李強(qiáng)
教育家陶行知先生在《創(chuàng)造宣言》中說過:“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。”“教育不能創(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?!睈垡蛩固乖?jīng)說過:“想象力比知識更重要,因?yàn)橹R是有限的,而想象力概括著世界上的一切,推動著進(jìn)步,并且是知識進(jìn)化的源泉。想象力是科學(xué)研究的實(shí)在因素?!痹谖锢斫虒W(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,要積極鼓勵學(xué)生在研究和解決問題時(shí),展開想象,開拓思路,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)生對客觀世界的認(rèn)識過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。
形象思維是在對形象信息傳遞的客觀形象體系進(jìn)行感受、儲存的基礎(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)識中,對新概念的提出、理論問題的詮釋和對物理現(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,學(xué)科的特點(diǎn)決定了在物理教學(xué)中,更是離不開想象,離不開形象思維。
一、利用直觀形象思維,促進(jìn)學(xué)生對物理概念和規(guī)律的理解和掌握
在初中物理中,學(xué)生對某些物理概念或規(guī)律的理解會感覺很困難,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)律來解決實(shí)際問題時(shí),就很難把握其本質(zhì),經(jīng)常只能跟著感覺走,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R1R2一起搶來的一批財(cái)寶,分壓過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)生自己思考他們怎么分贓。如果一個(gè)強(qiáng)盜因?yàn)槟撤N原因武力增大或減?。娮璐笮“l(fā)生變化),他們的贓物分配又會發(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“串聯(lián)電路電壓分配和電阻關(guān)系”的理解和掌握,變化過程一目了然,而且對后面滑動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。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)的探究過程,要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中經(jīng)歷→提出問題→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→評估→交流與合作等環(huán)節(jié),對學(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,沒有根據(jù)的瞎猜。這時(shí)教師可以引導(dǎo)學(xué)生展開想象,把兩個(gè)物體的接觸面進(jìn)行放大,將兩個(gè)看起來光滑的表面想象成凹凸不平、犬牙交錯的接觸面,在此基礎(chǔ)上來思考怎樣使它們不容易相對滑動。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?!边@段話很好地?cái)⑹隽藢W(xué)習(xí)物理的過程—格物致知。怎樣學(xué)好物理,怎樣應(yīng)用物理規(guī)律解決物理問題,重要的是要學(xué)會物理研究和思維的方法。
在應(yīng)用物理規(guī)律解決物理問題的過程中,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)過簡化和純化而演繹出來的一種客觀實(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)雜的問題可以利用演繹形象思維把復(fù)雜問題簡單化、模型化,從而幫助學(xué)生理清思路,抓住問題關(guān)鍵,利用常規(guī)方法進(jìn)行組合,進(jìn)而解決問題。
例如,2012年無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)動能源。此環(huán)保汽車運(yùn)動時(shí),蓄電池為車上的電動機(jī)供電,電動機(jī)為汽車提供動力。如果改用太陽能電池給車上的電動機(jī)供電,其他條件不變,求所需的太陽能電池板的最小面積。已知太陽輻射的總功率為4×1026W,太陽到地球的距離為1.5×1011m,半徑為r的球其表面積為4πr2。太陽光傳播到地面的過程中,設(shè)有29.35%的能量損耗。該車所用太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為15%。
很多同學(xué)在解答此題時(shí)感到無從下手,最后只能無奈放棄。其實(shí)我們可以展開想象,把太陽向外輻射的能量想象成一個(gè)不斷擴(kuò)散的球體,地球不過是在這個(gè)超級球體某個(gè)位置上吸收能量的小斑點(diǎn)而已。相對于1.5×1011m半徑的一個(gè)超級大球,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形式,它是在社會實(shí)踐活動中產(chǎn)生和發(fā)展的,是以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識為基礎(chǔ)的。學(xué)生要想學(xué)好物理,就需要學(xué)會觀察、學(xué)會思考、學(xué)會想象,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)生翱翔于物理的無限領(lǐng)域。學(xué)生的想象力無限,那么他們的創(chuàng)造力也會無限。