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關(guān)鍵詞: 中學(xué)生 物理思維能力 培養(yǎng)
在中學(xué)物理教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力已成為一個(gè)重要的課題;進(jìn)行物理思維能力培養(yǎng)等的基礎(chǔ)教育改革探究,是落實(shí)素質(zhì)教育,進(jìn)行課程改革的一個(gè)重要手段,而現(xiàn)代物理學(xué)是一門(mén)理論和實(shí)踐高度結(jié)合的精確科學(xué),物理概念的形成、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都需要思維的辨析和加工,而較強(qiáng)的思維能力不可能自然形成,需要漸進(jìn)地培養(yǎng)和鍛煉。所以在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是物理教師研究的重要課題。本文依據(jù)物理思維理論,中學(xué)生物理思維能力的結(jié)構(gòu)模型,以及對(duì)中學(xué)生物理思維能力發(fā)展的研究,參考了已有的培養(yǎng)方案和有關(guān)的資料,提出教師要注重培養(yǎng)幾種物理思維。
一、培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力
形象思維就是讓形象在大腦里動(dòng)起來(lái),并具有連續(xù)的性質(zhì)。形象思維在初中學(xué)生的物理學(xué)習(xí)中起著極為重要的作用。如果學(xué)生對(duì)特定條件下的物理現(xiàn)象和過(guò)程,在頭腦中沒(méi)有建立起正確的物理形象,不會(huì)利用物理形象進(jìn)行思維,就難以把文字?jǐn)⑹觥?shù)學(xué)表達(dá)式和現(xiàn)實(shí)過(guò)程聯(lián)系起來(lái),也就難以正確地進(jìn)行分析、推理、判斷等邏輯思維活動(dòng)。例如:學(xué)生頭腦中沒(méi)有建立起光線的鮮明正確形象,沒(méi)有建立起光的直線傳播的物理圖景,就難以理解和分析影子形成、小孔成像等許多具體的物理問(wèn)題。在頭腦中建立正確的物理形象的目的是為了運(yùn)用形象分析研究物理問(wèn)題。從建立物理形象到運(yùn)用物理形象是一個(gè)飛躍,要有效地培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力,教師必須在建立正確的物理形象的基礎(chǔ)上,將運(yùn)用物理形象進(jìn)行思維貫穿在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)和方面。
二、培養(yǎng)學(xué)生的因果思維能力
因果關(guān)系是客觀世界的一種普遍的、本質(zhì)的關(guān)系。在物理教學(xué)中,深入揭示物理事物、物理概念、物理規(guī)律和物理問(wèn)題中的因果關(guān)系,既有助于學(xué)生牢固掌握物理概念和物理規(guī)律,靈活地運(yùn)用它們解決實(shí)際問(wèn)題,又有利于學(xué)生因果思維能力的培養(yǎng)。如比值定義法是物理學(xué)中定義物理量常用的一種方法,密度、速度、比熱、電阻、電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度等都應(yīng)用了這一方法。但學(xué)生在理解這些物理量時(shí),常常分不清哪些量之間有因果關(guān)系,哪些量之間沒(méi)有因果關(guān)系。例如,在E=F/q中,因果關(guān)系有如下幾個(gè)方面:對(duì)于同一電場(chǎng)分布,q是因,F是果;對(duì)于同一電荷q放在不同的電場(chǎng)中,E是因,F是果。在解決物理問(wèn)題的過(guò)程中,尋因?qū)Ч?、?zhí)果尋因、一題多用、一題多解、一題多變,多層次、多角度、多方法、多方位,用不同的思維方式進(jìn)行因果分析,有助于培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力,使學(xué)生對(duì)物理問(wèn)題的分析更深刻、更全面。
三、培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力
逆向思維是從對(duì)立的角度去考慮問(wèn)題。逆向思維解題的顯著特點(diǎn)就是以未知為起點(diǎn),物理課程蘊(yùn)含多種多樣的概念、公式、規(guī)律,一道習(xí)題往往可以用不同的方法求解。面對(duì)眾多的物理習(xí)題,教師加強(qiáng)對(duì)考生思維方法的訓(xùn)練,提高考生的解題能力,才能收到事半功倍的效果。由于受平時(shí)從已知到未知解題方法的思維定勢(shì)的影響,加之有的教師沒(méi)有注意進(jìn)行逆向思維的訓(xùn)練和能力的培養(yǎng),很多學(xué)生不善于甚至不知道運(yùn)用逆向推理、逆向論證、逆向分析。如一半以上的學(xué)生總認(rèn)為拋出去的物體受到重力和拋力共兩個(gè)力的作用,其原因除受“拋”字的干擾外,更主要的是不善于進(jìn)行逆向分析或逆向論證,假如拋力存在,這個(gè)拋力的施力物體是誰(shuí)呢?反過(guò)來(lái)想一想問(wèn)題就迎刃而解了。教學(xué)實(shí)踐證明,在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力,對(duì)于提高學(xué)生的科學(xué)思維水平,使之逐步養(yǎng)成良好的思維品質(zhì)具有十分重要的作用。
四、培養(yǎng)學(xué)生的比較思維能力
