試談物理教學(xué)中學(xué)生想象能力的培養(yǎng)

1、.試談物理教學(xué)中學(xué)生想象才能的培養(yǎng)想象，作為一種直觀(guān)的、形象的思維，它和抽象思維一樣，是創(chuàng)造性思維的重要組成部分。因此，在施行以創(chuàng)造性思維才能的培養(yǎng)為核心的創(chuàng)新教育的過(guò)程中，必須重視對(duì)學(xué)生想象才能的培養(yǎng)。筆者結(jié)合教學(xué)理論與研究，闡述在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的想象才能的一些策略。一、介紹物理史實(shí)，激發(fā)想象熱情想象熱情是促使學(xué)生展開(kāi)想象的推動(dòng)力。要激發(fā)學(xué)生的想象熱情，就必須使他們認(rèn)識(shí)到想象在科學(xué)研究中所起的重要作用，激發(fā)他們展開(kāi)想象的興趣,從而使他們積極投入科學(xué)想象的過(guò)程中去。這就需要我們?cè)诳茖W(xué)想象發(fā)揮作用的最前線(xiàn)，即科學(xué)家從事創(chuàng)造活動(dòng)的過(guò)程中，挖掘出一些精彩的片段或軼事，介紹給學(xué)生。例如，在學(xué)習(xí)

2、萬(wàn)有引力定律時(shí)，我們可以介紹牛頓由蘋(píng)果落地聯(lián)想到月球、行星的運(yùn)動(dòng)。并把這些外表上毫不相干的現(xiàn)象聯(lián)絡(luò)起來(lái)，作出劃時(shí)代的概括：宇宙中的一切物體間均有引力，即萬(wàn)有引力。在學(xué)習(xí)電流概念時(shí)，我們可介紹富蘭克林面對(duì)溪流，思想的火花竟然把電和水聯(lián)絡(luò)起來(lái)，把電流看成是像水流一樣從高到低運(yùn)動(dòng)的“流體，從而提出“電流概念的故事。在學(xué)習(xí)質(zhì)能方程時(shí)，我們可介紹愛(ài)因斯坦自幼就喜歡異想天開(kāi)地思索著：假設(shè)是有人正在跟著光線(xiàn)跑，并在努力地趕上它，將會(huì)發(fā)生什么？一個(gè)人關(guān)在自由降落的電梯里，將會(huì)發(fā)生什么呢？第一個(gè)問(wèn)題的解決建立了狹義相對(duì)論。第二個(gè)問(wèn)題的解決建立了廣義相對(duì)論。這些故事，無(wú)不反映了想象在科學(xué)家提出新的概念、新的假說(shuō)、

3、建立新的理論時(shí)所起的重要作用。愛(ài)因斯曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“想象力比知識(shí)更重要。因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想象力概括世界上的一切，推動(dòng)著進(jìn)步，并且是知識(shí)進(jìn)化的源泉。假如通過(guò)老師生動(dòng)的介紹，學(xué)生能真正理解到這一點(diǎn)，那么在他們遇到新的問(wèn)題時(shí)，就會(huì)自覺(jué)地進(jìn)展有意想象。二、豐富表象儲(chǔ)藏，充實(shí)想象根底想象作為一種心理過(guò)程，它是人在客觀(guān)事物的影響下，頭腦中形成的表象經(jīng)過(guò)結(jié)合而產(chǎn)生新的表象的過(guò)程。表象越貧乏，想象就越狹窄、淺?。槐硐笤截S富，想象就越開(kāi)闊、深化，形象也就越生動(dòng)逼真。而表象又源于人對(duì)運(yùn)動(dòng)著的客觀(guān)事物的觀(guān)察和整合。在教學(xué)中我們應(yīng)該利用物理學(xué)科的特點(diǎn)，充分引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用掛圖、板畫(huà)、幻燈、電視、電影、多媒體課件

