多維導(dǎo)引 突破初中物理學(xué)習(xí)思維力障礙

李 錦

（閩侯縣第四中學(xué)，福建 閩侯 350102）

作為科學(xué)教育的重要組成部分，初中物理是以提高全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程。這一階段，除了學(xué)習(xí)終身發(fā)展所必需的物理基礎(chǔ)知識(shí)和方法外，還要在分析和解決物理問題時(shí)運(yùn)用科學(xué)概念、原理、定律、公式等進(jìn)行推理和判斷，因此也正是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的大好階段。把握并利用好這個(gè)階段，不僅有利于幫助學(xué)生養(yǎng)成良好思維習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生求知欲望，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力，還有利于學(xué)生理解事物發(fā)展的客觀本質(zhì)，幫助學(xué)生做好知識(shí)遷移，進(jìn)而幫助學(xué)生深刻理解和認(rèn)識(shí)事物間的內(nèi)部聯(lián)系與客觀規(guī)律。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，突破學(xué)習(xí)思維力障礙，可以更好地將課本上所學(xué)到的感性材料內(nèi)化成為自身的理性認(rèn)識(shí)，對于自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)大有益處。

一、思路導(dǎo)引，培養(yǎng)學(xué)生思維能力的流暢性

新課程改革突出了學(xué)生的主體地位，但教師的主導(dǎo)地位也絕對不可否認(rèn)。當(dāng)然，教師的主導(dǎo)地位，不是統(tǒng)治課堂，而在于了解學(xué)生，滿足學(xué)生在成長關(guān)鍵階段對關(guān)愛和尊重的需要，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，形成積極向上的學(xué)習(xí)態(tài)度。但在教學(xué)中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)學(xué)生好學(xué)樂學(xué)，可總是學(xué)不會(huì)，總是找不到問題的切入點(diǎn)，其原因在于思路混亂。思路是思考的條理脈絡(luò)，如果思考問題時(shí)脈絡(luò)不清晰，大腦里就不會(huì)有清晰的思維和邏輯，就很難形成有效的解決問題的方式方法。根據(jù)心理學(xué)家皮亞杰的“認(rèn)知發(fā)展階段理論”，初中階段的學(xué)生正處于由具體思維向抽象邏輯思維過渡的階段。這一階段，形象思維仍起重要作用。因此在教學(xué)中，要注重物理情境的創(chuàng)設(shè)，也要做好思路的導(dǎo)引，促進(jìn)學(xué)生積極思考，讓學(xué)生在情境中感悟物理，在思考中理清脈絡(luò)，構(gòu)建清晰的邏輯脈絡(luò)，從而訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生思維能力的流暢性。

如在“歐姆定律：探究影響電流大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)思路的導(dǎo)引不僅是教學(xué)的重要內(nèi)容，也是訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1.定義需要解決的問題：要研究什么？研究對象是誰？影響因素有哪些？

思路導(dǎo)引（1）：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄侩娏髋c電壓關(guān)系。

思路導(dǎo)引（2）：猜想（影響研究對象的因素可能有哪些？）

師：影響電流大小的可能因素有哪些？

生：電阻是導(dǎo)體對電流的阻礙作用；電源是提供電壓的裝置，電壓是形成電流的原因。因此影響電流大小的可能因素有：①電壓；②電阻。

2.構(gòu)建實(shí)驗(yàn)核心策略：用什么方法？如何整體規(guī)劃？

思路導(dǎo)引（3）：確定實(shí)驗(yàn)方法（要用哪些研究方法？）

師：當(dāng)某一物理量可能受到多個(gè)因素影響到時(shí)，應(yīng)采用什么物理研究方法？

生：控制變量法

思路導(dǎo)引（4）：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。

生：控制電阻一定，探究電流與電壓關(guān)系。

生：設(shè)計(jì)圖1電路，用電壓表測電壓，用電流表測電流。記錄電壓值和電流值，進(jìn)行分析。

3.提出改進(jìn)建議：制定的規(guī)劃合理嗎？如何優(yōu)化？

思路導(dǎo)引（5）：優(yōu)化實(shí)驗(yàn)計(jì)劃

師：圖1電路會(huì)有什么問題？如何完善電路？

生：只能測一組數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論存在偶然性。

改造：如圖2所示，再串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，改變電壓和電流，進(jìn)行多次測量，排除偶然因素的影響。