物理比較思維是指確定物理對(duì)象之間差異點(diǎn)和共同點(diǎn)的一種邏輯思維。在物理世界中,對(duì)任何物理客體、物理現(xiàn)象、物理過(guò)程、物理概念、物理公式、物理規(guī)律要能區(qū)別出“同中之異”和“異中之同”,就要較高的物理比較思維,教學(xué)中對(duì)物理比較思維的培養(yǎng)與訓(xùn)練是非常必要的。學(xué)習(xí)牛頓定律時(shí),就存在一些易于混淆與搞錯(cuò)的概念和規(guī)律,其中典型的例子有“二力平衡”跟“一對(duì)作用力和反作用力”的比較。一些學(xué)生在學(xué)習(xí)完牛頓第三定律以后,自以為掌握好了,但在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)總是分不清一對(duì)作用力與反作用力和一對(duì)平衡力這兩組概念。如往往錯(cuò)誤地認(rèn)為既然馬拉車(chē)的力等于車(chē)?yán)R的反作用力,這兩個(gè)力就相互抵消了。針對(duì)這種情況,教師應(yīng)將這兩組概念進(jìn)行比較,找出異同點(diǎn),可以通過(guò)學(xué)生理解錯(cuò)誤的例題,從受力分析的角度出發(fā),找出它們各自的特點(diǎn),再整理出共同點(diǎn)和不同點(diǎn),讓學(xué)生不再誤用。運(yùn)用比較思維,在對(duì)客觀事物進(jìn)行定性的鑒別和定量的分析,對(duì)理論研究的結(jié)果與觀察實(shí)驗(yàn)的對(duì)比分析中,可以啟發(fā)學(xué)生思考問(wèn)題,探求因果關(guān)系,也可能引發(fā)科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)。
五、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力
創(chuàng)新是不斷進(jìn)步的靈魂。強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)僅僅是創(chuàng)新素質(zhì)的起點(diǎn),創(chuàng)造思維才是創(chuàng)新素質(zhì)的“內(nèi)核”。物理教學(xué)恰恰應(yīng)該而且完全能夠在培養(yǎng)人才的創(chuàng)新素質(zhì)方面發(fā)揮它應(yīng)有的作用。如,如何判斷靜摩擦力的方向?一些學(xué)生感到無(wú)從著手,對(duì)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)難以“捉摸”。學(xué)生可進(jìn)行創(chuàng)新思維:如果接觸面是光滑的,物體會(huì)向什么方向運(yùn)動(dòng)?這個(gè)運(yùn)動(dòng)方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向關(guān)系如何?從而得到這個(gè)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向就是物體在光滑接觸面上運(yùn)動(dòng)的方向。
總之,素質(zhì)教育的核心是思維和實(shí)踐能力的培養(yǎng),在物理教學(xué)中教師要注意培養(yǎng)學(xué)生思維能力,精心設(shè)計(jì)出一個(gè)個(gè)較好的思維情景,創(chuàng)造出一個(gè)個(gè)利于培養(yǎng)學(xué)生思維的機(jī)會(huì),激勵(lì)學(xué)生敢于打破思維定勢(shì)的框套、大膽猜想、積極探究,不斷拓展學(xué)生發(fā)散思維的空間,深化學(xué)生思維的層次。雖然思維能力的培養(yǎng)是一項(xiàng)復(fù)雜工程,絕非一朝一夕之功,要想使學(xué)生在校期間就能通過(guò)培養(yǎng)做出驚天動(dòng)地的創(chuàng)造發(fā)明是不現(xiàn)實(shí)的,但可堅(jiān)信,只要我們以高度責(zé)任感,持之以恒地重視探索培養(yǎng),必定會(huì)見(jiàn)效于學(xué)生未來(lái)的創(chuàng)造性工作、學(xué)習(xí)和生活之中。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)邏輯思維能力 數(shù)學(xué)教學(xué) 培養(yǎng) 《直線與圓錐曲線位置關(guān)系》的課堂教學(xué)
【中圖分類號(hào)】G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2015)10-0165-01
羅素說(shuō):“數(shù)學(xué)是符號(hào)加邏輯”。邏輯思維是創(chuàng)造思維的基礎(chǔ),創(chuàng)造思維往往是邏輯思維的簡(jiǎn)縮。數(shù)學(xué)教學(xué)是數(shù)學(xué)活動(dòng)的教學(xué),即思維活動(dòng)的教學(xué)。但現(xiàn)在高中課堂教學(xué)過(guò)程中往往忽視了數(shù)學(xué)最本質(zhì)的邏輯思維能力的培養(yǎng)。導(dǎo)致學(xué)生思想方法缺乏,思維慣性造成思維機(jī)械,思維惰性造成思維模糊。如何在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,養(yǎng)成良好的思維品質(zhì)。本文旨在探究課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的一些做法。
一、在創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境中滲透數(shù)學(xué)邏輯思維,培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性和靈活性。
要培養(yǎng)和提高學(xué)生的數(shù)學(xué)邏輯思維能力,就必須把學(xué)生組織到對(duì)所學(xué)內(nèi)容的分析和綜合、比較和對(duì)照、抽象和概括、判斷和推理等思維的過(guò)程中來(lái)。教學(xué)中要重視思維過(guò)程的組織。在《直線與圓錐曲線位置關(guān)系》的課堂教學(xué)中。
【教師提問(wèn)】:直線和圓錐曲線的位置關(guān)系,我們是從研究直線還是研究圓錐曲線入手。
【學(xué)生回答】:從直線入手。
【教師追問(wèn)】:為什么從直線入手。
【學(xué)生思考后回答】:高中階段的圓錐曲線的位置相對(duì)固定(以坐標(biāo)原點(diǎn)為中心)
直線的位置相對(duì)變化多,直線的斜率可以變化,直線過(guò)的定點(diǎn)可以變化,所以從直線入手。
