中学物理教学应重视创新思维的培养,本文主要内容关键词为:创新思维论文,重视论文,中学物理教学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
一、创设情境,培养横向思维
人类在认识事物和解决问题时,总是沿着一定的方向进行观察与思考的。思维根据其行进的方向通常分为横向思维和纵向思维。纵向思维表现为发现一种现象后能由此及彼深入地研究下去。横向思维则表现为试图从别的方向认识一种现象。纵向思维是“深”度的,那么横向思维是“广”度的[1]27。因此,横向思维以扩散的方式寻求解决问题的思路,有助于打破优势想法,冲破旧观念,产生新观点,从而推动新问题的解决。例如教学《物质的密度》,教师一开始就向学生展示相似但其实质不同的等体积“水和煤油”,提出问题:在不允许闻气味的情况下,你怎样区别他们?进而引出“怎样识别物质”这个话题。学生说出了多种方法后,教师将装水的杯子和装油的杯子分别置于天平的左右盘上,让学生演示,验证他们的猜想,并启发学生思考:如果这种方法可行,那么你做出猜想的假设前提是什么?学生做出了以下猜想和假设:
(一)同种物质在体积相同的情况下,所含质量相同,即质量与体积之间的比值恒定。
(二)不同种物质在体积相同的情况下,所含质量是不同的。
如果上述两种猜想与假设成立,那么,用测算某种物质质量与体积之间比值的方法就可以识别它们。于是,教师组织全班同学通过合作与交流的方式共同探究。取水、铁、铝、铜四种不同物质作研究对象,要求探究每种物质均要有若干个小组,每组所用工具的体积大小各异,但都要收集所研究对象的质量、体积以及质量与体积之间比值的数据。通过对各小组收集的数据进行比较分析,得出结论,以验证上述猜想与假设。
通过全班实验数据的分析比较,学生自然而然地得出了各种物质的密度,同时又避免了“物质质量越多密度越大”的错误,用事实证明了“密度是物质的一种特性,它不随物质的多少而变化”的结论。这样他们对密度的概念就有了深入的理解,形成了思维的横向联动。
二、正逆联结,培养逆向思维
按照思维过程的指向性来划分,思维可分为正向思维和逆向思维两种形式。正向思维按照实物的认知规律逐层推理探究,是人们普遍使用的一种习惯性思维方式,缺点是易形成思维定势。逆向思维表现为从相反方向观察和思考。它们处于矛盾的两个方面,并为相辅相成的关系[1]128。在物理教学中,对有些问题如果按照通常的思维方式去思考,往往既复杂又麻烦,甚至难以得出其解。如物体以速度被竖直上抛,不计空气阻力,在到达最高点前0.5s内通过的位移为多大?(g=10)分析求解本题,对物体从被“上抛”至“最高点”这一过程作逆向思考,看作物体从“最高点”自由下落,将此题所求的“到达最高点前0.5s内的位移”,转换为求“一个自由下落物体前0.5s内的位移”,即:
如此,复杂的问题就可以简单化了。
三、一题多变,培养发散思维
中学生的思维形式为集中思维占主导地位,往往容易形成思维定势,并受思维定势的消极影响,造成思维的惰性和僵化。教学中的一题多变,可以启发学生从不同角度、不同方向去分析问题的数量关系,寻求解题思路,培养发散思维。
如在讲述浮力时,把质量为Mg体积为V的塑料块放入烧杯中,塑料块的底部与烧杯密合,如图1-1所示。①向烧杯中缓缓注水,水面不断升高直至浸没塑料块,塑料块仍与容器密合,如图1-2所示,塑料块受到的浮力为多少?②摇动烧杯使塑料块脱离烧杯底部慢慢上浮,至上表面与水面相平,如图1-3所示,塑料块受到的浮力为多少?③塑料块露出水面直至静止在水面上,露出水面的体积是,如图1-4所示,分析此时塑料块受到的浮力。
图1
通过对以上各种情况下塑料块所受浮力的分析,引导学生认识浮力产生的原因、决定浮力大小的因素、物体的浮沉条件、物体的漂浮条件等。
发散思维还表现为转向机智,即当思维在一个方向上受阻后能流畅地转到另一个方向上[2]。
例:在测定液体密度时,有一位同学测出液体的体积,容器和液体的总质量,如表1所示。
由于不知道容器的质量,按照“质量/体积”显然无法计算密度。
以上解法中。因学生对二元一次方程组比较熟悉,故第一种方法容易掌握。方法二、三、四则不同,运用“控制变量法”,在变化量中把握不变量,使学生学会了分析问题的方法。
四、释疑排难,培养跨越思维
在创新思维活动中,问题的突破,往往表现为从“逻辑的中断”到“思想的飞跃”。这时,通常伴随直觉、联想、顿悟、灵感的出现,产生思维的跨越。对一些物理问题,直觉的猜测是培养思维跨越性的可取之道。
图2
例如,图2所示质量为0.2kg的小球用平行于斜面的细线挂在倾角为30°的斜面上,当斜面体以向左匀加速运动时,求斜面对小球的弹力和绳子对小球的拉力。这道题如果按照常规思维,设出拉力和弹力,求小球受到的合力,结合牛顿定律解题,就因忽视了某个物理量在变化过程中的突变,导致计算上的错误。教学中,引导学生在讨论分析时,他们很容易想到当加速度超出一定值时,小球会出现因“飘”起而不受斜面的弹力。由此,学生会立刻想到需要求出小球刚好“飘”起时的加速度即临界加速度,也就找到了解决本题的关键。即设小球“飘”起时的临界加速度为,则:
创造性思维是多种思维能力的有机结合,只有突破刻板思维的束缚,灵活运用多种思维方式,才会有非同寻常的创新。
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