例談漸變思維在物理教學(xué)中的滲透

顧惠君

【摘 要】事物的發(fā)展都將經(jīng)歷量變到質(zhì)變的過(guò)程，這也是物理現(xiàn)象的普遍規(guī)律，所謂的“量變”對(duì)應(yīng)的就是一個(gè)漸變的過(guò)程，學(xué)生利用漸變的思維來(lái)分析物理過(guò)程，有助于他們探究物理規(guī)律，處理物理問(wèn)題，教師在教學(xué)中要注意漸變思維在教學(xué)中的滲透，從而提升學(xué)生的思維品質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】初中物理；漸變思維；教學(xué)舉例

初中物理教學(xué)要關(guān)注學(xué)生思維方法和物理思維的培養(yǎng)，下面就以“漸變”思維為例，介紹一下筆者在教學(xué)中的思考和體會(huì)。

一、漸變和突變

要將某種科學(xué)思維滲透到教學(xué)中，教師首先要明確這種思維在物理研究中有著怎樣的體現(xiàn)，能夠發(fā)揮怎樣的作用。漸變和突變是物理現(xiàn)象發(fā)展的兩個(gè)基本形式，前者體現(xiàn)為變化的連續(xù)性，比如人體身高的增長(zhǎng)情況、氣候溫度的調(diào)整、時(shí)間的推移等等，后者則體現(xiàn)出不連續(xù)的特點(diǎn)，比如不同原子質(zhì)量的大小、原子能級(jí)的分立、粒子帶電量的變化。

一般來(lái)講，漸變和突變應(yīng)該是兩條永不相交的平行線，是各不相容的變化情形，其實(shí)二者卻存在著相互辯證的關(guān)系。我們可以嘗試分析以下問(wèn)題：我們將一桶水向另外一個(gè)空桶中不斷傾倒，該過(guò)程中的水流是不發(fā)生間斷的，我們可以確認(rèn)原本的那只空桶儲(chǔ)水量在不斷增加，但是其質(zhì)量是在連續(xù)增加嗎？

你可能會(huì)給出兩個(gè)截然矛盾的答案：（1） 質(zhì)量在連續(xù)變化，因?yàn)樗魇欠€(wěn)定而連續(xù)的，因此當(dāng)水桶中水量在增加時(shí)，自然有結(jié)論：質(zhì)量連續(xù)增大；（2）質(zhì)量的變化不連續(xù)，因?yàn)樗怯煞肿咏M成的，即便水分子一個(gè)個(gè)地倒進(jìn)了桶里，桶里面水質(zhì)量的增大也是不連續(xù)的。

上述兩個(gè)貌似矛盾的答案其實(shí)有著統(tǒng)一性：在微觀世界中，微觀粒子的小份額變動(dòng)是不能忽略的；但是當(dāng)微觀粒子的數(shù)量增大到一個(gè)較大的數(shù)量級(jí)時(shí)，微觀問(wèn)題也就變成了宏觀問(wèn)題，這時(shí)一個(gè)粒子的變化，或是成千上萬(wàn)粒子的變化都可以忽略不計(jì)，其所表現(xiàn)的宏觀特點(diǎn)就是連續(xù)的。

所以，在微觀世界中變化往往是不連續(xù)的，是量子化的，但是宏觀世界所涉及到的變化都是連續(xù)的。初中物理主要研究的是宏觀問(wèn)題，所涉及到的物理量也是以宏觀量為主，因此教師在教學(xué)過(guò)程中要滲透相關(guān)物理量變化規(guī)律中的“漸變”思維，由此訓(xùn)練學(xué)生相應(yīng)的科學(xué)方法和處理思想。

二、對(duì)“漸變”思維進(jìn)行滲透教學(xué)的舉例

1.“漸變”思維在凸透鏡成像規(guī)律探索中的應(yīng)用

探究凸透鏡的成像規(guī)律是初中物理的一大難點(diǎn)，這一塊內(nèi)容的探究性本身就很強(qiáng)，我們也是強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生在科學(xué)探究中體驗(yàn)規(guī)律的形成過(guò)程，以期提升學(xué)生對(duì)規(guī)律的理解，但是很多學(xué)生往往是管中窺豹，其認(rèn)識(shí)很難實(shí)現(xiàn)融會(huì)貫通，以致于在演示過(guò)程中，他們覺(jué)得相關(guān)規(guī)律一目了然，但是回頭在處理問(wèn)題時(shí)卻又全都發(fā)生遺忘。于是筆者將實(shí)驗(yàn)和圖象進(jìn)行結(jié)合，以漸變的思維來(lái)幫助學(xué)生搭建規(guī)律：當(dāng)物體從無(wú)窮遠(yuǎn)處向著透鏡逐漸靠攏時(shí)，其成像將越來(lái)越大，而且成像位置也越來(lái)越遠(yuǎn)。

