A. 如何培养高中物理思维能力
一、创设物理思维情境,激发个性思维的方式,引发和保护学生的好奇心。
二、拓宽物理思维渠道,培养个性思维的能力,强化概念和规律的形成过程。
三、提供物理思维空间,展示个性思维的过程,利用例题、习题培养学生思维。
四、宽容物理思维缺陷,寻找个性思维的亮点,注重思维能力的培养。
五、探究物理思维规律,提供个性思维的机会,梳理科学探究的意识。
B. 怎样建立高中物理思维
高中物理可能相比初中物理的感性来说更正式一些了,涉及一些原理、物理量、公式、概念需要我们认真理解
首先,要明白物理体系通过物理概念、物理原理和物理过程等几部分建立,考虑问题要避免生活感性思维,比如只是感觉两个台球一撞会怎么怎么样,这是不行的,在高中物理中,一定要用严密的逻辑事实说服自己
其次,怎么在头脑中建立物理概念、原理呢?精读课本,也可找一些课外物理书籍,或寻求老师同学的帮助,读课本时就注意一个概念是怎么提出来的,概念之间的原理是怎么发现的,公式是怎么推导出的,比如力学中就是位移、速度、加速度、力、质量、功、能量、动量这几个量和运动分解、牛顿定律、守恒量定理、功能关系等这几个原理,搞清楚了这些,体系就在头脑中建立起来了
再后,在做题时,要重点分析物理过程,下一个物理过程是什么、为什么要搞清楚,实际上,大脑中对物理概念和原理的敏感也是在一次次题目建立的情形中锻炼出来的,所以做题还是很重要,不懂的题一定要问别人搞懂,重点搞懂物理过程是什么、为什么
祝你物理学习进步!
C. 谈高中物理教学中怎样培养学生的思维能力
1 思维能力与提升思维能力的方法
关于思维能力定义有很多,简而言之,思维能力就是理性分析以及处理问题的能力.思维是人们进行认识、判断和推理的基础.由于思维能力是学习能力的核心,思维能力的强弱一定程度上可以表示个人智慧的高低.
目前国内外提升思维能力方法有很多种,比如集思广益训练法、生疑提问训练法、循序渐进训练法和聚合抽象训练法等几种方法.具体而言,集思广益训练法就是通过团队成员之间的讨论交流,通过思维的碰撞摩擦出智慧的火花,从不同的观点中学习新的知识;生疑提问训练法就是通过鼓励怀疑和质疑的态度,也就是要敢于打破陈规,敢于表达新想法观念,并进行充分的论证;循序渐进训练法重在培养学生的逻辑推理能力,通过已知的知识一步一步推导出未知的知识;聚合抽象训练法就是对形象知识的一种抽象思考,也就是通过对感性对象的归纳分析,总结出相应的抽象本质.
2 在高中物理课堂教学中提升学生思维能力的措施
2.1 利用情景刺激提升学生的思维能力
高中的学生大多仍是青少年,对于外界的刺激依然会有非常敏感的反应.利用情景刺激提升学生的思维能力,教师在高中物理课堂中要结合课程教学的内容,创设合适的情景,利用该情景刺激学生的反应并进行思考,从而引导学生自主对物理课程的内容学习领悟,这不仅可以提升高中物理课堂教学的效果,更有助于促进学生提高自主思考的思维能力.
比如教师在要进行物体重心概念的教学时,可以预先准备一串葡萄,在物理课堂教学时展示给同学们观看,如图1所示.此时学生的注意力必然被葡萄所吸引,这个时候老师可以在恰当的时机向学生提问,“你们知道每个葡萄受重力吗?我们把每个葡萄的重力都画出来麻烦吗?你们有什么合理的解决方法吗?”之类的问题,这种提问很好地利用生疑提问的训练方法,也就是利用对一些常见现象的质疑,鼓励学生运用所学的知识提出观点和想法,并进行充分的论证.这个时候学生肯定会对葡萄重力的表示方法这个问题感到疑惑,并进行自主思考,教师要注意将学生的思维引导到等效的观点上,促进学生自己提出一个物体的各部分都要受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点,这一点叫做物体的重心.这样既增加了课堂的趣味性,又锻炼自己自主思考的思维能力.