顯然,這樣的創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境就是從數(shù)學(xué)本質(zhì)出發(fā), 通過(guò)數(shù)學(xué)知識(shí)的橫向聯(lián)系培養(yǎng)了邏輯思維能力。在一系列的提問(wèn)回答中,充分注重向?qū)W生展現(xiàn)探究問(wèn)題的全部失敗或成功的思維過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生周密、嚴(yán)謹(jǐn)、靈活思考問(wèn)題的良好習(xí)慣,既處處體現(xiàn)了邏輯思維的深刻性、嚴(yán)謹(jǐn)性,又體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想方法、函數(shù)思想方法。從而開(kāi)闊思路,培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性和靈活性。
二、在探究新知中滲透數(shù)學(xué)邏輯思維,培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性和深刻性。
數(shù)學(xué)問(wèn)題的教學(xué)是數(shù)學(xué)思維活動(dòng)的教學(xué)。教學(xué)的最終目的不僅是數(shù)學(xué)知識(shí),更重要的是解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的邏輯思維活動(dòng)過(guò)程。因此,在數(shù)學(xué)問(wèn)題解決中要注重培養(yǎng)學(xué)生思維能力,而邏輯思維能力在思維能力中又占有極其重要的地位。向?qū)W生展現(xiàn)知識(shí)形成的過(guò)程和背景過(guò)程,逐漸地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)邏輯思維能力,讓數(shù)學(xué)思想方法潛移默化地扎根于學(xué)生思維中,通過(guò)學(xué)習(xí)不斷地得到豐富、發(fā)展。在《直線與圓錐曲線位置關(guān)系》的課堂教學(xué)中,設(shè)計(jì)了如下例題。
【例題1】:探究直線y=kx+1與橢圓■+■=1有幾個(gè)交點(diǎn)?
【分析】:從幾何性質(zhì)出發(fā),我們發(fā)現(xiàn)直線恒過(guò)點(diǎn)P(0,1),點(diǎn)P在橢圓內(nèi),所以直線和橢圓一定有兩個(gè)交點(diǎn)。
【例題2】:已知:直線l過(guò)雙曲線 ■-■=1外的一點(diǎn)P(0,1),探究直線與雙曲線交點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
【分析】:從幾何性質(zhì)出發(fā),我們發(fā)現(xiàn)直線l過(guò)雙曲線外點(diǎn)P(0,1),所以直線和雙曲線的交點(diǎn)個(gè)數(shù)可能是沒(méi)有交點(diǎn),一個(gè)交點(diǎn)和兩個(gè)交點(diǎn)三種情況。
【例題3】:已知拋物線C的焦點(diǎn)為(0,1),過(guò)點(diǎn)P(0,-1)的直線l與拋物線相切與M,N兩點(diǎn),求:M,N的坐標(biāo)。
【分析】:直線與圓錐曲線位置關(guān)系中,相切一定只有一個(gè)交點(diǎn),但是直線與圓錐曲線只有一個(gè)交點(diǎn)時(shí),位置關(guān)系不一定是相切。
在課堂教學(xué)中例題設(shè)計(jì)首先就要有邏輯性,本節(jié)課的三個(gè)引入例題,就很好的體現(xiàn)了邏輯思維順向性。首先三個(gè)例題包含圓錐曲線中的橢圓,雙曲線,拋物線。其次直線分為過(guò)圓錐曲線內(nèi)和圓錐曲線外的定點(diǎn),最后從直線與圓錐曲線位置關(guān)系的相切入手。雖然只用了三個(gè)引例,但包含了直線與圓錐曲線位置關(guān)系的所有內(nèi)容,做到了從簡(jiǎn)易入手,引導(dǎo)學(xué)生探究發(fā)散性思維,可見(jiàn)具有數(shù)學(xué)邏輯性的教學(xué)安排,可以在課堂教學(xué)的有限時(shí)間里,盡量大容量的展示教學(xué)內(nèi)容。指導(dǎo)學(xué)生將已知遷移到未知、將新知識(shí)轉(zhuǎn)化到舊知識(shí),從而擴(kuò)展他們的認(rèn)知結(jié)構(gòu),溝通知識(shí)之間的聯(lián)系,培養(yǎng)數(shù)學(xué)邏輯思維的廣闊性和深刻性。
三、在練習(xí)糾錯(cuò)中滲透數(shù)學(xué)邏輯思維,培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和創(chuàng)造性。
培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力必須重視良好思維品質(zhì)的培養(yǎng),教學(xué)中要充分重視教材中例題的解法,怎樣分析的,有沒(méi)有不足之處,指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)聯(lián)想和類比,拓寬思路,選擇最佳思路,從而培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和創(chuàng)造性。
【例題1解析】:聯(lián)立直線方程與橢圓方程:y=kx+1■+■=1方程組解得個(gè)數(shù)就是交點(diǎn)個(gè)數(shù)。消元后得到:(9k2+4)x2+18kx-27=0=1296k2+432>0恒成立
所以直線與橢圓有兩個(gè)交點(diǎn)。
【糾錯(cuò)】:函數(shù)首項(xiàng)含參數(shù)的時(shí)候,只有首項(xiàng)不為0時(shí),才是二次函數(shù),才能討論,這是很多同學(xué)都忽略的問(wèn)題。
【例題2解析】:設(shè)直線方程為:y-1=kx,然后聯(lián)立直線方程與雙曲線方程,消元后討論二次函數(shù)的的情況。
【糾錯(cuò)】:直線的點(diǎn)斜式是建立在斜率存在的情況下的,所以過(guò)點(diǎn)設(shè)直線方程首先要考慮斜率不存在的情況。
【例題3解析】:聯(lián)立直線方程與拋物線方程:y2=4xy=k(x-1)
方法一:消x得:ky2-4y-4k=0
方法二:消y得:k2x2-(2k2+4)x+k2=0
【糾錯(cuò)】:首先消x的過(guò)程中就要討論兩邊只能同時(shí)除去一個(gè)不為0的數(shù),其次,當(dāng)首項(xiàng)為0時(shí),函數(shù)為一次函數(shù),這時(shí)只有一個(gè)解,但直線與拋物線的位置關(guān)系不是相切。