當(dāng)物體到達(dá)焦點(diǎn)處時(shí)，則所成像就達(dá)到無(wú)窮大，成像也將出現(xiàn)在無(wú)窮遠(yuǎn)處，實(shí)際上這時(shí)就看不到像了；當(dāng)物體在焦點(diǎn)以?xún)?nèi)朝著焦點(diǎn)逐漸靠攏時(shí)，虛像也就越來(lái)越大，而且成像位置也將越來(lái)越遠(yuǎn)，到焦點(diǎn)處時(shí)的結(jié)論與之前的連續(xù)變化吻合。如此這般，物距不同時(shí)的成像特點(diǎn)就像一個(gè)電影片斷以漸變的形式呈現(xiàn)在學(xué)生的腦海中，這樣的處理將學(xué)生原本瑣碎的知識(shí)拼湊起來(lái)，使得整個(gè)畫(huà)面更加連貫和諧。

為了增強(qiáng)漸變思維的教學(xué)效果，我們也可以通過(guò)課件的形式將這一場(chǎng)景動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，讓學(xué)生形成一種身臨其境的感覺(jué)，從而將生澀而枯燥的成像規(guī)律以生動(dòng)而活動(dòng)的影像呈現(xiàn)在學(xué)生的記憶中，這就是漸變思維生動(dòng)性的體現(xiàn)。

2.“漸變”思維在過(guò)程分析中的應(yīng)用

漸變也就是哲學(xué)層面的量變，當(dāng)漸變達(dá)到一定程度時(shí)，就必然引起質(zhì)變，這反映在物理過(guò)程中也就體現(xiàn)為突變。突變因?yàn)槠洫?dú)特的地位而容易為學(xué)生所識(shí)別并加以掌握，所以在研究問(wèn)題時(shí)，我們可以指導(dǎo)學(xué)生以突變?yōu)榱⒆泓c(diǎn)，從而讓學(xué)生進(jìn)一步探求事物演變的過(guò)程，也就是漸變過(guò)程。

如圖1所示，將滑動(dòng)變阻器的滑片由最左端滑到最右端時(shí)A、B兩點(diǎn)之間的總電阻將怎樣變化？

要采用漸變思維來(lái)處理這一問(wèn)題，首先就要找到最為特殊的那個(gè)位置：當(dāng)滑片位于滑動(dòng)變阻器的最左側(cè)或最右側(cè)時(shí)，其總電阻為0；當(dāng)滑片位于中段時(shí)，其電阻不為0。我們?cè)俾?lián)系漸變思維的一項(xiàng)基本認(rèn)識(shí)——發(fā)展和變化都應(yīng)該是連續(xù)的，由此不難得到結(jié)論：滑動(dòng)變阻器在移動(dòng)滑片的過(guò)程中，電阻先變大后變小。

初中生的思維普遍有這樣的特點(diǎn)：依賴(lài)形象思維，抽象能力尚有不足，思維體系性和嚴(yán)密性尚有欠缺。在物理教學(xué)中我們也發(fā)現(xiàn)，如果讓學(xué)生用一個(gè)復(fù)雜的理論或抽象的概念來(lái)研究和分析物理問(wèn)題，他們會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重不適應(yīng)的感覺(jué)。而漸變思維的感性體驗(yàn)與學(xué)生粗糙的思維特質(zhì)實(shí)現(xiàn)吻合，從而顯示出較強(qiáng)的親和力。教學(xué)實(shí)踐表明，這種親和力將主宰學(xué)生整個(gè)初中階段的物理思維發(fā)展過(guò)程，所以我們?cè)诮虒W(xué)中積極滲透這一思維特點(diǎn)有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

物理探究的任務(wù)就是揭示事物背后的一般化規(guī)律，而漸變作為物理現(xiàn)象最為普遍的變化形式，更應(yīng)該能夠?yàn)閷W(xué)生的研究和討論提供思維上的啟發(fā)。例如電阻大小與導(dǎo)體長(zhǎng)度之間的關(guān)系、液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系等等，教師在類(lèi)似的問(wèn)題探究過(guò)程中，要引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)漸變思維在其中的應(yīng)用。

當(dāng)然，教師還必須讓學(xué)生明確漸變作為宏觀事物變化的基本寫(xiě)照，是對(duì)相關(guān)變化的定性描述，所以在具體性和精確性等方面上存在一定的局限。但是隨著學(xué)生認(rèn)知的不斷發(fā)展，學(xué)生定量處理的方法將更加?jì)故?，他們也將更能體會(huì)出漸變思維使用的注意點(diǎn)。所以，教師在教學(xué)中應(yīng)該將定量和定性結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生更加準(zhǔn)確而又全面地掌握漸變的規(guī)律。

【參考文獻(xiàn)】

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