三是引導學生從電阻定律角度理解該部分知識;并聯電阻相當增加導體的橫截面積,因此電阻變小。這樣引導學生多方位理解、體驗研究方法對物理概念的理解和應用將起到較好的作用。引導學生逐步把研究R與R1、R2關系的三種不同思維程序和方法應用到解決物理問題上,也可利用公式1/R=1/R1+1/R2的關系解答,還可從電阻定律內容出發分析得出結果。學生可以在運用立體思維方式、多角度地審視同一物理問題的同時,依靠直覺選擇最佳的解答問題的途徑。
教學實踐證明,引導初中生側重運用上述三種基本的思維策略研究、解決物理問題,是符合學生思維特點的,也是遵循學生思維發展規律的。
[1]胡衛平.中學生物理抽象思維能力的培養[J].物理教師.2002.9