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摘要:类比思维是学生学习物理的重要思维方式,也是学生物理学习能力的核心素养之一。在高中的物理教学中,通过类比思维引导能够促进教学效率的提升,有效促进知识的系统化和条理化,更主要是能有效培养学生的类比思维能力,从而发展其物理学习力。
关键词:高中;物理;类比思维;学习力
不少高中学生学习物理觉得很辛苦,那么多公式、定理需要去背,就算是背过了,在解题时也常常不知道用哪个、怎么去用——感觉高中物理不像初中物理那么有趣了。而其实,物理依然是初中那个充满着奇幻和“乐趣”的物理,只不过是向更细致的层面去走了一点而已——这种学习心理的出现,有很大的原因是学生的学习力发展没有跟上教学的进度,没有掌握学习物理的思维方法——就如本文要研究的类比思维,就是学习和研究物理特别需要的一种思维逻辑和能力。比如我们熟知的苹果和万有引力的故事,就是牛顿从苹果向下掉落这个现象想到了物质间的相互吸引,显然,类比思维在其中发挥了积极作用。还有“虫洞”“时光卷曲”这些物理理论,从虫子吃树叶、一根琴弦的颤动想到了时空的穿行理论,无一不含有类比思维的影子。
所以,在高中物理教学中,利用并引导学生掌握类比思维,可以使较抽象、复杂的物理概念、定理变得形象具体,可以使系统、严密的物理知识变得清晰明了、易于理解和记忆。
一、 类比思维意识的培养
类比思维能力的培养需要一个过程,不能说这个过程是艰辛的,但它肯定也不是一蹴而就的。所以,要想實现在教学中对学生类比思维的有效培养,首先是要让他们树立起在物理学习中应用这种思维方式的意识——既觉得它有用、又觉得它有趣——只有当一种思维成为一种自觉时,才可能发展为学习力。
教师可以通过“讲故事”的方法来培养学生对类比思维的价值认知,激发其兴趣。比如前面我们提到的牛顿被苹果砸脑袋而发现了万有引力的故事、比如人类从鸟的飞行发明了飞机……还可以给学生讲一些前沿的物理理论——用类比法去讲复杂的理论,也是一种“讲故事”方法。比如在学时间和位移这部分知识时,教师就跟学生聊他们感兴趣的“穿越”这些话题:现在已知我们还不能制造出超过光速的交通工具,所以,按相对论来说,似乎“穿越”是不可能实现了,但……教师拿出一张纸:“我们把一只蚂蚁放在纸的一条边上,怎样让它用最快的时间到达对边?”学生会说:“太简单了,让它走直线。”教师微笑摇头:“还有更好的办法吗?”慢慢把手里的纸卷成筒,“两条边已经重合了,蚂蚁可以瞬间到达!——这就是著名的时间弯曲理论,当我们把时间折叠的时候,穿越就非常简单,而且,我们现在已经能够使光线弯曲了,虽然是纳米级的……这就是类比思维的神奇魅力!”
二、 物理类比思维的建模
类比思维是一种思维模式,它的利用和掌握需要有一定的思维模型——有些教师忽略了这方面的研究,在引导学生时往往是随机的、无序的。不能说你要求学生用类比思维去考虑问题,他就一定能用好类比思维——那这世界得出现多少个牛顿?
类比思维需要按一定的模型去构建。一般来说,物理学习的类比思维模型有这么几种。形式类比,通过具有相似具象的物理现象构建类比来掌握和理解知识,比如磁场、电场和力场,当学生通过磁铁实验掌握了磁力线的分布特征后,在讲电场和力场的时候,引导学生将它们进行联想对照;功能类比,比如在教学能量守恒这部分知识时,教师可以引导学生想想化学知识中的物质不灭——这两个理论不是一个学科,也不是一个起点,但它在原理上有可拟性,让学生把能量想象成具体的物质的时候,就容易理解;想象类比,比如虫洞理论、时光穿越,就是通过另一种形式的比喻幻想来实现对理论的理解——回到教材,比如质点、参考系、坐标系,把具体的物体抽象为点,就需要学生通过想象去捕捉。
上面在分析类比思维建模时,是从形式上进行区分的,其实还可以从途径的角度去引导学生学习物理——这也是构建学生类比思维能力的重要引导模型。比如通过同科知识的类比来构建物理知识体系,如前面提到的磁场、电场间的类比,是在物理学科的知识体系中进行类比。再如能量守恒和物质不灭的类比,则是通过跨学科的知识类比来实现对知识的理解和把握。此外,还可以通过生活化的类比来实现对学生的有效引导。比如在讲摩擦力的时候,教师可以使用视频,通过生活中的一些现象的展示来帮助学生领会,如各种功能鞋——足球鞋、篮球鞋、滑冰鞋……不同的生活需求设计不同摩擦力的鞋——从生活类比到摩擦系数。
以上,从两个方面探讨了通过类比思维引导提升高中生物理学习力的问题,可以看出,类比思维是物理学习力的重要因素,教师必须在教学中予以重视。而且,类比思维的引导需要有具体的操作策略,不关注思维意识,不系统研究构建模型,随机的引导策略是不易达到提升学生学习力目标的。
参考文献:
[1]陈泽.高中物理教学中培养类比思维的策略研究[D].贵州师范大学,2014.
