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分类:学科天地 -> 物理 -> 孙梅
物理课上如何激发学生的想象力
发表日期:2014-03-05   浏览次数:2809   作者:孙梅

青岛实验初级中学   孙梅

    揭示事物的物理学本质时,既要把握能被直接感知的经验材料,更要透过经验材料去把握那些难以直接感知的隐蔽基础和实质性内核,去构思其内部过程、内部联系的图景,这就要通过创造性的科学想象。正像英国科学家廷德尔所说:“有了精确的实验和观测作为研究依据,想象力便成为自然科学理论的设计师。”

    伟大物理学家爱因斯坦对想象力极为推崇,他曾说过:想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切并推动着社会的进步。下面就物理课上如何激发学生的想象力, 把我在课堂教学中的一些做法和感受交流给大家,使大家在今后的教学中能有所收获。

    一、积累渊博的科学知识、储备丰富的记忆表象,以此作为科学想象的基础

    1、科学想象与广博的知识密切相关。想象是利用已有科学知识对记忆表象进行整理、加工和改造的过程。所以,一个人的知识越广博、记忆表象越丰富,其联想的内容和范围就广泛,发现的问题就越多,独创性思想也就越容易产生,想象的翅膀也就能飞得越高。因此在教学中,尤其是在初二的起始课上,我除了通过大量有趣的实验以激发学生的学习兴趣,了解物理这门学科的特点,同时还强调的是学生知识面的开阔,思维空间的打开,我会为学生推荐科普杂志、科普节目,比如《青少年科普》、《环球探索》、中央十台的科技频道、科幻片《世界大战》等等,这样我的物理作业有时就是看杂志,看电视,不仅仅限于课本知识学习。

    2、广泛的兴趣能帮助人积累记忆表象

    作出独创性贡献的科学家,往往是兴趣广泛的人。曾获1979年诺贝尔奖的物理学家格拉肖说过:“有许多物理问题的解答并不在物理范围之内,涉猎多方面的学问可以提供开阔的思路,如多看看小说,有空去逛逛动物园也有好处,可以帮助提高想象力,这同理解力和记忆力同样重要。假如你从未看过大象,你能凭空想象出这种奇形怪状的东西吗?”这就是说,广泛的兴趣能促使人们在多方了解自然的过程中积累起众多的感性形象,并以表象形式储存在记忆之中,进而成为科学想象的原始材料。因此教学中总是穿插一些与好似与物理不相关,但为了使学生有兴趣的话题,有时提出话题让学生来讨论,有时请学生讲述某位科学家科学探索的一些感人事迹,讲述一项科学发明的历程,或者请学生讲述所知道近期科学界的奇观等等;为学生推荐科普书籍、科学名人传记如:《世界因你不同——李开复自传》等等,通过这些过程,我发现学生的眼界是极其开阔的,学习兴趣也是极其广泛的。

    二、掌握思维的方法技巧,以此作为科学想象的途径

    这里主要阐述的是发散思维。所谓发散思维,就是听任思想天马行空、纵横驰骋,提出种种设想后加以对比、筛选,择善而从。物理课堂上进行实验探究时,有一重要环节就是根据现象,进行科学的猜想(做出假说),这就要求学生充分打开自己的思路,展开想象,进行科学猜想。比如我在《浮力》这节课,整堂课分为两大板块:浮力和阿基米德原理。设计的思想:从实际生活出发,提出问题,引入课题,列举生活中浮力现象的实例,找出共同特点,由学生自己得出浮力的概念;为了更加清楚浮力的产生原因,同时不占用过长时间,采用视频介绍浮力产生的原因,再以课件形式加以解释,使学生更加深刻理解浮力概念;再由学生想出测量浸在水中石块浮力的办法并自己动手测量以培养学生独立思维和动手实践能力;从力的三要素入手,引出要研究的决定浮力大小因素的探究,探究浮力大小的决定因素是本节课的重点和难点,要求学生打开思维,展开想象,猜想浮力可能决定的因素有哪些,然后采用实验逐一排除法进行排除。整堂课要求学生根据探究课题,自己设计实验,自选器材,采集数据,整理归纳得出结论;中间利用数学归纳方法,得出一个假说:研究浸在液体里的物体所受浮力与排开液体所受重力的关系,引导学生进一步探究,采集数据,最终得出结论。

    三、巧妙灵活运用科学研究方法,以此作为科学想象的助动力。

    科学研究方法是探究的工具,是连接知识与能力的桥梁,方法的运用是能力的外在表现。这里主要阐述的是逐渐逼近法和拟人类比法在科学想象中的作用。

    1、逐渐逼近法:是指在解决某些问题时,设计逐渐逼近的实验过程,根据实验现象的发展趋势和走向,利用科学想象,进行理想化推理,从而推出接了或规律。比如在初中研究“真空是否传声”时,我们无法得到绝对真空的情景,但我们通过研究抽气机将玻璃罩里的空气抽得越来越少,听到的声音越来越弱,想象并推知真空不能传声的结论。同样在研究“牛顿第一定律”时,利用与之相同的思路和方法,学生们自己设计出:通过研究物体所受的阻力越来越小,物体运动状态的改变情况,即:“阻力越小,速度变化越慢”,利用想象和理想化推理,得到:“当阻力为零时,物体做匀速直线运动”。

    2、拟人类比法:是指在解决问题时,让学生想象自己变成了问题中的某些事物,从而去设身处地、亲临其境地感受、体验问题的本质,有助于学生深刻的理解抽象的问题。比如研究固液气三种物态的微观结构特点时,把学生比作一个个分子,固态是上课时的学生状态,液态是课间的学生状态,气态是放学后的学生状态;学习“并联电路分流规律”时,让学生想象自己就是电路中流动的电荷,当遇到电阻不同的两条支路时自己会怎样前进,以此理解分流与电阻成反比的问题。

    除了以上两种科学研究方法,还有很多的方法,都可以帮助学生进行科学想象。

    四、积极鼓励学生,以此作为科学想象的不竭动力。

    科学想象巨大作用的发挥,除了要有辩证唯物主义的态度、广阔的视野,同时还需要有顽强的毅力,想象很难一下子得出正确结果,大多数想象内容到最后时应予抛弃;所以,想象既是希望的源泉,又是沮丧的缘由,因此培养学生从小不怕错误和失败,具有锲而不舍的坚韧探索精神是很有意义的。教学中对于学生的任何一种想象,都要给予积极鼓励,鼓励学生大胆尝试,鼓励他们积极探索,教师要做学生探索世界的鞭策者,只有这样学生思维的世界才会不断绽放出智慧的火花。