關(guān)鍵詞:高中物理;建模;思維能力
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)42-0083-02
隨著新課程改革的深入發(fā)展,高中物理課程的改革更加注重學(xué)生的全面發(fā)展及科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng),并著重關(guān)注了如何在科學(xué)探究中更好地落實(shí)物理新課程三維目標(biāo)這個(gè)問(wèn)題。而物理建模的方法是研究基礎(chǔ)物理最基本的方法,也是學(xué)生有效解決實(shí)際問(wèn)題最重要的途徑,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中更好地培養(yǎng)了自身的形象思維和抽象思維這兩方面的能力。因此,物理教師在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中要通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生在解題過(guò)程中學(xué)會(huì)運(yùn)用建模的方法,提高學(xué)生的建模能力,從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
一、高中物理教學(xué)與培養(yǎng)學(xué)生思維的關(guān)系
物理學(xué)實(shí)際上是一門(mén)對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、相互作用、物理運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、試驗(yàn)方法和思維方法進(jìn)行研究的自然學(xué)科。物理學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)容非常廣泛,涵蓋了大自然中許多未知的領(lǐng)域,而這些領(lǐng)域都是充滿著許多美妙而神秘的色彩,能夠很好地引起學(xué)生的興趣和求知欲,在學(xué)習(xí)過(guò)程中能更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力和思維能力。物理學(xué)的研究具有一套極其完備而全面的方法,包括分類比較、分析綜合、抽象概括、科學(xué)推理以及物理建模等方法。物理學(xué)的這些方法的應(yīng)用,尤其是物理建模方法的運(yùn)用為學(xué)生在思維能力方面的培養(yǎng)提供了最肥沃的領(lǐng)地,從而為學(xué)生將來(lái)走向不同的專業(yè)領(lǐng)域打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和作了最好的鋪墊。
二、物理建模的概念及特點(diǎn)
物理建模實(shí)際上就是把復(fù)雜繁瑣的實(shí)際情況通過(guò)建立模型轉(zhuǎn)化成相對(duì)容易接受的一個(gè)較為簡(jiǎn)單的物理情境,形成具有經(jīng)驗(yàn)型的規(guī)律,從而使物理問(wèn)題得到更簡(jiǎn)捷、形象的處理。而物理模型又可以分為兩類,即間接模型和直接模型這兩大類。間接模型就是對(duì)閱讀后的物理場(chǎng)景經(jīng)過(guò)思維而形成的時(shí)空?qǐng)D像,它相對(duì)是比較困難和復(fù)雜的;直接模型相對(duì)于間接模型而言,由于其思維加工的程度比較淺,因此會(huì)比間接模型簡(jiǎn)單,它是對(duì)物理情景形成時(shí)空?qǐng)D像的。
三、高中物理建模對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)
很多心理學(xué)家表明,人的思維能力可分為抽象思維能力和形象思維能力。而抽象的邏輯思維能力在發(fā)展的過(guò)程中是存在一個(gè)成熟期和關(guān)鍵時(shí)期的,其中初中階段是學(xué)生形成與發(fā)展思維能力的關(guān)鍵期,而高中這一階段則是形成和發(fā)展學(xué)生思維能力的成熟期,也就是學(xué)生思維進(jìn)行定型的最關(guān)鍵的時(shí)期。而思維能力的這一發(fā)展特征,又為物理教學(xué)對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)提供了相應(yīng)的時(shí)間條件。截至目前,高中物理教學(xué)最有效的教學(xué)方法就是物理建模的方法,它對(duì)學(xué)生形象思維能力和抽象思維能力這兩種思維能力的培養(yǎng)起到了重要的作用。
1.高中物理建模培養(yǎng)了學(xué)生的形象思維能力。形象思維能力對(duì)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)發(fā)揮了不可或缺的作用。它不僅有利于對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析以及促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理概念的理解,而且也有利于對(duì)學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。在物理教學(xué)中,對(duì)學(xué)生形象思維能力的培養(yǎng)途徑多種多樣,例如,可以通過(guò)在學(xué)生面前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的演示來(lái)加深學(xué)生對(duì)有關(guān)物理知識(shí)與想象的印象,又或者運(yùn)用類比的方法,通過(guò)對(duì)不同物理概念的類比來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力等等。在這些方法中,物理建模的方式對(duì)學(xué)生形象思維能力的培養(yǎng)起到了很重要的作用。物理建模實(shí)際上要經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程,即對(duì)模型的構(gòu)建、驗(yàn)證和應(yīng)用這三個(gè)過(guò)程。