[2]王有龙.浅谈“类比法”在高中物理教学中的应用[J].新课程(下),2015(12).
作者简介:
郑武龙,福建省漳州市,福建省长泰县第二中学。
关键词:高中;物理;类比思维;学习力
不少高中学生学习物理觉得很辛苦,那么多公式、定理需要去背,就算是背过了,在解题时也常常不知道用哪个、怎么去用——感觉高中物理不像初中物理那么有趣了。而其实,物理依然是初中那个充满着奇幻和“乐趣”的物理,只不过是向更细致的层面去走了一点而已——这种学习心理的出现,有很大的原因是学生的学习力发展没有跟上教学的进度,没有掌握学习物理的思维方法——就如本文要研究的类比思维,就是学习和研究物理特别需要的一种思维逻辑和能力。比如我们熟知的苹果和万有引力的故事,就是牛顿从苹果向下掉落这个现象想到了物质间的相互吸引,显然,类比思维在其中发挥了积极作用。还有“虫洞”“时光卷曲”这些物理理论,从虫子吃树叶、一根琴弦的颤动想到了时空的穿行理论,无一不含有类比思维的影子。
所以,在高中物理教学中,利用并引导学生掌握类比思维,可以使较抽象、复杂的物理概念、定理变得形象具体,可以使系统、严密的物理知识变得清晰明了、易于理解和记忆。
一、 类比思维意识的培养
类比思维能力的培养需要一个过程,不能说这个过程是艰辛的,但它肯定也不是一蹴而就的。所以,要想實现在教学中对学生类比思维的有效培养,首先是要让他们树立起在物理学习中应用这种思维方式的意识——既觉得它有用、又觉得它有趣——只有当一种思维成为一种自觉时,才可能发展为学习力。
教师可以通过“讲故事”的方法来培养学生对类比思维的价值认知,激发其兴趣。比如前面我们提到的牛顿被苹果砸脑袋而发现了万有引力的故事、比如人类从鸟的飞行发明了飞机……还可以给学生讲一些前沿的物理理论——用类比法去讲复杂的理论,也是一种“讲故事”方法。比如在学时间和位移这部分知识时,教师就跟学生聊他们感兴趣的“穿越”这些话题:现在已知我们还不能制造出超过光速的交通工具,所以,按相对论来说,似乎“穿越”是不可能实现了,但……教师拿出一张纸:“我们把一只蚂蚁放在纸的一条边上,怎样让它用最快的时间到达对边?”学生会说:“太简单了,让它走直线。”教师微笑摇头:“还有更好的办法吗?”慢慢把手里的纸卷成筒,“两条边已经重合了,蚂蚁可以瞬间到达!——这就是著名的时间弯曲理论,当我们把时间折叠的时候,穿越就非常简单,而且,我们现在已经能够使光线弯曲了,虽然是纳米级的……这就是类比思维的神奇魅力!”
二、 物理类比思维的建模
类比思维是一种思维模式,它的利用和掌握需要有一定的思维模型——有些教师忽略了这方面的研究,在引导学生时往往是随机的、无序的。不能说你要求学生用类比思维去考虑问题,他就一定能用好类比思维——那这世界得出现多少个牛顿?
类比思维需要按一定的模型去构建。一般来说,物理学习的类比思维模型有这么几种。形式类比,通过具有相似具象的物理现象构建类比来掌握和理解知识,比如磁场、电场和力场,当学生通过磁铁实验掌握了磁力线的分布特征后,在讲电场和力场的时候,引导学生将它们进行联想对照;功能类比,比如在教学能量守恒这部分知识时,教师可以引导学生想想化学知识中的物质不灭——这两个理论不是一个学科,也不是一个起点,但它在原理上有可拟性,让学生把能量想象成具体的物质的时候,就容易理解;想象类比,比如虫洞理论、时光穿越,就是通过另一种形式的比喻幻想来实现对理论的理解——回到教材,比如质点、参考系、坐标系,把具体的物体抽象为点,就需要学生通过想象去捕捉。
上面在分析类比思维建模时,是从形式上进行区分的,其实还可以从途径的角度去引导学生学习物理——这也是构建学生类比思维能力的重要引导模型。比如通过同科知识的类比来构建物理知识体系,如前面提到的磁场、电场间的类比,是在物理学科的知识体系中进行类比。再如能量守恒和物质不灭的类比,则是通过跨学科的知识类比来实现对知识的理解和把握。此外,还可以通过生活化的类比来实现对学生的有效引导。比如在讲摩擦力的时候,教师可以使用视频,通过生活中的一些现象的展示来帮助学生领会,如各种功能鞋——足球鞋、篮球鞋、滑冰鞋……不同的生活需求设计不同摩擦力的鞋——从生活类比到摩擦系数。
以上,从两个方面探讨了通过类比思维引导提升高中生物理学习力的问题,可以看出,类比思维是物理学习力的重要因素,教师必须在教学中予以重视。而且,类比思维的引导需要有具体的操作策略,不关注思维意识,不系统研究构建模型,随机的引导策略是不易达到提升学生学习力目标的。
参考文献:
[1]陈泽.高中物理教学中培养类比思维的策略研究[D].贵州师范大学,2014.
[2]王有龙.浅谈“类比法”在高中物理教学中的应用[J].新课程(下),2015(12).
作者简介:
郑武龙,福建省漳州市,福建省长泰县第二中学。