物理课培养学生抽象思维的方法

作者:佚名 资料来源:网络 点击数:

物理课培养学生抽象思维的方法

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物理课培养学生抽象思维的方法
 
一、重视物理实验教学,降低学生思维坡度

学生的抽象思维能力的培养绝非一日之功,也绝不可是一蹴而就,而要经过一个反复的,循序渐进的过程。在高中物理教学中,尤其是高一物理教学中注重物理形象教学,降低学生思维坡度,就显得尤为重要。物理学是一门实验为基础的科学,实验在物理教学中起着举足轻重的作用,在研究到抽象问题时,如果能够设计一些合适的实验,使它形象地显现出来,使学生的思维建立在观察和实验的基础上,在实验与思维的有机结合中不知不觉降低了抽象思维的难度,从而使学生切实从形象思维上升到抽象思维,例如,高中必修课,《电磁感应现象》的教学过程中,首先做一些生动的“电磁感应”实验让学生观察,获得鲜明的感性认识,然后引导学生对各种电磁感应现象进行比较与分析。

 

这样组织教学首先是感知物理现象,使学生获得丰富的感性认识,然后引导对获取的感性材料从两方面进行加工。一方面概括形象知识,建立典型形象,并发展为理性形象,存储于大脑的右半球;另一方面舍弃具体形象,抽取现象的本质,形成概念,建立规律,用符号或语言记忆于大脑的左半球,形象与语言相互对应;相互联系,相辅相成统一于思维之中,促百形象思维和抽象思维和谐发展。

二、以物理建模培养抽象思维能力

物理模型不只是知识的结晶,也是思维的结晶,物理模型的建立,是培养抽象思维的好方法。例如高一第六章《万有引力定律》,这章涉及的问题多、公式多,学生感到混乱。仔细分析,这部分知识可归结为两个物理模型。

1.行星模型。如图1所示,其特点是有一中心天体M(可以是太阳,行星,地球,月亮),星体m(可以是行星,地球,月亮,或卫星)绕天体做圆周运动。其动力学特征是万有引力作向心力,运动学特征是做匀速圆周运动。由此可得:

 
2.球体模型。如图2所示,m在天体M表面随M一起运动。当忽略天体M自转时,万有引力等于重力,即GMm/r2=mg,行星模型得出的结论在此处对m不适用。如周期T不与轨道半径的二分之三次方成正比,而与天体M的自转周转相等。教师指导学生建立了模型,引导学生掌握,在建立了模型的过程中,培养了学生的抽象思维能力。

 

 
三、以概念教学培养抽象思维

物理概念是抽象思维的成果,物理概念教学的目标之一就是培养学生的思维能力。在物理概念教学中,要使学生明确建立物理概念的事实依据,教师应该充分挖掘概念教学中各环节的潜能,引导学生运用抽象思维方法,掌握物理概念,培养抽象思维。下面以“功”的概念教学为例,对各个环节的潜能做探索性的挖掘:

“功”是在“力”的基础上形成的概念。对于初学者来说,是一个复杂而又抽象的新概念。物理教师可以这样提出问题:“功”是一个多义词,力学中的“功”又是什么意思?问题提出,引起学生启动思维。学生会分析“功”的两种基本意思,并进行比较两者的区别,进而对力学中的“功”产生猜想与期待。教师对“做功”的概念进行阐述之后,指导学生阅读导读材料,联系机车牵引车厢等生活实例,再组织学生用力推动纸盒前移、用手把水桶提起等实验。在这些感性材料的基础上,引导学生用抽象思维方法进行思考。通过分析综合、概括得出功的特征是:(1)物体受到某个力F的作用;(2)该受力物体沿此力方向发生了位移S。

四、优化习题教学,培养抽象思维

在习题教学中利用比较和类比思维,培养学生解决抽象物理问题的能力。比较和类比是解决物理问题的一种方法,特别是解决抽象物理问题的一种常用方法。

1.比较是揭示不同事物之间的相同点和不同点的科学方法,形象比较是将目标形象与主体头脑中的已有形象进行同异比较,判断其相似程度,从而通过适当的思维加工与改造,将新的形象联结于原有表象系统相应环节,使主体能够直接调用已有的经验知识,对问题迅速作出判断,从而加强解决抽象物理问题的能力。

2.类比是一种创造性的思维方法,形象类比是根据两事物的部分形象特征相似,推出两事物其它方面的形象特征也可能相似。形象类比能帮助人们从已知事物的有关理论建设假说去说明新事物,使主体从对已知事物的判断过渡到对未知事物的判断。例如,电容器的电容是一个非常抽象的概念,水容器是储存水的容器,电容器是储存电荷的容器,若把电容器跟盛水的直筒容器比较,水量相当于电量,水深相当于电势差不同的直筒电容器使它们的水面升高1厘米所需的水量不同,这与使不同的电容器电势差增加1伏所需要的电量不同相类似。这个比喻可以帮助学生形象地理解电容的含义。

有的物理问题看上去很陌生,解决它好像条件不足,依据不明,无从入手。但通过仔细审题,不难发现它与某些已知的问题在结构形式上有一部分相似,可以利用形象类比思维,来推测另一部分结构形式也可能相似,从而达到迅速解决问题的目的。

实践证明:凡是抽象逻辑思维能力较强的学生,其他方面的能力都比较强。在物理教学中,抽象思维的培养要有机的整合到教学的各个环节中去,构成一个和谐统一的过程,使学生的抽象思维能力得以更好的发展,从而提高学生分析问题和解决问题的能力。

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