物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的探索

◆徐春蕊

(黑龍江省大慶市第一中學(xué))

物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的探索

◆徐春蕊

(黑龍江省大慶市第一中學(xué))

培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，對(duì)于物理這門學(xué)科來(lái)說(shuō)，主要是培養(yǎng)學(xué)生分析與綜合、抽象與概括、推理和想象的能力。學(xué)生的這些能力是在一定素質(zhì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)他們所受的教育和所從事的實(shí)踐活動(dòng)而形成和發(fā)展起來(lái)的。學(xué)生的素質(zhì)有差別，這對(duì)他們能力的發(fā)展有影響。但是，一般來(lái)說(shuō)，這種差別并不很大，決定能力發(fā)展的是他們所受的教育和他們所參加的實(shí)踐活動(dòng)。因此，在物理教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)把講授物理知識(shí)及其運(yùn)用和發(fā)展學(xué)生的思維能力結(jié)合起來(lái)。

物理教學(xué) 思維能力 學(xué)生

培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，對(duì)于物理這門學(xué)科來(lái)說(shuō)，主要是培養(yǎng)學(xué)生分析與綜合、抽象與概括、推理和想象的能力。學(xué)生的這些能力是在一定素質(zhì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)他們所受的教育和所從事的實(shí)踐活動(dòng)而形成和發(fā)展起來(lái)的。學(xué)生的素質(zhì)有差別，這對(duì)他們能力的發(fā)展有影響。但是，一般來(lái)說(shuō)，這種差別并不很大，決定能力發(fā)展的是他們所受的教育和他們所參加的實(shí)踐活動(dòng)。因此，在物理教學(xué)過(guò)程中，就應(yīng)把講授物理知識(shí)及其運(yùn)用和發(fā)展學(xué)生的思維能力結(jié)合起來(lái)。

學(xué)生的認(rèn)識(shí)過(guò)程，一般地應(yīng)該符合“從生動(dòng)地直觀到抽象的思維”這一認(rèn)識(shí)過(guò)程，所不同的是，學(xué)生的這一認(rèn)識(shí)過(guò)程是在教師指導(dǎo)下進(jìn)行的。這里，教師的主導(dǎo)作用就是幫助學(xué)生完成這一能動(dòng)過(guò)程的飛躍，即不僅在于把結(jié)論告訴學(xué)生，更重要的是啟發(fā)學(xué)生正確思考，讓他們自己得出結(jié)論。

物理學(xué)中的一些物理量，如“比重”“比熱”“電阻”“電場(chǎng)強(qiáng)度”“電勢(shì)”“電容”“電動(dòng)勢(shì)”“磁感應(yīng)強(qiáng)度”等，我們都是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)分析、比較、綜合、概括來(lái)揭示這些概念的物理本質(zhì)的，使學(xué)生知道在這些物理量研究中是怎樣進(jìn)行抽象思維的，而不是簡(jiǎn)單地生硬地講出這些物理量的意義。學(xué)生一旦形成了這種能力，既易于理解物理概念所說(shuō)明的物理本質(zhì)，又易于順利地學(xué)習(xí)新知識(shí)。如我們?cè)诔踔兄v“導(dǎo)體的電阻”時(shí)，首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生知道下述事實(shí):對(duì)同一導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，無(wú)論電壓和電流怎樣改變，電壓與電流的比值總是一個(gè)常數(shù);換用另一個(gè)導(dǎo)體，電壓與電流的比值也是一個(gè)常數(shù)，只是這兩個(gè)常數(shù)的大小不同。然后，讓學(xué)生思考這個(gè)常數(shù)與電壓、電流、導(dǎo)體哪個(gè)因素有關(guān)?學(xué)生討論之后，明確了這個(gè)常數(shù)與電壓、電流無(wú)關(guān)，只與導(dǎo)體本身有關(guān)。進(jìn)而，讓學(xué)生思考這個(gè)常數(shù)說(shuō)明了導(dǎo)體的什么性質(zhì)，并通過(guò)讓學(xué)生分析當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)體的兩端電壓相同而電流強(qiáng)度不同的事實(shí)，讓他們總結(jié)這個(gè)常數(shù)表明了導(dǎo)體阻礙電流作用的性質(zhì)。這樣，既揭示了電阻的物理本質(zhì)意義，又培養(yǎng)了學(xué)生研究物理量的抽象思維能力。這種能力一旦形成，無(wú)疑地會(huì)順利地掌握“電場(chǎng)強(qiáng)度”“電勢(shì)”“電容”等抽象的物理概念。

物理學(xué)是人們?cè)谏a(chǎn)生活、科學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立和發(fā)展起來(lái)的，反過(guò)來(lái)又推動(dòng)著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。它的發(fā)展過(guò)程，是人們認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界矛盾運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。因此，在物理教學(xué)過(guò)程中，適當(dāng)講些物理學(xué)史，講些物理概念、規(guī)律的建立、發(fā)展和驗(yàn)證的歷史，對(duì)于學(xué)生理解和掌握知識(shí)，學(xué)習(xí)前人嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和思考問(wèn)題、研究問(wèn)題的方法，都是有益的。

