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【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】B 【文章编号】 1001-4128(2011) 09-0105-02
物理这门自然科学在高中被称为最难学的科目,很多学生和其他学科的老师都这么和学生说,而为什么难学,没有多少学生去深层次思考,不少人是人云亦云的。而学得不理想的同学都有这样一个共性:空间想像和转换能力欠缺,只会简单的套用公式,而对于一些文字所勾勒出的物理情景缺乏空间想像,受力和运动无法想象,解题当然无从下手。
新课程倡导课堂教学要实现多维目标:知识与能力,过程与方法,情感、态度与价值观。发展每个学生的智能优势,挖掘每个学生的智能潜力,使每个学生都能得到全面发展,这是学校教育的目标。哈佛大学心理学教授加德纳,在多年研究大脑科学和进化的基础上,提出了多元智能理论,打破传统智力的偏颇论调,提出了“多元智能理论”,为人类的心灵教化开启了尘封已久的窗,拓展了更宽广的发展方向,也为教育提供了重要的意涵。对中小学教育教学产生了深远的影响。
其中提到的空间智能(spatial intellignece)乃指对视觉性或空间性的讯息之知觉能力,以及把所知觉到的加以表现出来的能力。其核心成份包括了精确知觉物体或形状的能力,对知觉到的物体或形状进行操作或在心中进行空间旋转的能力,在脑中形成心像以及转换心像的能力,对图像艺术所感受的视觉与空间之张力、平衡与组成等关系的敏感性。
空间智能强的人对色彩、线条、形状、形式、空间及它们之间关系的敏感性很高,感受、辨别、记忆、改变物体的空间关系并借此表达思想和情感的能力比较强,表现为对线条、形状、结构、色彩和空间关系的敏感以及通过平面图形和立体造型将他们表现出来的能力。能准确地感觉视觉空间,并把所知觉到的表现出来。这类人在学习时是用意象及图像来思考的。
空间智能可以划分为形象的空间智能和抽象的空间智能两种能力。 形象的空间智能为画家的特长。抽象的空间智能为几何学家特长。建筑学家形象和抽象的空间智能都擅长。
在日常教学中,我们若注重对学生空间智能的培养,将对我们的物理教学效果产生积极的影响,帮助我们形成正确的智力观,转变我们的教学观,变枯燥乏味的填鸭式教学为生动有趣,人人动手又动脑的合作探究式教学,让教师和学生都能从题海中解放出来,调整对学生的评价机制,使之在长远看来更准确、客观,能“看到”学生将来走上社会的“后劲”。为促进空间智能的发展我们应努力在日常教学中渗透一些思想,让一些有助于促进空间智能的做法能变成学生的习惯。
1 换位思考,发展观察能力,促进学生视觉的敏感性和准确性
例1:太阳从东边升起,西边落下,是地球上的自然现象,但在某些条件下,在纬度较高地区上空飞行的飞机上,旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象,看到这现象的条件是:( )
A.时间必须是在清晨,飞机正在由西向东飞行,飞机的速率必须较大
B.时间必须是在清晨,飞机正在由东向西飞行,飞机的速率必须较大
C.时间必须是在傍晚,飞机正在由西向东飞行,飞机的速率必须较大
D.时间必须是在傍晚,飞机正在由东向西飞行,飞机的速率必须较大
解析:太阳的东升西落,实际上是由于地球自转形成的,若我们换位思考,从相对运动上讲,太阳绕地球自东向西转,若要看到太阳从西边升起的奇妙现象,太阳就要在西边,所以应在CD选项中选,其次,需要飞机也是自东向西飞,且绕地球飞行的角速度比“太阳绕地球”的角速度更大。故答案应选D
2 设身处地,现场模拟,发展思维的形象性,培养学生富于想像,善于想像的能力;促进对空间关系的把握