物理課程的價(jià)值，不僅在于科學(xué)認(rèn)知的培養(yǎng)，更在于使學(xué)生得到智慧的啟迪。物理學(xué)科不只是一種認(rèn)知成果，更是一個(gè)認(rèn)識(shí)過程，是一個(gè)由未知到已知、由不懂到懂的過程。因此，初中物理教學(xué)中，應(yīng)注重發(fā)揮學(xué)生的主體作用，在做好知識(shí)傳授的同時(shí)，務(wù)必加強(qiáng)探究思路的引導(dǎo)，注重科學(xué)的實(shí)踐和經(jīng)歷。教師的引導(dǎo)，關(guān)鍵在于定義探究問題，幫助學(xué)生構(gòu)建核心策略，對學(xué)生設(shè)計(jì)和規(guī)劃提出改進(jìn)建議，從而引導(dǎo)問題的解決，讓學(xué)生在思考、領(lǐng)悟、遷移和應(yīng)用過程的經(jīng)歷中，訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的思維尤其是邏輯思維。

二、問題導(dǎo)引，培養(yǎng)學(xué)生思維能力的聚焦性

要學(xué)習(xí)就必須學(xué)會(huì)思考，學(xué)思結(jié)合才能成為學(xué)習(xí)的主人。思維的起點(diǎn)在問題，但對于心理還未完全成熟的初中生，很多時(shí)候，教師提出了問題但學(xué)生尤其是中下水平的學(xué)生還是不想思考不愿探索，原因在于這些問題他們不感興趣。亞里士多德提出“思維往往自驚奇和疑問開始”的觀點(diǎn)，愛因斯坦更是認(rèn)為“提出問題比解決問題更重要”！因此，在初中物理教學(xué)中，教師不僅要善于提出問題，更要善于創(chuàng)設(shè)物理情境，結(jié)合情境設(shè)計(jì)一些有思維價(jià)值，能引發(fā)學(xué)生興趣、愿意深入思考的問題，刺激學(xué)生的好奇心和求知欲，點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，在教師引導(dǎo)下應(yīng)用邏輯思維思考問題，在探索中解決問題。

如在滬科版八年級(jí)物理《認(rèn)識(shí)浮力》教學(xué)時(shí)，教師可以結(jié)合情境創(chuàng)設(shè)如下問題：

1.在展示學(xué)生熟知的輪船、漁船等漂浮在水面的明顯利用浮力的事例來引出課題，接著拿出一個(gè)小鐵塊放入水中，在小鐵塊瞬間沉底后提出：“輪船漂浮在水面，受到水的浮力，那么在水中下沉的鐵塊有沒有受到浮力呢？”

2.在學(xué)生莫衷一是的猜想后提出：“有或沒有？物理學(xué)解決這類問題的辦法是……”通過學(xué)生的思維和記憶，將實(shí)驗(yàn)探究解決問題的方法再一次教給學(xué)生。

3.在建立浮力概念后提出：“該怎么探究下沉的鐵塊有沒有受到浮力？”

4.在觀察到彈簧測力計(jì)示數(shù)減小后提出：“彈簧測力計(jì)示數(shù)減小了，說明了什么？”如果這個(gè)問題讓學(xué)生感到困難，可以把小鐵塊從水中取出后接著提出：“現(xiàn)在這種情況下，有什么辦法讓彈簧測力計(jì)的示數(shù)減?。俊?/p>