2.2 创造思维冲突提升学生思维能力
创造思维冲突来提升学生思维能力的措施主要利用了集思广益训练法,也就是利用大家对于一个现象的不同看法,进而会提出不同的观点的行为,从而通过思维的碰撞摩擦出智慧的火花.但是教师在高中物理课堂教学中创造思维冲突的时候,要控制好学生的情绪和争论的范围,也就是在物理学科的范围利用所学知识论证自己的主张,而不能创造思维冲突进而导致学生情感上冲突的不利后果.总之在创造思维冲突提升学生思维能力的过程中,教师要注意引导和把控,通过思维冲突促进学生的逻辑推理和思维辨别能力的发展,进而提升学生的思维能力.
比如教师在进行重力加速度内容的讲解时,可以利用多媒体技术播放相关的图片,最好是伽利略在比萨斜塔扔铁球实验的有关图片,如图2所示.然后让学生假设自己就是比萨斜塔下的人们,提出自己对于铁球同时落地的看法,并利用自己所学的物理知识论证自己的观点.这个时候学生会提出各种各样的看法,教师要组织好学生一个一个的表达,在某个学生表达完观点之后,鼓励其他的学生进行提问,最后老师要对学生们的观点和想法进行总结,不要过分看重学生观点的正确如否,更要注重学生思维是否严密,逻辑推理是否合理,这也是对循序渐进训练法的实践运用,在总结分析的基础上,进行有关重力加速度内容的物理课堂教学,一方面通过创造思维冲突提高了课堂教学的效果,另一方面通过创造思维冲突更提升了学生们的思维能力.
2.3 通过发散思维提升学生思维能力
通过发散思维能力提升学生思维能力的措施应当建立在集中思维的基础上,也就是先要引导学生对于一个问题进行集中的思考与分析,该过程也是对聚合抽象训练法的实践运用,指导学生对感性的事物进行归纳分析,总结概括出事物的本质和内涵.在集中思维的作用下,学生会对一个问题形成一个类似统一的答案,但这不是提升学生思维能力的最终目的.此时教师要引导学生发散思维,鼓励学生进行联想,也就是让学生做到“举一隅以三隅反”.通过联想和纵向横向的考虑问题,一方面可以加深学生对所学知识的理解,更可以促进学生思维转换能力的提高,进而提升学生的物理思维能力.
比如通过万有引力内容的教学,学生形成了世界万物之间都存在引力的观点,此时教师可以向学生展示黑洞或者粒子运行的图片,比如按照万有引力粒子应该有规律的运动,但实际上粒子的运动情况却不是那么有规律,如图3所示.教师进一步和学生探讨万有引力在以上情况下的适用问题.引导学生发散思维,进行联想和想象,此时学生会产生一定的疑惑,万有引力原来也有不适用的地方.教师在这个时候要对学生的疑惑进行一定的解答,也可以引入量子力学的内容,或者一代一代物理学家贡献.总之通过思维纵向横向的发散训练,促进学生对所学知识的理解加深以及形成新的认识,更重要的是提高学生思维转换的能力,避免走进死胡同,进而通过该措施提升学生的物理思维能力.
2.4 通过直觉猜想和错误体验,提升学生思维能力
在新课程背景下,学生学习物理时常常抱有各种不同的态度,会有各种各样的复杂的内心体验.注重直觉猜想和错误体验的恰当运用,这对培养学生思维的思辨性很有好处.学生的猜想和错误,如果运用得当,那么它就不仅不会成为学生学习的障碍,反而能够帮助学生更好地理解物理知识,激发学生更强的求知欲望.如果学生的错误不能充分地暴露,那么学生的主动探索和尝试的冲动就会大大降低,消去这种误解的机会也就会大大减少,而且仅仅从正面去理解,学生的体会与印象并不会十分深刻.比如教师在摩擦力方向的讲解时,可以让学生自己从日常生活经验中先去总结,部分学生一定会得出摩擦力方向总是与物体运动方向相反的错误结论.此时教师可以展示传送带传送物体的模型:问如果摩擦力的方向与运动方向相反,那物体怎么会向前运动呢?是什么力充当了物体运动的动力呢?学生自然会作出正确的判断.这样学生对摩擦力方向的判断就有了深刻的认识,在以后的判断中就会有很好的思维习惯.