例2:北半球海洋某处,地磁场水平分量B1=0.8×10-4T,竖直分量B2=0.5×10-4T,海水向北流动,海洋工作者测量海水的流速时,将两极板竖直插入此处海水中,保持两极板正对且垂线沿东西方向,两极板相距L=20cm ,如图所示,与两极板相连的电压表(可看作理想电表)示数为U=0.2mV,则( )
A.西侧极板电势高,东侧极板电势低
B.西侧极板电势低,东侧极板电势高
C.海水流速大小为0.125m/s
D.海水流速大小为0.2m/s
解析:该题学生容易在空间构图上强行让自己去想象,最终在图上标错各物理量的方向,或无法标示出有用的物理量的方向,带来无力感、失败感,给今后此类习题留下心理阴影,若我们就以教室的方向为东西方向,地磁场水平分量向北,竖直分量向下,海水向北流动,地磁场竖直分量有效,由左手定则,可得带正电粒子向西侧偏转,故A正确,再由电磁感应规律,故AD选项正确。
例3:飞机在北半球空中匀速巡航,机翼保持水平,飞机高度不变.由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方的为U2,则( )
A,若飞机从西往东飞,U1>U2
B,若飞机从东往西飞,U1 C,若飞机从南往北飞,U1>U2
D,若飞机从北往南飞,U1 解析:此题同样需要学生设身处地,现场模拟,右手放置胸前,掌心向上,大拇指伸直,标示飞机飞行方向,结果可得不管飞机向哪个方向飞,都是左侧机翼电势高于右侧机翼。故答案选AC
例4:在太阳的最外层———日冕上长期存在着一些长条形的大尺度的黑暗区域,从表面上看就像日冕上的一些洞,我们形象地称之为冕洞。冕洞是太阳磁场的开放区域,这里的磁感线向宇宙空间扩散,大量的等离子体顺着磁感线跑出去,形成高速运动的等离子体流。这就是我们所说的太阳风。太阳风以800km/s以上的速度袭向地球。虽然地磁场被它吹的变成不对称的某种“流线型”,但仍有效地阻止了太阳风的长驱直入,从而保护了地球的生命。现在太阳风以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些等离子体在进入地球周围空间时将 ( )
A、正离子向东偏转,负离子向西偏转
B、正离子向西偏转,负离子向东偏转
C、正离子向南偏转,负离子向北偏转
D、正离子向北偏转,负离子向南偏转
解析:在解此题过程中,不能在图中标示方向,而且东西南北方向在图中也易标反,所以,该题仍需将自己所在地当作赤道,地磁场水平向北,带电粒子竖直向下运动,由左手定则,所以,正离子将向东偏转,负离子将向西偏转。故答案选A
3 立体转换,发展方向感,发展二维及三维空间的转换能力
例5:如图所示,一质量为m的小物体静止在倾角为θ的斜面上,当给物体施一方向水平且与斜面平行的力F后,物体恰好能在斜面上匀速运动,求物体与斜面间的动摩擦因数。
解析:此题通过实物受力分析,该物体受四个力,不在同一个平面上,但因为运动只在斜面这个平面上,故可以先将垂直于该平面方向上的力处理,立体转换处理后如图,小物体相当于只受三个力处于匀速运动状态,列式解得:
可得
4 化曲为直,运动分解,培养艺术素质,发展、发现美的能力
螺旋结构是自然界最普遍的一种形状,DNA以及许多其它在生物细胞中发现的微型结构都采用了这种构造。螺旋线看上去很美,给人柔和、流畅的感觉。
洛仑兹力作用下带电粒子的螺旋线前进的运动
速度分解为平行于磁场和垂直于磁场的分量;
粒子以垂直于磁场方向的分量作匀速圆周运动;
粒子以平行于磁场的速度分量沿磁场方向做匀速直线运动。
其合运动为等间距螺旋线运动,h为螺距大小。
类似的,我们可以分析带电粒子在电场力、重力作用下不等间距的螺旋线运动。
通过有意识的引导,学生注意了日常生活中立体的脑海呈现,发展了空间智能,在习题的解答中能及时、准确的建立模型,形成物体运动的空间立体想象,从而针对不同的空间运动采用不同的处理方法,即可得到正确的答案。空间智能的发展让学生在第一时间找到了解决物理习题的“门路”,获得成功,激发了学习物理的兴趣。有了兴趣这个最好的老师,物理学习不再难!