首先是模型的構(gòu)建這一過(guò)程,它是由具體的物理情境開(kāi)始,通過(guò)對(duì)這一情境建立起一個(gè)模型,然后再去分析和評(píng)價(jià)它,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)情境的理解。而關(guān)于這些情境,需要我們對(duì)其進(jìn)行加工處理,然后篩選信息等。而模型的構(gòu)建過(guò)程涉及到以下三個(gè)步驟:一是對(duì)研究對(duì)象的確定,選擇適當(dāng)?shù)膮⒖枷?,?duì)系統(tǒng)物理量或研究對(duì)象進(jìn)行描述;二是對(duì)研究系統(tǒng)的圖解;三是對(duì)研究對(duì)象特點(diǎn)的確定,建立或選擇模型。其次是對(duì)模型的驗(yàn)證,這主要涉及到對(duì)物理模型的評(píng)價(jià),模型的準(zhǔn)確度是與精確度水平相對(duì)應(yīng)的。再次是對(duì)物理模型的應(yīng)用。而這些物理建模的過(guò)程都需要我們對(duì)模型有一個(gè)形象的把握,在這個(gè)建模的過(guò)程中,需要重新調(diào)動(dòng)我們的形象思維能力,在大腦中形成直接的時(shí)空形象,從而對(duì)物理建立的模型有了形象的把握。因此,物理建模的過(guò)程,首先就是對(duì)學(xué)生形象思維能力培養(yǎng)的過(guò)程,從而使得物理建模更好地培養(yǎng)了學(xué)生的形象思維能力。
2.高中物理建模培養(yǎng)了學(xué)生的抽象思維能力。抽象思維能力主要是經(jīng)過(guò)對(duì)物理的概念、判斷和推理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物理事物本質(zhì)的反映的。它是以概念為基礎(chǔ)的,最終的目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)物理現(xiàn)象及其事物本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。而高中物理對(duì)學(xué)生的抽象思維能力的培養(yǎng)途徑也有很多,如可通過(guò)物理規(guī)律的建立和概念的形成去實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生抽象思維能力的培養(yǎng),又例如,可以通過(guò)分析物體之間的相互作用的現(xiàn)象來(lái)獲得對(duì)力的概念的掌握,并且還可以認(rèn)識(shí)到力實(shí)際上就是物體對(duì)物體作用的這一本質(zhì)。而物理建模的方式是培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力最重要的途徑。例如,在對(duì)質(zhì)點(diǎn)這一知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)上,可以通過(guò)物理建模的方式建立起質(zhì)點(diǎn)模型,從而突出物理質(zhì)量這個(gè)主要因素。而在這個(gè)物理建模過(guò)程中需要用到很多種方法,包括近似與忽略、類比與推理、假設(shè)與驗(yàn)證及抽象與概括等幾種方法,而抽象與概括又是物理建模最重要的方法。由于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)錯(cuò)綜復(fù)雜、種類也相當(dāng)繁雜,并且各具特征,而一個(gè)物理問(wèn)題往往還會(huì)涉及許多因素,建模的過(guò)程就是要通過(guò)抽象和概括有效地選擇事物的相關(guān)因素,從而建立起相關(guān)的物理模型。因此,物理建模的過(guò)程實(shí)際就是學(xué)生抽象思維應(yīng)用的過(guò)程。高中物理建模對(duì)學(xué)生抽象思維的培養(yǎng)與鍛煉產(chǎn)生了重要的意義。
物理建模是高中物理教學(xué)中最有效的一種教學(xué)方法,不僅使學(xué)生的形象思維能力得到培養(yǎng),而且使得學(xué)生的抽象思維也得到了很好的鍛煉。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:高中;數(shù)學(xué)教學(xué);創(chuàng)新思維;能力培養(yǎng)
中圖分類號(hào):G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號(hào):1674-9324(2012)06-0049-02
當(dāng)今社會(huì),人們?cè)絹?lái)越重視創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)?!皠?chuàng)新是一個(gè)民族發(fā)展的不竭動(dòng)力”這句話同樣也適用于個(gè)人的發(fā)展,創(chuàng)新是一個(gè)人發(fā)展的不竭動(dòng)力。所以教師在教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)該靈活運(yùn)用各種教學(xué)方法與手段,著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。本文以高中數(shù)學(xué)教學(xué)為例,探討了有關(guān)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)的問(wèn)題。
一、高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的重要性
創(chuàng)新思維,是指在學(xué)習(xí)或者處理問(wèn)題過(guò)程中,與他人不同的、帶有創(chuàng)見(jiàn)性見(jiàn)解的思維,這是一種思考問(wèn)題的方式,是將集中思維與發(fā)散思維綜合的一種思維能力。創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)被作為高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的能力目標(biāo),是有其積極作用的。