物理學(xué)中的一些理論，特別是微觀世界的理論，在中學(xué)階段并不是都能在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立的。如在物理學(xué)的發(fā)展上起著重要作用的物理模型——分子運(yùn)動(dòng)論模型、原子模型、原子核模型。為了發(fā)展學(xué)生的思維能力，特別是合乎規(guī)律的想象能力，我們就結(jié)合介紹物理學(xué)的發(fā)展史，講述這些物理理論。如在講述“原子的結(jié)構(gòu)”時(shí)，介紹了19世紀(jì)末，人們從陰極射線的發(fā)現(xiàn)，到電子荷質(zhì)比的測(cè)定，知道了電子是各種元素(原子)所共有，從而確定了原子是由電子和帶正電部分所組成。但是，到底是怎樣組成的，人們并不知道。到了20世紀(jì)初，湯姆遜提出了原子的“西瓜”模型，即原子中的帶正電部分好象西瓜瓢，而電子好象西瓜子那樣的模型。這種假想模型是否正確，還需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。盧瑟福發(fā)現(xiàn)了a粒子的散射實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的理論分析，否定了湯姆遜模型，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論。我們?cè)敿?xì)講述了盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置、實(shí)驗(yàn)的方法和所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，組織學(xué)生運(yùn)用已學(xué)過(guò)的庫(kù)倫定律知識(shí)進(jìn)行討論:a粒子通過(guò)薄金片時(shí)為什么會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)?為什么發(fā)生大偏轉(zhuǎn)角度的a粒子極少?引導(dǎo)學(xué)生自己經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析，抽象出原子的核式結(jié)構(gòu)理論。這樣，把講述物理學(xué)史和講授物理理論有機(jī)地結(jié)合起來(lái);把介紹物理學(xué)家研究問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方法、思考方法和培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，特別是合乎規(guī)律的想象能力，有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，這樣，學(xué)生就聚精會(huì)神，認(rèn)真聽講，積極思考。

物理概念和規(guī)律雖然一般是建立在物理實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)之上的，但是，人們還常常運(yùn)用已知的結(jié)論，去探索新的、具體的或更為概括的物理理論，這在物理學(xué)的發(fā)展史上是屢見不鮮的。在物理教學(xué)中，我們注意已學(xué)知識(shí)的擴(kuò)大和加深，用已學(xué)知識(shí)來(lái)講授新知識(shí)，發(fā)展與培養(yǎng)學(xué)生的推理能力和合乎規(guī)律的想象能力。

學(xué)生理解和掌握了電磁感應(yīng)的一般規(guī)律——法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律之后，為了培養(yǎng)他們的推理能力和想象能力，在講授自感現(xiàn)象時(shí)，沒(méi)有按教材上那樣先做實(shí)驗(yàn)后講述，而是引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用電磁感應(yīng)的一般規(guī)律去分析研究繞有鐵芯的線圈在通電或斷電時(shí)會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生?線圈產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)是什么方向?感生電動(dòng)勢(shì)的大小與什么有關(guān)?使他們通過(guò)思考，想象出線圈中產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象即自感現(xiàn)象;運(yùn)用楞次定律推出自感電動(dòng)勢(shì)的方向與電流增、減的關(guān)系;運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律，推導(dǎo)出，從而得出的公式。

又如，麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩個(gè)要點(diǎn)，很抽象、難懂。如果只按照教材簡(jiǎn)單、生硬地介紹，學(xué)生難于理解。我們運(yùn)用學(xué)生已掌握的“電場(chǎng)”“磁場(chǎng)”“電磁感應(yīng)”知識(shí)，講述電磁場(chǎng)的理論要點(diǎn)。在學(xué)生復(fù)習(xí)了穿過(guò)某一回路中的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，回路中便產(chǎn)生感應(yīng)電流和導(dǎo)體中產(chǎn)生電流時(shí)導(dǎo)體中存在電場(chǎng)之后，使他們推知當(dāng)回路中磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，回路中便產(chǎn)生電場(chǎng)。進(jìn)而讓學(xué)生思考:若把導(dǎo)線抽走，當(dāng)某處空間磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，其周圍空間是否還存在電場(chǎng)?使學(xué)生能夠想象并且得出:“任何磁場(chǎng)的改變，都要在它的周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)”的結(jié)論。接著，在學(xué)習(xí)了電流周圍存在磁場(chǎng)，而電流的產(chǎn)生是由于存在電場(chǎng)之后，讓學(xué)生思考產(chǎn)生穩(wěn)恒電流的電場(chǎng)是否穩(wěn)恒?使他們知道產(chǎn)生穩(wěn)恒電流的電場(chǎng)是均勻變化的。進(jìn)而讓學(xué)生思考:若將導(dǎo)線取走，當(dāng)某個(gè)空間存在的電場(chǎng)改變時(shí)，其周圍空間有無(wú)磁場(chǎng)產(chǎn)生，使他們想象出其周圍空間也產(chǎn)生磁場(chǎng)。從而抽象出:“任何電場(chǎng)的改變，都在它的周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)”的結(jié)論。這樣，使學(xué)生已掌握的電磁感應(yīng)等知識(shí)得以深化。

運(yùn)用推理的方法講授物理知識(shí)，在高中階段非常重要，它以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和升華，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。