物理这门自然科学在高中被称为最难学的科目,很多学生和其他学科的老师都这么和学生说,而为什么难学,没有多少学生去深层次思考,不少人是人云亦云的。而学得不理想的同学都有这样一个共性:空间想像和转换能力欠缺,只会简单的套用公式,而对于一些文字所勾勒出的物理情景缺乏空间想像,受力和运动无法想象,解题当然无从下手。
新课程倡导课堂教学要实现多维目标:知识与能力,过程与方法,情感、态度与价值观。发展每个学生的智能优势,挖掘每个学生的智能潜力,使每个学生都能得到全面发展,这是学校教育的目标。哈佛大学心理学教授加德纳,在多年研究大脑科学和进化的基础上,提出了多元智能理论,打破传统智力的偏颇论调,提出了“多元智能理论”,为人类的心灵教化开启了尘封已久的窗,拓展了更宽广的发展方向,也为教育提供了重要的意涵。对中小学教育教学产生了深远的影响。
其中提到的空间智能(spatial intellignece)乃指对视觉性或空间性的讯息之知觉能力,以及把所知觉到的加以表现出来的能力。其核心成份包括了精确知觉物体或形状的能力,对知觉到的物体或形状进行操作或在心中进行空间旋转的能力,在脑中形成心像以及转换心像的能力,对图像艺术所感受的视觉与空间之张力、平衡与组成等关系的敏感性。
空间智能强的人对色彩、线条、形状、形式、空间及它们之间关系的敏感性很高,感受、辨别、记忆、改变物体的空间关系并借此表达思想和情感的能力比较强,表现为对线条、形状、结构、色彩和空间关系的敏感以及通过平面图形和立体造型将他们表现出来的能力。能准确地感觉视觉空间,并把所知觉到的表现出来。这类人在学习时是用意象及图像来思考的。
空间智能可以划分为形象的空间智能和抽象的空间智能两种能力。 形象的空间智能为画家的特长。抽象的空间智能为几何学家特长。建筑学家形象和抽象的空间智能都擅长。
在日常教学中,我们若注重对学生空间智能的培养,将对我们的物理教学效果产生积极的影响,帮助我们形成正确的智力观,转变我们的教学观,变枯燥乏味的填鸭式教学为生动有趣,人人动手又动脑的合作探究式教学,让教师和学生都能从题海中解放出来,调整对学生的评价机制,使之在长远看来更准确、客观,能“看到”学生将来走上社会的“后劲”。为促进空间智能的发展我们应努力在日常教学中渗透一些思想,让一些有助于促进空间智能的做法能变成学生的习惯。
1 换位思考,发展观察能力,促进学生视觉的敏感性和准确性
例1:太阳从东边升起,西边落下,是地球上的自然现象,但在某些条件下,在纬度较高地区上空飞行的飞机上,旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象,看到这现象的条件是:( )
A.时间必须是在清晨,飞机正在由西向东飞行,飞机的速率必须较大
B.时间必须是在清晨,飞机正在由东向西飞行,飞机的速率必须较大
C.时间必须是在傍晚,飞机正在由西向东飞行,飞机的速率必须较大
D.时间必须是在傍晚,飞机正在由东向西飞行,飞机的速率必须较大
解析:太阳的东升西落,实际上是由于地球自转形成的,若我们换位思考,从相对运动上讲,太阳绕地球自东向西转,若要看到太阳从西边升起的奇妙现象,太阳就要在西边,所以应在CD选项中选,其次,需要飞机也是自东向西飞,且绕地球飞行的角速度比“太阳绕地球”的角速度更大。故答案应选D
2 设身处地,现场模拟,发展思维的形象性,培养学生富于想像,善于想像的能力;促进对空间关系的把握
例2:北半球海洋某处,地磁场水平分量B1=0.8×10-4T,竖直分量B2=0.5×10-4T,海水向北流动,海洋工作者测量海水的流速时,将两极板竖直插入此处海水中,保持两极板正对且垂线沿东西方向,两极板相距L=20cm ,如图所示,与两极板相连的电压表(可看作理想电表)示数为U=0.2mV,则( )