又如，在滬科版八年級(jí)物理《動(dòng)能與勢能》教學(xué)中，由于學(xué)生對勢能比較陌生，因此問題的設(shè)計(jì)更需要注重與物理情境的創(chuàng)設(shè)相結(jié)合：（1）播放過去農(nóng)民喊著號(hào)子夯土的視頻，提出問題：大石塊從高處落下時(shí)，可以把松散的泥土夯實(shí)。為什么農(nóng)民要把大石塊高高掄起？（2）大石塊舉起的高度不同，夯土的效果也不同，這說明重力勢能有大小。那么重力勢能的大小跟哪些因素有關(guān)？（3）怎樣驗(yàn)證大家的猜想？怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？（4）同學(xué)們想到了用石塊，用鐵塊，教師想到的是大鐵釘。你們認(rèn)為有區(qū)別嗎？區(qū)別是什么？哪個(gè)效果可能更好？（5）實(shí)驗(yàn)演示：將一個(gè)大鐵釘和一個(gè)石塊分別從相同高度自由釋放，觀察二者落入沙子里的現(xiàn)象。（6）實(shí)驗(yàn)演示：將一個(gè)大鐵釘從不同高度自由釋放，觀察鐵釘落在沙子里的深淺情況；再將兩個(gè)大小不同的鐵釘從同一高度自由釋放，觀察鐵釘落在沙子中的深度。在歸納出重力勢能的影響因素后接著延伸拓展：（7）日光燈牢牢地安裝在教室頂部，它們有沒有重力勢能？能用什么方法證明呢？

興趣能激發(fā)求知欲，可以把學(xué)生引向?qū)W習(xí)，引向探索。結(jié)合生活生產(chǎn)的情境創(chuàng)設(shè)便在于激趣，而設(shè)問更注重——引導(dǎo)學(xué)生走向物理。優(yōu)化設(shè)問的關(guān)鍵在于梯度，在于適合學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和知識(shí)水平進(jìn)行層層遞進(jìn)的導(dǎo)引，平衡班的教學(xué)尤為如此。唯有這樣，才能保證占班級(jí)絕大多數(shù)的中下層次的學(xué)生聽得進(jìn)、聽得懂?！疤惶湍苷教易印保?］的教學(xué)不僅降低學(xué)生的思維負(fù)擔(dān)，更能極大地增強(qiáng)學(xué)生的信心，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。在獲得成功的同時(shí)，優(yōu)化設(shè)問形成的探究思路的邏輯化、程序化和漸進(jìn)性，也讓學(xué)生的邏輯思維得到很好的訓(xùn)練和培養(yǎng)。

三、框架導(dǎo)引，培養(yǎng)學(xué)生思維能力的整體性

教學(xué)中不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)困難、思維混亂的學(xué)生在很大程度上是因?yàn)榛A(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，或是無法有效整合知識(shí)體系，碎片化的知識(shí)結(jié)構(gòu)使得他們需要解決問題時(shí)，找不到相關(guān)的系統(tǒng)知識(shí)來支撐思維，從而導(dǎo)致不得要領(lǐng)，找不到切入點(diǎn)。

思維導(dǎo)圖是一種有效的思維模式，應(yīng)用于記憶、學(xué)習(xí)、思考等的思維“地圖”，有利于人腦的擴(kuò)散思維的展開。［2］借助思維導(dǎo)圖，可以在教學(xué)中把某個(gè)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的概念、定義、規(guī)律和現(xiàn)象等進(jìn)行橫向歸納總結(jié)，可以在復(fù)習(xí)中把相類似、相關(guān)聯(lián)的知識(shí)進(jìn)行縱向綜合歸納，幫助學(xué)生構(gòu)建起初步的模塊化知識(shí)體系，讓學(xué)生更加直觀、清晰地了解和掌握所學(xué)內(nèi)容，從而加深印象，便于記憶。