學(xué)生在學(xué)習(xí)高中數(shù)學(xué)知識(shí)的過(guò)程中,最好的老師就是其本身對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的興趣,但是如果學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)只是停留在表層的認(rèn)識(shí)與理解,這樣,并不能很好地將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到生活實(shí)踐中,而且學(xué)習(xí)的時(shí)間也會(huì)被延長(zhǎng)。所以,要想更好地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí),需要學(xué)生發(fā)展創(chuàng)新思維進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生的創(chuàng)新思維能力是高中數(shù)學(xué)教師在教學(xué)過(guò)程中,有意識(shí)地培養(yǎng)的,對(duì)提高學(xué)生高中數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)效果具有重要的促進(jìn)作用。另外,創(chuàng)新思維能力并不是只停留在某一個(gè)階段,如果學(xué)生不斷進(jìn)行創(chuàng)新思維能力的鍛煉,那么將會(huì)養(yǎng)成運(yùn)用創(chuàng)新思維思考問(wèn)題的習(xí)慣,對(duì)于學(xué)生進(jìn)入更高學(xué)府、學(xué)習(xí)更深層次的知識(shí),都有較好的促進(jìn)作用。
二、高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的建議
現(xiàn)今階段,社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,促使著我國(guó)高中數(shù)學(xué)教學(xué)方法與教學(xué)目標(biāo)也要進(jìn)行改革與創(chuàng)新,需要教師能夠應(yīng)用先進(jìn)的教學(xué)理念與教學(xué)手段,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。而高中數(shù)學(xué)是一門(mén)邏輯性較強(qiáng)的綜合學(xué)科,對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)具有重要的作用。所以,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)該運(yùn)用各種教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,這樣才能促進(jìn)學(xué)生的全面協(xié)調(diào)發(fā)展。
營(yíng)造寬松的教學(xué)氛圍,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng),需要有一個(gè)和諧、寬松的教學(xué)氛圍來(lái)進(jìn)行。這樣的教學(xué)氛圍,使學(xué)生能夠得到足夠的放松,而且頭腦中沒(méi)有固定的框架,就不會(huì)受到思維定式的影響,有利于學(xué)生的創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。另外,在進(jìn)行數(shù)學(xué)習(xí)題的解答過(guò)程中,教師要給予學(xué)生科學(xué)、合理的指導(dǎo)與評(píng)價(jià),教師不要輕易地否定學(xué)生的想法,對(duì)學(xué)生的進(jìn)步要給予贊揚(yáng);關(guān)心學(xué)生的思考方式,這樣寬松的氛圍,才能促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。
有效設(shè)置情境,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與創(chuàng)新思維的潛能。曾有人說(shuō)過(guò):“興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)最好的老師”,那么同樣也可以這樣認(rèn)為:興趣是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維潛能的最好的老師。所以在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與創(chuàng)新思維的潛能時(shí),教師可以有效地設(shè)置教學(xué)情境,使學(xué)生在多彩的教學(xué)情境中,充分挖掘自身創(chuàng)新思維的潛能。
比如,教師在進(jìn)行高中數(shù)學(xué)“點(diǎn)斜式直線方程”相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)時(shí),教師可以設(shè)置這樣的教學(xué)情境:在直線方程的家族中,有這樣一個(gè)成員,它的表示方法是y-y1=k(x-x1),我們叫它點(diǎn)斜式直線方程。那么大家根據(jù)我們上節(jié)課所學(xué)的知識(shí)想一想,問(wèn)題一:這個(gè)點(diǎn)斜式直線方程的斜率是什么?問(wèn)題二:斜率的范圍是什么?問(wèn)題三:當(dāng)你為斜率給定一個(gè)值時(shí),會(huì)有什么情況發(fā)生?教師將故事情境與問(wèn)題情境有效地綜合在一起,打破了傳統(tǒng)教學(xué)方式的“灌輸式”教學(xué)限制,使學(xué)生能夠根據(jù)教師的問(wèn)題充分地思考,而且教師還設(shè)置了開(kāi)放性的問(wèn)題三,使學(xué)生的創(chuàng)新思維能力得到充分地發(fā)展與鍛煉,并且在不斷地思考中得到問(wèn)題的答案。