A.西侧极板电势高,东侧极板电势低
B.西侧极板电势低,东侧极板电势高
C.海水流速大小为0.125m/s
D.海水流速大小为0.2m/s
解析:该题学生容易在空间构图上强行让自己去想象,最终在图上标错各物理量的方向,或无法标示出有用的物理量的方向,带来无力感、失败感,给今后此类习题留下心理阴影,若我们就以教室的方向为东西方向,地磁场水平分量向北,竖直分量向下,海水向北流动,地磁场竖直分量有效,由左手定则,可得带正电粒子向西侧偏转,故A正确,再由电磁感应规律,故AD选项正确。
例3:飞机在北半球空中匀速巡航,机翼保持水平,飞机高度不变.由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方的为U2,则( )
A,若飞机从西往东飞,U1>U2
B,若飞机从东往西飞,U1
D,若飞机从北往南飞,U1
例4:在太阳的最外层———日冕上长期存在着一些长条形的大尺度的黑暗区域,从表面上看就像日冕上的一些洞,我们形象地称之为冕洞。冕洞是太阳磁场的开放区域,这里的磁感线向宇宙空间扩散,大量的等离子体顺着磁感线跑出去,形成高速运动的等离子体流。这就是我们所说的太阳风。太阳风以800km/s以上的速度袭向地球。虽然地磁场被它吹的变成不对称的某种“流线型”,但仍有效地阻止了太阳风的长驱直入,从而保护了地球的生命。现在太阳风以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些等离子体在进入地球周围空间时将 ( )
A、正离子向东偏转,负离子向西偏转
B、正离子向西偏转,负离子向东偏转
C、正离子向南偏转,负离子向北偏转
D、正离子向北偏转,负离子向南偏转
解析:在解此题过程中,不能在图中标示方向,而且东西南北方向在图中也易标反,所以,该题仍需将自己所在地当作赤道,地磁场水平向北,带电粒子竖直向下运动,由左手定则,所以,正离子将向东偏转,负离子将向西偏转。故答案选A
3 立体转换,发展方向感,发展二维及三维空间的转换能力
例5:如图所示,一质量为m的小物体静止在倾角为θ的斜面上,当给物体施一方向水平且与斜面平行的力F后,物体恰好能在斜面上匀速运动,求物体与斜面间的动摩擦因数。
解析:此题通过实物受力分析,该物体受四个力,不在同一个平面上,但因为运动只在斜面这个平面上,故可以先将垂直于该平面方向上的力处理,立体转换处理后如图,小物体相当于只受三个力处于匀速运动状态,列式解得:
可得
4 化曲为直,运动分解,培养艺术素质,发展、发现美的能力
螺旋结构是自然界最普遍的一种形状,DNA以及许多其它在生物细胞中发现的微型结构都采用了这种构造。螺旋线看上去很美,给人柔和、流畅的感觉。
洛仑兹力作用下带电粒子的螺旋线前进的运动
速度分解为平行于磁场和垂直于磁场的分量;
粒子以垂直于磁场方向的分量作匀速圆周运动;
粒子以平行于磁场的速度分量沿磁场方向做匀速直线运动。
其合运动为等间距螺旋线运动,h为螺距大小。
类似的,我们可以分析带电粒子在电场力、重力作用下不等间距的螺旋线运动。
通过有意识的引导,学生注意了日常生活中立体的脑海呈现,发展了空间智能,在习题的解答中能及时、准确的建立模型,形成物体运动的空间立体想象,从而针对不同的空间运动采用不同的处理方法,即可得到正确的答案。空间智能的发展让学生在第一时间找到了解决物理习题的“门路”,获得成功,激发了学习物理的兴趣。有了兴趣这个最好的老师,物理学习不再难!