形象思維讓物理課堂更精彩

李強(qiáng)

教育家陶行知先生在《創(chuàng)造宣言》中說(shuō)過(guò)：“處處是想象創(chuàng)造之地，天天是想象創(chuàng)造之時(shí)，人人是想象創(chuàng)造之人，兒童是新時(shí)代的創(chuàng)造者，要解放兒童的想象創(chuàng)造力?！薄敖逃荒軇?chuàng)造什么，但它能啟發(fā)釋放兒童創(chuàng)造力以從事于創(chuàng)造之工作?！睈?ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“想象力比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動(dòng)著進(jìn)步，并且是知識(shí)進(jìn)化的源泉。想象力是科學(xué)研究的實(shí)在因素。”在物理教學(xué)中，想要讓學(xué)生喜歡物理，學(xué)好物理，就要重視科學(xué)研究方法的研究和實(shí)踐，要重視思維方法的研究和實(shí)踐，要積極鼓勵(lì)學(xué)生在研究和解決問(wèn)題時(shí)，展開(kāi)想象，開(kāi)拓思路，不落俗套，充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，發(fā)展自己的思維能力。

想要促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展就要遵循學(xué)生思維發(fā)展的規(guī)律。思維，是人腦對(duì)客觀事物的一種概括的、間接的反映，是客觀事物的本質(zhì)和規(guī)律的反映。根據(jù)思維材料的不同我們可以把學(xué)生的物理思維分成物理形象思維和物理抽象思維兩種，在學(xué)生對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)過(guò)程中形象思維總是早于抽象思維，根據(jù)初中學(xué)生身心發(fā)展的特點(diǎn)，他們正好處于形象思維高級(jí)階段的形成和抽象思維逐步發(fā)展時(shí)期。初中學(xué)生的思維特點(diǎn)決定了發(fā)展學(xué)生的高級(jí)形象思維在初中物理教學(xué)中有著極其重要的作用。

形象思維是在對(duì)形象信息傳遞的客觀形象體系進(jìn)行感受、儲(chǔ)存的基礎(chǔ)上，結(jié)合主觀的科學(xué)判斷，并用一定的形式、手段和工具創(chuàng)造和描述形象的一種基本的思維形式。形象思維在科學(xué)認(rèn)識(shí)中，對(duì)新概念的提出、理論問(wèn)題的詮釋和對(duì)物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)觸發(fā)，都起著極為重要的作用。初中物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，強(qiáng)調(diào)從生活走進(jìn)物理，從物理走向社會(huì)，學(xué)科的特點(diǎn)決定了在物理教學(xué)中，更是離不開(kāi)想象，離不開(kāi)形象思維。

一、利用直觀形象思維，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律的理解和掌握

在初中物理中，學(xué)生對(duì)某些物理概念或規(guī)律的理解會(huì)感覺(jué)很困難，只能根據(jù)教材中的敘述，勉強(qiáng)結(jié)合教師的講授，似懂非懂地進(jìn)行記憶，等到應(yīng)用這些物理概念和規(guī)律來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，就很難把握其本質(zhì)，經(jīng)常只能跟著感覺(jué)走，結(jié)果當(dāng)然可想而知了。如果教師能引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)日常熟悉的現(xiàn)象去形象地描述它或進(jìn)行物理情景的聯(lián)想，建立直觀的形象思維，往往能收到很好的效果。

例如：在進(jìn)行“串聯(lián)電路電壓分配和電阻關(guān)系”的講解時(shí)，筆者讓同學(xué)們把電源電壓U想象成是兩個(gè)強(qiáng)盜R1R2一起搶來(lái)的一批財(cái)寶，分壓過(guò)程想象成兩人在分贓，電阻的大小想象成他們武力的大小，然后讓學(xué)生自己思考他們?cè)趺捶众E。如果一個(gè)強(qiáng)盜因?yàn)槟撤N原因武力增大或減小（電阻大小發(fā)生變化），他們的贓物分配又會(huì)發(fā)生什么變化。學(xué)生像是在經(jīng)歷一個(gè)奇幻故事一樣完成了對(duì)“串聯(lián)電路電壓分配和電阻關(guān)系”的理解和掌握，變化過(guò)程一目了然，而且對(duì)后面滑動(dòng)變阻器在電路中引起的變化也能輕松地理解和掌握。