4、等教學(xué)手段，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的各種感官來(lái)認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)著的客觀(guān)世界，充實(shí)學(xué)生的表象儲(chǔ)藏。為學(xué)生提供豐富的物理圖象。例如，在質(zhì)點(diǎn)概念的教學(xué)中，老師或?qū)W生自己通過(guò)分析概念就可提煉出“不考慮大小和形狀，只表示位置的數(shù)學(xué)點(diǎn)的表象和“有質(zhì)量的點(diǎn)的表象。兩種表象通過(guò)再造想象在學(xué)生頭腦中結(jié)合，即可產(chǎn)生新的表象質(zhì)點(diǎn)。但這僅僅是學(xué)生由抽象的語(yǔ)言而產(chǎn)生的聯(lián)想，當(dāng)學(xué)生詳細(xì)運(yùn)用這個(gè)表象時(shí)，就會(huì)遇到各種困難。如為何要建立質(zhì)點(diǎn)的概念，物體在何種情況下才能看成質(zhì)點(diǎn)？可見(jiàn)，當(dāng)想象分開(kāi)了現(xiàn)實(shí)的土壤，就猶如空中樓閣，失去了作為進(jìn)一步思維的根底的使用價(jià)值。所以，在學(xué)生展開(kāi)再造想象形成質(zhì)點(diǎn)表象以前，我們應(yīng)該創(chuàng)設(shè)各種物理情境，讓學(xué)生盡可能多地接

5、觸現(xiàn)實(shí)物體的各種運(yùn)動(dòng)。在教學(xué)中，我以火車(chē)運(yùn)動(dòng)為例，向?qū)W生提出三個(gè)問(wèn)題：火車(chē)經(jīng)過(guò)某一路標(biāo)所需的時(shí)間如何計(jì)算？是否要考慮車(chē)長(zhǎng)？火車(chē)通過(guò)某一鐵路橋所需的時(shí)間如何計(jì)算？是否要考慮車(chē)長(zhǎng)？火車(chē)從杭州到北京所需的時(shí)間如何計(jì)算？是否要考慮車(chē)長(zhǎng)？在分析這些實(shí)際運(yùn)動(dòng)的根底上，再經(jīng)過(guò)綜合與比較，從而在某些特定情況下將實(shí)際運(yùn)動(dòng)純化，想象出新的表象質(zhì)點(diǎn)，才能深化的理解質(zhì)點(diǎn)概念的內(nèi)涵和外延。又例如，在“摩擦力和“重力的教學(xué)中，布置學(xué)生撰寫(xiě)“假如沒(méi)有摩擦力或“假如沒(méi)有重力的專(zhuān)題小論文。假如學(xué)生對(duì)物體在摩擦力和重力作用下的各種物理現(xiàn)象已有充分的觀(guān)察和分析，那么由此而展開(kāi)的想象將是廣闊的、深化的，并能形成生動(dòng)逼真的形象；假設(shè)學(xué)

6、生并無(wú)此方面的經(jīng)歷，那么其想象將是狹窄、淺薄而枯燥乏味的，并可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的、失真的形象。再如，在學(xué)習(xí)了分子間的互相作用力后，一位同學(xué)提出：既然分子間有引力又有斥力，那么地月間除了萬(wàn)有引力的作用以外，是否還有萬(wàn)有斥力的作用呢？并對(duì)此作出解釋?zhuān)骸坝捎跊](méi)有絕對(duì)的真空，月球繞地球運(yùn)行過(guò)程中必將受到介質(zhì)的阻力。盡管這種阻力很小，但日積月累，機(jī)械能必將損耗，假設(shè)只有萬(wàn)有引力作用，那么其運(yùn)動(dòng)半徑必將減小，最終必將落到地球上。假設(shè)地月間有萬(wàn)有斥力，那么地月可處于如今這種相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。我們姑且不管結(jié)論是否正確，想象本身就已閃耀出創(chuàng)造性思維的燦爛火花。這位學(xué)生能作出這樣的想象，很重要的原因就在于他在頭腦中已

