新课程标准中明确提出初中物理教学要从自然、生活到物理的认识过程,激发学生的求知欲,让学生领略自然现象中的美妙与和谐,培养学生终身的探索兴趣。通过科学想象与科学推理方法的结合,发展学生的想象力和分析概括能力,使学生养成良好的思维习惯,敢于质疑,勇于创新。可见,形象思维是初中物理学习的重要思维方式。
(一)形象思维可以化难为简,激发学生的学习兴趣
物理是以观察、实验、思维相结合的科学,很多物理概念都源于生活实际,人们在生活中会遇到很多物理现象。例如,在讲解压强的概念时,我会用笔的一端戳一戳孩子们的手臂,问他们“有什么感觉?他是怎么产生的?”然后,告诉他们:“这种感觉是压力的作用效果,我们称之为压强。”我正是利用了直观感受的形象思维,让学生发觉压强离我们并不远,克服了对新知识的恐惧心理,在轻松互动体验中增强了对探究新知识的兴趣。又如,教学液压部分,学生会出于惯性自然地认为液体同样具有压强,那如何验证它的存在呢?物理教学中,我巧妙地演示了下面这些实验,生动地将液体压强呈现在学生眼前。具体形象地将压强与深度的关系展示给学生如图(1)。学生马上会问:“为什么有的液柱喷得远,有的喷得近,和什么因素有关?”为我下面的教学做了很好的铺垫。学生会带着疑问,急于想听我下面的授课。再如,大气压强展示覆杯实验时(如图2)。学生会发现,当水杯倒置时,水和纸片并没有落下“这怎么可能呢?”“太神奇!”兴奋、惊讶写满了学生的面容。这一现象是学生没有预到的结果,但不可置疑的现象活生生地在那里。“真的是大气压吗?它是怎么工作的?它还能做些什么?大气压强有多大?”学生恨不得马上就得到这些答案。
图(1)
图(2)
中学生的形象思维胜于抽象思维,生动、有趣的物理形象可以给学生带来深刻的印象,启发学生由感性到理性的积极思考,从而引发科学的想象、探索、思考,产生学习动力,增加学习兴趣。避免课堂出现抽象、难懂,枯燥、乏味的教学现象。
(二)形象思维促进对物理概念、规律的掌握
在物理教学中,有些抽象的物理概念和规律是很难理解和接受的。如果单靠老师通过黑板和粉笔来讲授,整个教学过程既枯燥乏味,物理概念和规律又似懂不懂的,只能死记硬背。真正应用时又很难把握其本质,跟着感觉做题,成绩苦不堪言,越学越不自信。初中阶段物理概念及规律大部分都来自生活,是从大量的生活现象和实验中分析、归纳、推理得出的结论。如果能够积极地引导学生通过日常熟悉的生活现象去形象地描述和进行适当物理情景的联想,会使学生对概念、规律的理解更加具体而深刻,往往取得事半功倍的效果。
1.利用图片、图形呈现形象思维
教材中很多图片都体现了形象思维。我在教学过程中会将看不见的电流、电压比成常见的水流、水压,这样形象的类比会使学生对抽象的电流、电压产生形象的印象并深刻地存储在大脑中。我在讲密度概念时,学生都能够说出密度是物质的一种特性,只与物质的种类有关。然而,气体密度却有别于固体和液体,气体用掉一半后,由于气体具有流动性,气体的密度是会发生变化的。然而很多气体是无色的,实验起来也比较困难,可以将初状态的图片和末状态的图片展示给学生(如图3),呈现出气体密度变化的特点。学生会恍然大悟,原来用完后的气体是这样分布的,密度当然会变小。同理,我们告诉学生重力的方向总是竖直向下的,苹果落地的图片可以显示出竖直向下。利用下面这幅图(如图4),会让学生清晰地看到在地球的另一端,重力的方向是竖直向下的该如何理解,实际上是垂直于地面指向地心的。让学生走出平面理解竖直向下的误区。
图3(www.xing528.com)
图4
2.图片呈现身边现象,类比物理概念
磁场一直是物理教学中学生较为难理解的一个概念。对于没经验的教师来说很好讲,但能让学生确实理解磁场真实存在是非常困难的。在克服这个难点时,我在引入磁场概念时是这样做的。在黑板的一侧挂上一条丝巾,将吹风机隐藏起来,向丝巾吹风。学生发现丝巾飘动,证明了风场的存在。那磁场呢?小磁针为什么会突然旋转起来,这种物质虽然我们看不见、摸不着,但却让学生深信它是真实存在的,我们定义为磁场。借鉴这种方法,教学中利用形象思维设计出精巧的教学活动,既利于教学的展开,又利于形象思维的培养。
