【摘要】 物理学是人类形象思维与抽象思维完美结合的智慧结晶。如果我们重视发展形象思维,重视观察能力、动手能力、想象能力的培养,把形象思维与抽象思维结合起来,教学效果就会很好。
【关键词】 高中物理;形象思维;抽象思维;情景图形 ;
一、动手实践与观察分析相结合,探究物理规律
众所周知,物理实验在教学中起着重要作用,著名物理教育专家朱正元先生曾这样评价物理实验的功能――“千言万语说不清,一做实验就分明”。的确,实验现象中积淀着大量的物理规律,如果能引导学生亲自动手实验并进行有目的的观察分析,不仅会使学生因视觉、触觉、感觉的刺激而提高学习兴趣,而且有利于激发学生思维的积极性、培养学生独立思考和勇于创新的精神。在动手过程中,他们头脑中会产生一系列的直觉形象(即物理表象),正好用来进行分解、组合、分析、概括等思维加工,使形象思维与抽象思维相得益彰,从而抓住事物的本质特征,获得形象、生动、具体的物理规律。因此,在这两个规律的教学中,教师均有意识地采取了实验探究的模式,以引导学生通过实验寻求规律。
二、图形与分析推理相结合,记忆物理知识、解决物理问题
图形具有鲜明性、形象性、具体性的特点。图形的鲜明性容易激发学生的学习兴趣,使学生将它与大脑中已有的表象联系起来并进行迁移。图形在物理教学和学习中起着举足轻重的作用。
(一)图文并茂记忆物理知识,增强物理记忆的实效性
作为物理知识核心的概念和规律一般都十分抽象、十分简练,而概念和规律又都以真实的物理现象和物理过程为依托,因此应用起来就相当具体、相当丰富了。如果仅从字面上机械记忆却不了解规律的来龙去脉及其对应的现象和情景,便很难在解决具体问题时将规律再现,这无异于只记住了一些知识的碎片。
因此,要提高物理记忆的实效性,一方面要注意概念、规律形成过程中的情景表象与符号推理相结合,另一方面要注意知识记忆过程中形与意的结合、图与文的结合。
(二)进行文字、情景图形、符号三者互译的训练,帮助学生攻克解题的难关
学生不仅要理解并记忆物理概念和规律,更重要的是会应用物理知识解决实际问题。解题过程也是两种思维相结合的过程:学生解题首先要读懂题意,想象出题目叙述的物理情景,这属于形象思维;将每一个状态和过程与大脑中已有的概念规律表象相呼应,继而应用规律进行严密的推导、求解,这属于抽象思维。教师在解题教学中应对学生进行形象思维与抽象思维相结合的训练,即训练学生按以下三个步骤解题:
第一步:一边读题,一边想情景、画草图。每一个物理问题都叙述了一个特定的物理过程,学生读题时总会在头脑中或多或少地闪现出一些物理情景。这些情景就是表象,它们是形象思维的必然产物。但学生头脑中的这些表象往往是飘忽不定、比较零乱的,因此需要通过画草图把表象固定下来,才有助于思考。
第二步,在草图上标明各个过程、各个状态的物理量。物理量是物理学的符号语言,是抽象的。只有将抽象的符号与形象的图形结合起来才便于感性认识与理性认识相互碰撞,从而得出清晰的解题思路。
第三步,根据已画出的详细情景图,理性地分析各过程、状态的特征,将这些特征与大脑中已有的规律表象对应起来,从而寻找合适的规律解题。
情景图形是联系形象思维与抽象思维的桥梁,在解决物理问题时若能将文字译成情景图形,不仅可以使头脑中飘忽不定的表象固定在纸上,而可以清晰地把状态和过程之间的联系展现在眼前,从而使抽象思维有了形象的依据,使解题思路畅通无阻。
三、发挥现代教育技术的优势,促进两种思维的结合
现代教育技术是连接教与学的重要桥梁。它不仅能提供直观的感性认识,为形象思维的运用提供广阔的空间,而且能作为学生理想的认知工具,有效地促进学生认知水平的提高。
(一)利用计算机的模拟功能,创设教学情境
有一些物理过程,其中的“细节”是看不见摸不着的。例如“光电效应”,实验现象虽然明显,但若要掌握其中的规律,需要学生具备丰富的想象力,由于学生平时没有这方面的表象积累,凭空想象光电效应的细节十分困难。用计算机生动形象地模拟光电效应的微观过程,逐步训练学生的想象力,收到了很好的教学效果。
(二)利用计算机的交互功能,提高知识的巩固率
学生在应用规律解决问题时如果以鲜明的图像、不断变化的情景为材料,其学习兴趣和知识的巩固率会大大提高。例如,研究电荷在电磁复合场中的运动时,影响电荷运动轨迹的因素有很多,如电场的方向、场强大小,磁场的方向、磁感强度大小,是否为匀强场、电荷的电量质量、初速度、是否计重力等等。教师指导学生利用《仿真物理实验室》通过人机交互对话框来调整各种参数,或是先经过计算设想电荷的运动轨迹,再利用计算机的模拟加以验证;或是先观察电荷的运动状态和轨迹,再加以分析。学生对电荷运动这一类问题的深入思考和验证,不仅使他们对所学规律理解得更加透彻,而且对他们的直觉思维、逻辑思维的发展产生也有巨大的推动作用。
(三)利用计算机的信息处理功能,鼓励学生自主学习
一方面,网络资源可以使学生搜寻到更多的学习资料和相关信息而不受时间和空间的限制;另一方面,现代信息技术与传统的科学实验的有机结合,可以使学生利用计算机对所做的实验进行实时控制、实时测量、数据处理。
总之,在教学中将两种思维相巧妙地结合,使教学过程变得生动有趣,教学内容变得易学好记,有效地提高了教学质量。学生们也渐渐养成了善于观察、尊重事实、独立思考的习惯,形成了一丝不苟、不怕困难的科学精神。
参考文献:
[1]温寒江,连瑞庆.构建中小学创新教育体系[M].北京:北京科学技术出版社.2002.
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