7、形成了關(guān)于月球繞地球運(yùn)行的明晰的表象，為他展開(kāi)瑰麗的想象奠定了堅(jiān)實(shí)的根底。總而言之，想象是以表象為根底，源于現(xiàn)實(shí)，又高于現(xiàn)實(shí)的形象思維。學(xué)生只有在充分認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)，擁有豐富表象的前提下才能展開(kāi)真正的有意想象，否那么只能是空想、夢(mèng)想。三、注重過(guò)程分析，促進(jìn)協(xié)同開(kāi)展人的認(rèn)識(shí)過(guò)程是直觀(guān)的、形象的東西與抽象的、概括的東西的統(tǒng)一體。沒(méi)有任何概念、判斷、推理，只憑想象，不可能到達(dá)對(duì)客觀(guān)事物的理性認(rèn)識(shí)。因此，在中學(xué)物理教學(xué)中我們不可能進(jìn)展純粹的想象才能訓(xùn)練，學(xué)生思維才能的培養(yǎng)應(yīng)該是形象思維和抽象思維協(xié)同開(kāi)展、平衡進(jìn)步的過(guò)程。而要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，我們必須改變只重結(jié)果、不重過(guò)程的教學(xué)方式，加強(qiáng)物理過(guò)程的分析，全面開(kāi)展學(xué)

8、生的思維才能。中學(xué)物理中眾多的理想化實(shí)驗(yàn)，是想象和抽象思維互相作用的過(guò)程，是學(xué)生開(kāi)展想象力的重要陣地。在理想化實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和進(jìn)展過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)者憑借想象中的理想化的儀器和設(shè)備，在頭腦中對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展理想化的“操作和“觀(guān)察，聯(lián)結(jié)“操作和“觀(guān)察的各個(gè)步驟是概念、判斷和推理的邏輯力量。例如，在牛頓第一定律的教學(xué)中要先對(duì)伽利略斜面實(shí)驗(yàn)進(jìn)展啟發(fā)性的描繪。在此根底上啟發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)展純化，通過(guò)再造想象在頭腦中形成理想化模型光滑斜面。進(jìn)而運(yùn)用想象和判斷、推理進(jìn)展理想化的操作和觀(guān)察。最后，通過(guò)對(duì)想象中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合和比較，得到結(jié)論。整個(gè)過(guò)程中的每一個(gè)步驟都是想象和抽象思維的共同結(jié)果，只要我們引導(dǎo)學(xué)生將此理想化實(shí)

9、驗(yàn)的過(guò)程分析清楚了，學(xué)生的思維才能特別是想象才能必將會(huì)得到進(jìn)步。對(duì)于高中物理教學(xué)中一些比較重要的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，以及限于條件不能在中學(xué)復(fù)現(xiàn)的一些物理學(xué)中的著名實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，我們應(yīng)該突出設(shè)計(jì)思想，讓學(xué)生展開(kāi)想象先在頭腦中“做這些實(shí)驗(yàn)，這也是培養(yǎng)學(xué)生想象力的重要方法。例如，盧瑟福通過(guò)粒子散射的實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)立了原子核式構(gòu)造學(xué)說(shuō)，這是人類(lèi)第一次正確描繪出了原子內(nèi)部構(gòu)造的圖景，在科學(xué)理論上具有重大的意義，而在思想方法上也給人以極大的啟迪，它是一次黑箱實(shí)驗(yàn)的成功典范。但是，這個(gè)實(shí)驗(yàn)不可能在課堂上做，用電腦動(dòng)畫(huà)模擬，也只能解決一部分問(wèn)題。為了充分開(kāi)發(fā)和表達(dá)這段教材中知識(shí)和方法的雙重價(jià)值，教學(xué)中，就應(yīng)把當(dāng)年科學(xué)家“實(shí)驗(yàn)觀(guān)察分析推理構(gòu)建模型這一科學(xué)思維的全過(guò)程，充分提醒出來(lái)，使學(xué)生不僅從中獲取科學(xué)知識(shí)，更受到科學(xué)思維的熏陶。四、形式新穎多樣，培養(yǎng)想象才能我們應(yīng)該不拘形式，采用各種不同的方法開(kāi)展學(xué)生的想象才能。在課堂教學(xué)中，老師要擅長(zhǎng)創(chuàng)設(shè)各種啟發(fā)學(xué)生展開(kāi)想象的情境，敢于讓學(xué)生在老師的啟發(fā)下展開(kāi)“自由的想象，為學(xué)生提供充分的想象空間和時(shí)間。筆者曾在教學(xué)中讓學(xué)生閉眼默想質(zhì)點(diǎn)、理想氣體、原子核式構(gòu)造模型的理想化模型的形象。事實(shí)證