如“效率”問題，初中物理八年級(jí)學(xué)習(xí)了機(jī)械效率，九年級(jí)學(xué)習(xí)了熱機(jī)效率，在知識(shí)拓展中還涉及到發(fā)光效率、鍋爐效率、電功效率等，由于這些效率問題零散地分布在不同時(shí)間、不同模塊內(nèi)容之中，一旦學(xué)生無法明晰它們之間的共性特點(diǎn)，沒能把它們整合為一體，不僅增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，還勢必造成學(xué)生“頭疼醫(yī)頭腳疼醫(yī)腳”不得要領(lǐng)的局面。因此，在《機(jī)械效率》教學(xué)中，教師就要與學(xué)生一起，以主概念為起點(diǎn)，利用思維導(dǎo)圖把機(jī)械效率的定義、公式、要素、特點(diǎn)以及提高滑輪組機(jī)械效率方法等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行橫向整合（如圖3），幫助學(xué)生對機(jī)械效率有個(gè)比較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，并在相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之間建立起記憶連接，逐步構(gòu)建學(xué)科知識(shí)體系。在總復(fù)習(xí)中要注意把初中階段學(xué)習(xí)的、在練習(xí)中遇到的效率問題進(jìn)行縱向總結(jié)，找到它們之間的共性特點(diǎn)，歸納出解決效率問題的共同途徑，最后利用思維導(dǎo)圖構(gòu)建出有關(guān)效率問題的整體知識(shí)體系（如圖4）。

利用思維導(dǎo)圖把碎片化的知識(shí)進(jìn)行知識(shí)橫向整合和縱向歸納，也是訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維的一種有效方式，構(gòu)建起的學(xué)科知識(shí)體系也有效地幫助學(xué)生明晰了知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，懂得了知識(shí)的整體架構(gòu)，方便學(xué)生“舉一反三”找到解決問題的途徑。扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，對于引導(dǎo)學(xué)生形成系統(tǒng)學(xué)習(xí)、整體思考、邏輯思維的習(xí)慣更有莫大的助益。

四、錯(cuò)題導(dǎo)引，培養(yǎng)學(xué)生思維能力的嚴(yán)密性

學(xué)生的思維積極性被調(diào)動(dòng)后，在其思維過程中仍然會(huì)有“障礙”出現(xiàn)。諸如：學(xué)生的思維定勢、知識(shí)的負(fù)遷移干擾和直覺、表象的殘缺等都會(huì)干擾正確的思維［3］：抓著典型錯(cuò)題加以引導(dǎo)，發(fā)覺解題漏洞，提升思維能力的嚴(yán)密性。

例如：在如圖5、6所示的電路中，電源電壓相同且不變，電路元件均完好，電流表A1的示數(shù)比A2大，下列方案中有可能使兩電流表示數(shù)相同的是：

方案：

圖5

圖6

①用一個(gè)更小的電阻替換R3

②用一個(gè)更大的電阻替換R2

③將圖5中的R2與圖6中的R1互換

④將圖5中的R1與圖6中的R3互換

學(xué)生根據(jù)平常知識(shí)儲(chǔ)備和思維定勢，結(jié)合歐姆定律，當(dāng)電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比，造成錯(cuò)覺便簡單的認(rèn)為方案①和②可行，忽視了在并聯(lián)電路中（如圖5）即使并聯(lián)一個(gè)大電阻，并聯(lián)后的總電阻依然小于R1，串聯(lián)電路中即使串聯(lián)一個(gè)小電阻，串聯(lián)后的總電阻依然大于R1，所以學(xué)生基本都會(huì)錯(cuò)選方案①和②。應(yīng)用錯(cuò)題加強(qiáng)引導(dǎo)，明確串并聯(lián)電路特點(diǎn)，注重思維的嚴(yán)密性，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生思維能力的問題。教師要善于抓著典型錯(cuò)題，教給學(xué)生分析、解決問題方法，訓(xùn)練思維，發(fā)展學(xué)生思維能力，培養(yǎng)學(xué)生思維能力的嚴(yán)密性。

邏輯思維是人類認(rèn)識(shí)自然最基礎(chǔ)的思維過程，是人智力活動(dòng)的核心，在人的一生中都起著重要的作用。在教育信息化飛躍發(fā)展的今天，物理教師要充分利用自身優(yōu)勢，將信息技術(shù)與物理教學(xué)進(jìn)行有機(jī)融合，改進(jìn)自身教學(xué)方式，改進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式，將邏輯思維能力的培養(yǎng)貫穿在教學(xué)里，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思考、邏輯思考、獨(dú)立思考，提高教學(xué)實(shí)效。