3.列举恰当例子,理解物理规律
在研究物理规律中,我们可以将抽象的知识结合学生已有的生活经验,将其具体化、形象化传授给学生。“内能”“热量”“温度”三者之间的关系一直是很多学生难以逾越的鸿沟。我也做过很多试题强化训练,但效果并不佳。如果我将内能比喻成一个人的财产,热量比喻成资金,温度比喻成这个人的房子和车子,是资产的一种体现。学生在判断下面这两句话“物体在发生热传递是,吸收了热量,内能就会升高”,“一个物体吸收热量,温度就会升高”错误率较高。根据比喻就变成了一个人在不花钱的情况下,有资金涌入(吸热),当然资产(内能)就会增值,第一句话是对的。而一个人资产(内能)增加了,并不一定非得买房子(温度升高)。所以第二句话是错的。这样一来,三个物理量变得有生命了,学生觉得不用机械记忆了,正确率也大大提高了。这样的例子还很多,如电阻的概念我们可以比作是对车流的一种阻碍,从而研究电阻的大小和哪些因素有关。恰当例子,由于贴近生活,学生更易理解,避免了由于大量记忆导致思维混乱的现象。
(三)形象思维提高操作实验,概括实验的能力
物理是一门以实验为基础的科学,物理规律是物理现象和过程的本质联系在人的头脑中的反映,是物质结构和物质运动所遵循的规律,是人们通过观察实验和形象思维而发现的,因此物理实验是以形象思维为基础。例如,在做凸透镜成像规律的实验探究中,引导学生观察通过移动蜡烛和光屏,观察蜡烛在光屏上呈现的不同的像,学生由最初的“直观形象思维”到“意向形象思维”,再到最后的逻辑形象思维,通过自己设计实验步骤,到观察实验的像、物特点,最后自己能够总结出凸透镜成像规律。
关于生活现象的进一步思考和归纳,我们只有顺应学生思维发展规律,才能在物理教学中取得好的收获。从科学实验的角度讲,一个实验成功的关键,要求教师让学生全面把握实验现象,进行自由筛选、重组的形象思维训练,而不是为了实验结果去缩小学生的感知范围,我们的目标是为以后的科学实验打下基础。让学生亲眼看一些物理现象、亲手做一些物理实验,然后与理论的学习相互对照、验证,可以加深理解,便于形成正确的物理图景。对于教学中一些难以理解或难以描述的物理情景,通过实验情景可以让学生一目了然。我在讲串联和并联时,给学生两个灯泡,两个开关,学生电源一个。让他们自由发挥,只要能使灯泡发光即可。孩子们兴趣很浓,积分瞬间热烈起来,他们的创造五花八门。有串联、并联,甚至短路,彼此交流时发现共同处和不同之处,进而研究为什么会出现两灯同时亮,同时灭的情况,还会出现可以一灯亮,一灯灭的情况,我做的就只有将他们总结出的规律起个名字而已,这完全是学生自己探索的结果。又如,讲浮力,阿基米德实验说:浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力。我提供的器材有弹簧测力计、溢水杯、小桶、足量的水。学生马上就会想:浮力如何测量?排开液体的重力如何测量?溢水杯是干什么用的?当这些问题一一解决,物理量和器材一一关联之后,就是他们大展身手的时候。我并没有演示阿基米德实验,学生们自己当了一回物理学家,成就感油然而生。这比老师枯燥的传授要有用得多!再如书、文具盒等可用来模拟物体的运动,分析物体的受力,培养学生解题先画图的良好习惯。实验为学生的认知发展提供了依据,学生在实验中得到了诸多能力的锻炼,活跃了课堂气氛,提高了兴趣,同时也提高了观察事物的能力和逻辑思维的能力。
从中学生身心发展特点出发,将枯燥、难懂的物理问题形象化、具体化,使得物理知识生动、亲切地呈现给学生。活跃了课堂气氛,调动起学生探究的热情,大大提高了学生学习物理的效率。因此,利用形象思维教学,培养学生的物理形象思维有着十分重要的作用!
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