总之,高中物理课堂提升学生思维能力动力源的探讨,并对具体应用措施的分析总结,发现其中的关键就是发挥学生自主思维能力,也是要做到以学生为中心,贯彻“生本教育”的理念,促进学生思维潜能的发展.在高中物理课堂教学中,广大教师要充分保障学生的主体地位,扮演好引导者的角色,促使广大中学生在物理课堂的学习过程中,自主发现问题、自主分析问题、自主解决问题.通过对学生自主思维能力培养,提升学生整体思维能力,在促进学生思维素质发展的过程中,贯彻落实高中物理新课改的培养理念和目的,为我国的现代化建设输送更多的能力型人才.
D. 如何在高中物理教学中培养学生的科学思维能力
一、重视应用物理模型
二、加强类比的思维方法
三、注重等效变换的思维方法
四、应用守恒的思维方法
五、掌握数学的思维方法
在平时教学中,教师要有意识拨点和训练学生的思维,使其在掌握知识的基础上学会一些解题的科学思维方法,这样既提高了学生的思维能力和解题能力,又可使学生对物理的兴趣更加浓厚,形成学习的良性循环。物理学中全面有效的科学方法和思维方法对其他学科也有指导意义,有效地掌握物理学的思维方法,学会学习,学会创新,将对他们的终身学习和可持续发展有着重大的影响。
E. 如何培养高中物理的思维模型
1、让学生了解正确物理模型是怎样建立及有何意义。
2、增强物理教学过程中学生的建模意识,发展物理模型思维。
3、指导学生运用物理模型分析和解答实际问题,在解决问题中培养与训练学生的物理模型思维。
正确选用物理模型,使用模型方法的过程。正确识别、建立物理模型,熟练使用模型方法正是学生应该具备的基本物理素质,也是高考选拔具有学习潜能的学生的重要内容。因此,为了培养学生的科学素养及创新能力,逐步掌握科学研究的基本方法,在平时的教学过程中,必须注意培养学生构造和应用物理模型的能力.
F. 如何培养高中学生物理逻辑思维能力
知识是人们后天获得的对客观事物的认识,它反映了事物的现象、属性和联系。在中学阶段不仅是要使学生获得基础知识,更重要的是要使学生学会获得知识的过程和方法,即要培养学生的思维能力。思维能力是智力的核心,任何教育都不能不培养思维能力。我国古代,就有“授人以鱼,只供一餐之需;教人以渔,则终生受益”之说,法国教学家第斯多惠曾说过,一个平庸的教师奉送真理,一个优秀的教师则叫人发现真理。我国的基础教育虽然把培养学生的思维能力作力一个重要的教学目标,但是在应试教育的大环境中,并没有把这项工作落到实处。很多学生在长时期的“灌输式、抱着走”的教学方式下,独立思考能力、创造能力等都受到不同程度的压抑。例如在题海中走过来的学生进入大学以后,很长一时间都不能适应,主要是离开教师就不会思维。本文针对目前教学中的不足之处,就物理教学中培养学生思维能力发表一孔之见。 1 思维能力的概述 “能力是指人们顺利完成某种活动所必须具备的个性心理特征,是顺利完成某种活动的必要条件的总和”。[1]传授知识的培养能力是物理教学的重要任务,随着现代科学技术的飞速发展,那种以传授知识为主的教学方式已不能适应现代教育的要求,因此在物理教学中,必须重视对学生能力的培养。 1.1 思维能力的含义 所谓“思维能力是指深入思考问题,准确把握事物本质及规律性联系,不为表面现象和各种干扰迷惑的能力”。[2]这种能力越高,就越能主动的、有效地学习新知识、运用所学的知识去解决实际问题的能力也就越强。 在培养学生思维能力方面,初中物理课程标准有着明确的要求,即“物理课程应改变过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力”。[3] 1.2 当前基础教育在培养思维能力方面的现状及现状分析 随着新课程标准的下达,明确提出了素质教育的口号,教育领导者也汇集各类教育英才寻找我国教育的出路,部分教师也已经认识到原有灌输式教学需要改革。