應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法,使學(xué)生樹(shù)立“問(wèn)題意識(shí)”。學(xué)生在高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中,如果只是一味地接受教師所傳授的知識(shí),那么他的創(chuàng)新思維能力發(fā)展將會(huì)受到限制;如果學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中,不斷地進(jìn)行思考與提問(wèn),那么他的創(chuàng)新思維能力將得到很好的發(fā)展。由此可見(jiàn),教師在高中數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法進(jìn)行高中知識(shí)的傳授、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力是必要的。學(xué)生為了完成任務(wù),勢(shì)必會(huì)進(jìn)行提問(wèn),并在提問(wèn)中逐漸養(yǎng)成“問(wèn)題意識(shí)”,使學(xué)生在完成教師布置任務(wù)的同時(shí),發(fā)展了創(chuàng)新思維能力。
比如,在探討“圓與圓的位置關(guān)系”問(wèn)題時(shí),教師完全可以將它作為一個(gè)任務(wù),組織學(xué)生進(jìn)行小組討論學(xué)習(xí)。學(xué)生在思考“圓與圓的位置關(guān)系”時(shí),就要思考兩個(gè)圓形的半徑R、r與兩個(gè)圓形之間的距離d的關(guān)系,進(jìn)而通過(guò)探討三者之間的關(guān)系,得出兩個(gè)圓形之間的位置關(guān)系:當(dāng)d>R+r時(shí),兩圓外離,有四條公切線;當(dāng)d=R+r時(shí),兩圓外切,連心線過(guò)切點(diǎn),有兩條外公切線,一條內(nèi)公切線;當(dāng)R-r<d<R+r時(shí),兩圓相交,連心線垂直平分公共弦,有兩條外公切線;當(dāng)d=|R-r|時(shí),兩圓內(nèi)切,連心線經(jīng)過(guò)切點(diǎn),只有一條公切線;當(dāng)d<|R-r|時(shí),兩圓內(nèi)含;當(dāng)d=0時(shí),為同心圓。
創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)是高中數(shù)學(xué)教學(xué)階段的重要教學(xué)目標(biāo),所以,高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)該靈活運(yùn)用各種教學(xué)方法與手段,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。學(xué)生的創(chuàng)新思維能力得到充分地發(fā)展,才能促使學(xué)生將創(chuàng)新思維能力有效地運(yùn)用到高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)與解題過(guò)程中,進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。
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一、傳授知識(shí)與培養(yǎng)思維能力的關(guān)系
初中物理講壓力、壓強(qiáng)的概念,教學(xué)安排從觀察實(shí)驗(yàn)出發(fā)經(jīng)過(guò)分析概括給出定義和公式。這樣做符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和初中學(xué)生的思維水平,學(xué)生容易理解和掌握。接著講液體內(nèi)部壓強(qiáng),從實(shí)驗(yàn)分析得出液體內(nèi)部存在壓強(qiáng),其大小隨深度而增加,學(xué)生也容易理解。進(jìn)一步學(xué)習(xí)液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式P=ρgh時(shí),一般學(xué)生都感到困難,原因是把壓強(qiáng)概念擴(kuò)展到液體內(nèi)部壓強(qiáng)時(shí)影響壓強(qiáng)大小,從單因素?cái)U(kuò)展到多因素,學(xué)生難以把P與ρ,g,h聯(lián)系起來(lái)。講授壓強(qiáng)公式的過(guò)程中講清P與諸因素之間的數(shù)量關(guān)系,不僅學(xué)生充分理解和掌握P=ρgh而且會(huì)把學(xué)生的思維能力提高到一個(gè)新的水平。這樣才能不斷地把新的知識(shí)、研究問(wèn)題方法和思維能力納入到已掌握的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)中去,發(fā)展原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)。優(yōu)化的教學(xué)過(guò)程就是讓學(xué)生的思維能力由低層次向高層次發(fā)展的過(guò)程。
二、學(xué)生的思維能力與學(xué)習(xí)新知識(shí)必備的思維能力的關(guān)系
中學(xué)物理基礎(chǔ)知識(shí)有的是從大量感性材料抽象概括出來(lái)的,比較直觀具體的,但也有的是從概念和規(guī)律綜合推理演繹得出的。反映物質(zhì)運(yùn)動(dòng)本質(zhì)聯(lián)系和規(guī)律或物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)化,這是更深層次的理論和普遍規(guī)律。因此講中學(xué)物理基礎(chǔ)知識(shí)也要分層次。勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度與變速運(yùn)動(dòng)的平均速度,歐姆定律與電功、電功率的計(jì)算公式可以看作是相互聯(lián)系的兩個(gè)層次的物理概念和規(guī)律。還有壓強(qiáng)與液體內(nèi)部壓強(qiáng),光的反射定律與平面鏡的應(yīng)用,光的折射定律與透鏡的應(yīng)用等,也都是如此。這就說(shuō),使學(xué)生理解、掌握物理概念和規(guī)律過(guò)程中不僅要注意教給學(xué)生一定的基礎(chǔ)知識(shí)及研究問(wèn)題的方法,同時(shí)還要使他們具備相應(yīng)的能力,特別是思維能力,才能得到良好的教學(xué)效果。
