“物理建模”与高中学生物理思维发展

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  摘 要: 初中物理的教学内容比较贴近生活,喜欢学习物理的学生成绩往往都很好。但是一进入高中,好像仅凭学习兴趣已经不够了,学生的成绩开始有了分化,而且有一种具有代表性的现象,有些很勤奋的学生往往物理成绩平平;而有些学生看似轻轻松松却成绩突出。其实究其原因,是很多学生没能形成自己的物理思维(即学习方法),所以要提高物理学习效率,要重视学生的物理思维发展,即物理思维的开启、培养和巩固,以及构建物理模型。
  关键词: 物理思维 物理模型 高中物理教学
  初中物理的教学内容比较贴近生活,很多学生凭着对学科的興趣,学习成绩就可以很好,但是一进入高中,知识开始偏向于理论,在对一些抽象概念的学习和运用上,学生的成绩开始发生分化,而且在班级里还出现具有代表性的现象:有些很勤奋的学生往往物理成绩平平;而有些学生看似轻轻松松却成绩突出。究其原因是:前者还没有形成自己的物理思维,简单地说他们还没有入门;后者已掌握物理学科特有的思维方式,形成自己的学习方法,当然他们学起来会游刃有余。思维是人类大脑的一种高级而复杂的活动,是对外界事物的反映和信息加工。无论是物理概念、定律的发现还是物理理论的创立和突破,都离不开思维能力。所以要提高物理学习效率,发展物理思维很重要。下面笔者就从物理思维的开启、培养和巩固几个环节谈谈自己的看法。
  一、激发学习兴趣,开启思维之门
  孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”兴趣是最好的教师。当学生对某门学科产生兴趣,他就会产生力求掌握知识的理智感,集中自己的注意力,采取积极主动的意志行动,使思维活动处于积极状态,从而极大地提高自己的学习效率和质量,学习态度往往是“我要学”,这是“乐学”的表现;而对物理学习不感兴趣的学生,学习物理的态度则往往是“要我学”或“我不学”,这是“厌学”的表现。
  在物理教学中激发和培养学生的学习兴趣,应该从教材改革、课堂教学、作业设计等多个方面体现,而对于教师所能参与的应该是后面两个方面,从课堂教学设计上应该加强实验演示,可以用增设趣味性实验,利用演示实验导入新课,并合理地将生活现象和实验有机结合等措施,再加上生动直观的多媒体辅助工具,激发学生学习兴趣,提高课堂教学效率。而课后作业设计也应该具有典型性,题量精而少、题目难度有梯度,让学生可以收获比较理想的反馈信息。反过来还能使学生对物理学的兴趣更浓厚,形成学习的“良性”循环,从而开启学习物理的思维之门。
  二、勤于善于分析,培养思维能力
  物理知识蕴含概念、公式、规律间关系的多样性,决定了学习物理时可以变换不同的思维和方法,勤于并善于分析概念规律甚至适用条件。当前,很多教师和学生都一味抓住课本,为了提高成绩,沉溺于茫茫题海中,花费了不少精力,却收不到满意效果。其实要想在物理学习中获得最大成效,应当加强学生物理思维的培养,提高学生解决实际问题的能力,才能收到事半功倍的效果。
  1.注重双基,等效思维。
  物理规律、定理的表述都非常严密,不仅要知道它们的涵义,还要知道它们的前因后果、适用条件和范围,以及与相关知识之间的联系和区别。学生往往在理解上顾此失彼,无法掌握公式或定理的完整内容。老师应该起主导作用,对物理公式、定律等要逐一进行剖析,使学生一环扣一环地理解和概括,使知识条理清晰,形成学生自己的知识体系,这样,学习效率自然而然就提高了。
  2.重视建模,联想思维。
  物理学是一门以实验为基础的实用性很强的科学,它源于生活、生产实际和自然现象。物理规律、定理来源于客观存在的事实,通过观察、实验、科学的综合、概括和推理而获得。所以要学会挖掘生活、生产中的一些事例并加以分析,通过联想把理论和实际联系起来,尽量使一些高深莫测的事例变成学生熟悉的物理模型。
  3.建立情景,拓展思维。
  物理情景(如画受力草图、运动过程位置图)建立不仅有利于已知条件的挖掘(尤其是隐蔽条件的挖掘,)同时是选择物理规律、定理(包括公式等)的桥梁,有利于学生拓展思维,从中总结概括一些概念模糊的分辨方法。
  创造性就意味着多样性的发展,在解题时要注意启发诱导学生抓住关键、积极思维,充分运用所掌握的知识,有意识地培养学生“多解”,并让他们在“多解”中比较,从中“悟”出最简单、最完美的思路和方法,培养学生善于思索、勇于探索的创新精神,从而有效地发展学生的求异思维,达到思维发散的效果,使他们在解题中能触类旁通。
  三、梳理知识框架,加深巩固思维
  要想形成学习物理行之有效的思维方法,老师应当引导学生对平时所学的零星知识做阶段性的梳理归纳,建立知识网络框架,感知知识应用范围,各种知识间的联系在学生的大脑里形成清晰的关联图像。通过加深巩固思维,让学生对概念、条件、过程等物理知识的理解更加透彻和全面,从而提高知识运用的灵活性和准确性,在很大程度上提高学习效率。
  本文所谈到的物理思维的开启、培养和巩固及构建物理模型是思维发展过程中的三个环节,是循序渐进的,但又是互相渗透的,开启即培养的开始,巩固并不是培养的结束,而是利用巩固达到更好的培养效果,所以要合理把握各个环节达到发展学生物理思维的最终目的。让学生带着兴趣摸索出一套适合自己的思维方式(即学习方法),学习物理自然也就没那么难了。
  参考文献:
  [1]田世昆,胡卫平.物理思维论广西教育出版社.
  [2]张志艺.中学物理教育中直觉思维能力的培养.福建师范大学,2005.
  [3]刘立毅.联系实际培养思维品质.中学物理教学参考,2003(06).
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