二、運(yùn)用邏輯形象思維，激活學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

物理實(shí)驗(yàn)是發(fā)展和展示學(xué)生能力得天獨(dú)厚的舞臺(tái)。隨著新課程改革的實(shí)施，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理教學(xué)中的地位日益凸顯，已經(jīng)成為如今物理課堂教學(xué)必不可少的重要組成部分。新課改注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)歷→提出問(wèn)題→猜想與假設(shè)→制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)→分析與驗(yàn)證→評(píng)估→交流與合作等環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)提出了更高的能力要求。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中充分利用學(xué)生豐富的想象力，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生進(jìn)行形象思維的教學(xué)情境，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，展開(kāi)符合邏輯的想象，能更好地激活學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，促進(jìn)學(xué)生整體實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>

例如在摩擦力的影響因素實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，摩擦力是初中物理力學(xué)中較難理解掌握的一種力，在猜想摩擦力的影響因素時(shí)，學(xué)生不太容易根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行猜想，往往是天馬行空，沒(méi)有根據(jù)的瞎猜。這時(shí)教師可以引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)想象，把兩個(gè)物體的接觸面進(jìn)行放大，將兩個(gè)看起來(lái)光滑的表面想象成凹凸不平、犬牙交錯(cuò)的接觸面，在此基礎(chǔ)上來(lái)思考怎樣使它們不容易相對(duì)滑動(dòng)。學(xué)生的形象思維被激發(fā)，猜想更具有目的性。

三、拓展演繹形象思維，提升學(xué)生應(yīng)用物理規(guī)律解決物理問(wèn)題的能力

“所謂致知在格物者，言欲致吾之知，在即物而窮其理也。”這段話很好地?cái)⑹隽藢W(xué)習(xí)物理的過(guò)程—格物致知。怎樣學(xué)好物理，怎樣應(yīng)用物理規(guī)律解決物理問(wèn)題，重要的是要學(xué)會(huì)物理研究和思維的方法。

在應(yīng)用物理規(guī)律解決物理問(wèn)題的過(guò)程中，利用形象思維建立物理模型是相當(dāng)重要的一種手段。面對(duì)復(fù)雜多變的自然界，人們著手研究時(shí)，總是遵循這樣一條重要的方法論原則，即忽略次要因素，抓住主要矛盾，或從簡(jiǎn)到繁，由易到難，循序漸進(jìn)，逐次深入。物理模型是在客觀原型的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化和純化而演繹出來(lái)的一種客觀實(shí)體，它忽略了原型的次要因素，突出了原型的主要因素，摒棄了次要矛盾，突出了主要矛盾。物理中很多復(fù)雜的問(wèn)題可以利用演繹形象思維把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化、模型化，從而幫助學(xué)生理清思路，抓住問(wèn)題關(guān)鍵，利用常規(guī)方法進(jìn)行組合，進(jìn)而解決問(wèn)題。

例如，2012年無(wú)錫物理中考最后一題第三小題：有一種環(huán)保汽車，以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源。此環(huán)保汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)，蓄電池為車上的電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為汽車提供動(dòng)力。如果改用太陽(yáng)能電池給車上的電動(dòng)機(jī)供電，其他條件不變，求所需的太陽(yáng)能電池板的最小面積。已知太陽(yáng)輻射的總功率為4×1026W，太陽(yáng)到地球的距離為1.5×1011m，半徑為r的球其表面積為4πr2。太陽(yáng)光傳播到地面的過(guò)程中，設(shè)有29.35%的能量損耗。該車所用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為15%。

很多同學(xué)在解答此題時(shí)感到無(wú)從下手，最后只能無(wú)奈放棄。其實(shí)我們可以展開(kāi)想象，把太陽(yáng)向外輻射的能量想象成一個(gè)不斷擴(kuò)散的球體，地球不過(guò)是在這個(gè)超級(jí)球體某個(gè)位置上吸收能量的小斑點(diǎn)而已。相對(duì)于1.5×1011m半徑的一個(gè)超級(jí)大球，完全可以忽略地球的大小、形狀、地形等因素，把4×1026W的總功率分?jǐn)偟角蛎嫔?，就可以算出每平方米面積上得到的太陽(yáng)輻射功率P0了。再由題中條件，15%P0S板=P電，據(jù)此就能求出所需的太陽(yáng)能電池板的最小面積了。

想象不是憑空產(chǎn)生，也不是隨意捏造的，它是形象思維的高級(jí)形式，它是在社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)中產(chǎn)生和發(fā)展的，是以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)為基礎(chǔ)的。學(xué)生要想學(xué)好物理，就需要學(xué)會(huì)觀察、學(xué)會(huì)思考、學(xué)會(huì)想象，教師要在實(shí)際的物理教學(xué)中，給學(xué)生插上想象的翅膀，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的形象思維，帶領(lǐng)學(xué)生翱翔于物理的無(wú)限領(lǐng)域。學(xué)生的想象力無(wú)限，那么他們的創(chuàng)造力也會(huì)無(wú)限。