物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)具有邏輯體系和層次結(jié)構(gòu)。學(xué)生認(rèn)知能力的發(fā)展也是有序的、分層次的,是由低級(jí)向高級(jí)的發(fā)展過(guò)程。教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律,適合學(xué)生的思維能力,他們就容易理解和掌握知識(shí)。但是在一般情況下,學(xué)生的思維能力落后于學(xué)習(xí)新知識(shí)的要求。學(xué)生思維內(nèi)部矛盾思維發(fā)展的動(dòng)力。教師在教學(xué)中主導(dǎo)作用就在于采取多種教學(xué)方法和教學(xué)手段促進(jìn)學(xué)生思維矛盾的發(fā)展,引導(dǎo)學(xué)生在理解和掌握知識(shí)的過(guò)程中提高思維能力。
那么,怎樣才能提高學(xué)生的思維能力,使之適應(yīng)學(xué)習(xí)更高層次物理知識(shí)的要求呢?首先,要使教材和教學(xué)過(guò)程符合學(xué)生思維發(fā)展特點(diǎn)。初中生是處在以經(jīng)驗(yàn)型為主的抽象邏輯思維階段,思維過(guò)程需要感性材料的支持。因此堅(jiān)持以觀察實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)把物理知識(shí)層次結(jié)構(gòu)與學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)相統(tǒng)一,這是物理教材編排和物理教學(xué)符合教學(xué)規(guī)律和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律有重要標(biāo)志。其次,要在原有知識(shí)基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新知識(shí)堅(jiān)持由淺入深、循序漸進(jìn)的原則。第三,要采用多種教學(xué)手段、教學(xué)方法,給學(xué)生“搭臺(tái)階”,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,把問(wèn)題想明白。從實(shí)驗(yàn)總結(jié)出有關(guān)概念、規(guī)律,要注意分析這些概念、規(guī)律有形成過(guò)程,用演繹和推理得出概念和規(guī)律時(shí)要抓住這種推理過(guò)程及其它的物理意義。
三、思維能力的共同性思維活動(dòng)個(gè)體性的關(guān)系
物理教學(xué)的主要形式是課堂教學(xué)。教師要在一節(jié)課內(nèi)有計(jì)劃、有組織地完成規(guī)定的教學(xué)目標(biāo),學(xué)生則要按照教師的計(jì)劃,按照同一教學(xué)進(jìn)度學(xué)習(xí)相同的內(nèi)容。這樣的課堂教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)教學(xué)思維內(nèi)容的共同性,而容易忽視思維的個(gè)體的內(nèi)在心理活動(dòng)和學(xué)生思維發(fā)展的個(gè)體性差異。
教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容幾重點(diǎn)。精心設(shè)計(jì)教學(xué)方案。首先,提出問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生思維的積極性和主動(dòng)性,“一石激起千層浪”。當(dāng)然這些問(wèn)題可以通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)提出,也可以通過(guò)一個(gè)物理現(xiàn)象、物理命題提出,接著學(xué)生探求問(wèn)題答案的思維活動(dòng)是個(gè)體內(nèi)在心理活動(dòng)。由于學(xué)生思維活動(dòng)個(gè)體差異較大,這時(shí)應(yīng)給學(xué)生一定的思維時(shí)間和思維空間去想象分析,判斷、綜合,把共同思維內(nèi)容轉(zhuǎn)化為個(gè)體的思維活動(dòng)。這時(shí)教師的主導(dǎo)作用應(yīng)體現(xiàn)在采取多種教學(xué)手段引導(dǎo)學(xué)生的思維。如引導(dǎo)學(xué)生做物理實(shí)驗(yàn),閱讀教科書(shū)幫助學(xué)生復(fù)習(xí),與新問(wèn)題有關(guān)的概念、規(guī)律,利用圖示引導(dǎo)思路、揭示研究問(wèn)題的結(jié)論以及得出這一結(jié)論的一般思維過(guò)程,將研究問(wèn)題的方法告訴學(xué)生。這樣的教學(xué)過(guò)程體現(xiàn)了學(xué)生的主體性和教師的主導(dǎo)性作用。如果引出課題后,教師把思維過(guò)程及結(jié)論直接講給學(xué)生來(lái)代替學(xué)生個(gè)體的思維活動(dòng),長(zhǎng)此下去,學(xué)生遇到問(wèn)題就等老師講,挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極、主動(dòng)的探求精神,這就談不上培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
四、非智力因素與培養(yǎng)思維能力的關(guān)系
人的智力發(fā)展不是孤立的,它受到多種智力因素的相互促進(jìn),相互制約,同時(shí)與非智力因素交互作用、交互影響。
課堂教學(xué)在教師指導(dǎo)下,學(xué)生積極主動(dòng)地獲取知識(shí),并掌握學(xué)習(xí)方法提高獲取知識(shí)的能力。而學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性來(lái)源于學(xué)習(xí)物理的目的、興趣和學(xué)習(xí)的堅(jiān)強(qiáng)意志等非智力因素。因此非智力因素能促進(jìn)學(xué)生智力的發(fā)展,智力發(fā)展又使學(xué)生提高了能力。良好的學(xué)習(xí)成績(jī),能激勵(lì)和鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、鍛煉堅(jiān)強(qiáng)的學(xué)習(xí)意志,促進(jìn)非智力因素的發(fā)展。這兩者的相互促進(jìn)、相互制約,貫穿著思維能力發(fā)展的全過(guò)程。