但是新的教学模式现在仅流于形式,即便使用了探究教学模式、研究性学习等,但通常仍是教师给学生的思维划定一个框架,学生很难冲出这个定式。填鸭式的传统教学模式,枯燥的教学方法仍然是主体,学生思维能力的发展受到严重阻碍。如何让真正的素质教育实行起来,这条教育改革之路还非常漫长。 我2000年参加工作以来,一直担任物理老师及班主任,在7年来的教学中,本人较系统的调查了该常德市三中学生思维能力的现状,2006年11月份我总结了常德市三中学生思维方面的现状及有关原因并以初三年级组279班、282班、283班为调查样本,将调查指标分为五级,即很强、较强、一般、较弱、很弱,调查情况如下: 调查时间:2006年9月——2006年11月 调查地点:常德市第三中学 调查方式:批改作业、问卷调查及与老师和学生座谈 调查对象:初三年级组279班、282班、283班 调查结果: 表1学生思维能力表现 很强 较强 一般 较差 很差 初279 8% 15% 40% 20% 17% 初282 4% 10% 40% 20% 26% 初283 4% 6% 25% 35% 30% 上表中初279班为初三年级组生源较好的班级,而282、283为普通班级,从表中的数据也可以大体看出,学生思维能力总体水平是较差的。调查结果也体现了现在大体的水平,从这典型的一部分的们窥见现在大多数的学生性思维能力水平,这种现状的存在,有教师方面的问题,也有学生方面存在的问题: (一) 教师方面 (1) 大多数老师重知识传授,重机械训练,课堂教学严重忽视学生自主思维创新; (2) 在教育观念、教育思想上仍没有实现由“应试教育”向“素质教育”的转轨; (3) 在教学方法、教学模式上伯趋向单一性,害怕学习和借鉴新的教研成果,为中考 升学率保险起见,教师不敢采用多样化的教学法满足学生独立思考的需要。 (二) 学生方面 长期以来,由于受应教育的影响,学生学习物理的方法就是多做题,沉浸在题海里,就像大多数的参考书也就是取名叫“题海”,学生为了在考试中得到好成绩,做得最多的事就是背公式、背定律、定理,对同一种计算题反复打磨,最终来达到考试高分的效果。传统教学下,往往有一套定格的思维模式把学生的思维框定在机械的思维界域内,学生独立思考问题的能力也僵化了,日久天长就养成了思维的惰性和依赖性。 (三) 教育制度方面 教育制度转换也还存在大的问题,虽然新的课程标准提倡素质教育,但是上级对学校的评估还是以合格率、优秀率、升学率、平均分来看,各个学校的排名也是按各种中考、升学评分决定,各个学校的招生难易也是看这个学校的升学率、排名,而现在的考试仍然是应试考试,各个学生都是试卷上分英雄,所以学校真正实行素质教育还存在一定的难度。且大部分的教师已习惯那种传授式的教学,安静的课堂,勤奋做题的学生。 在上表中普通班的学生思维能力水平较低,更是因为老师一般认为该类学生底子差,没有必要进行思维能力的培养,只要求他们记住一些重要的概念和公式,记忆力好的就是强者,所以他们总的思维能力水平也就最差。 经本人长时间的调查以及学生生涯的亲身体会发现,我国基础教育在培养学生思维能力在观念、方式等方面存在的不适应的方面主要表现在以下二个方面: (1) 把学生当成记忆的“容器” 我们的基础教育,太注重记忆,总认为学习就是吸收知识,而把知识都记在了脑子里就认为是真正学到了东西,就象中央电视台青年歌手大奖赛的素质考试那样。素质,就是谁记的知识多。 有这样一个对比:拿奥林克数理化竞赛奖牌的,美国学生比不过中国学生,但拿诺贝尔奖的,中国人则远不比上美国人。根本的原因美国学校明确是培养学生的能力。重效率的美国人用脑来思维创新,而不是用来统计数据和存储知识。而我们的教育,恰恰是把积累和学习前人留下的知识遗产作为学生学习的绝大部分内容,从而学生的大脑变成记忆的容器,以致我国出现过多起神童能背下圆周率小数点后面百数位而上电视、报纸的。 (2) 学生是被动的接受教育者 在中小学教育中,发挥学生的主动性一直停在口头上,。在应该教育的环境下,教师因为种种原因面期望学生能做得像成人,而不敢放手让他们自己去做,或者低估学生的能力。这种“驯兽式”的教育让学生没有思考的余地。久而久之学生也习惯了按部就班的接受教师传授知识,脑中不再有“为什么”出现。 综上所述,我国目前在教学中培养学生思维能力方面还存在众多问题,使课堂改革势在必行。 2 培养思维能力的措施 针对上述诸多问题,本人认为在中学物理教学中应在培养学生的思维能力方面采取如下一些措施。 2.1精心设计课堂提问 培养学生的思维能力 思维是从问题开始的,如果把学生的大脑比做一泓平静的池水,那么教师有针对性和启发性的课堂提问就像投入池水的一粒石子,可以激起学生思维的浪花,启迪学生的心扉,开拓学生的思维,使他们处于思维的最佳状态。在教学工作中,教师应根据教学的需要从不同的角度、层次和要求提出问题,引导学生思考,更好的理解学习的内容。这样,可以使学生掌握知识的同时发展思维能力,提高思维的灵活性和创造性。 2.1.1 设计情境式的问题,诱发学生思维的积极性 物理的教学一般前后内容是紧密联系的,所谓的“温故而知新”,在讲授新知识之前,要有意识的复习与之有关的旧知识,设计一些彼此关联的富有启发性的问题,并预示新课题,借此激发学生的求知欲,使他们中国切的想“探个究竟”,自觉不自觉的启动自己的思维,而后层层递进,逐步阐述有关的知识点,使学生充分运用自己的思维去发现,去理解新的知识,同时,学生也有了思考问题的兴趣,进而发展学生的思维。 例:我们以:《重力势能》这一节为例,若以下面的情意引入,学生的思维一定更容易被调动: 情景一:2001年和平号空间店坠毁的过程引起大火。问,是什么原因使“空间站”表面温度达到燃点,能量从哪里来? 情景二:打桩机工作情景。问:重锤下落的高度和桩进入泥土的深底有关吗? 情景三“将乒乓球和铁球从同一高度位置释放,落到下面的沙盆中。问:两球陷入的深度相同吗?如果不同,那谁落入要深入一些? 情景四:一块砖头摆在桌面,问它有势能吗?如果有那应该是中国? 首先我们对这些情景给予展示,让同学们在头脑中有一幅幅的画面,产生一个个的问题,然后引导同学们进入问题,可以在适当的时候给予启发,也可以让他们以小组讨论,面对情景,学生的思维会更容易被调动,从而学会思维的方法。 2.1.2设计发散式问题,培养学生思维的灵活性 在教学过程中,很多同学就向我反映一个困扰他们长久的问题,那就是“上课听得懂,但是一做题又不懂”,究其原因其实就是思维缺乏灵活性。通过对优等生和后进生的解题过程比较发现,优等生可以从同一题的信息源产生不同的设想,一旦一种设想思维受阻该生能立刻转换思维方式。而后进生从同一题的信息源产生的设想不仅单一而且缓慢,往往“一条道走到黑”。我们常说要使这些学生“头脑开窍”就是要培养这些学生思维的灵活性,为此,在平时的课堂教学中,教师要有目的的根据同一道题设计一些发散式的问题,讲解一些一题多解和多变的习题并让学生尝试练习一个题目用多种途径解答,进而学生自己设计题目,来增强思维发散和知识交叉,增强思维的广阔性和灵活性。 例:在《光的直线传播》这一节,我们在讲针孔照相机时,教师可以介绍一下照相机的发展史,对比一下以前,照相机以前叫“小孔照相机”,现在通常中“针孔照相机”,这一改有什么用意?针孔成像要说明什么?成像的性质如何:孔如果大一些行不行?大到何种程度时就成不了这样的像? 在讲解的过程中,我们要不断引导学生思维,同时也要给他们有提问题的机会。照相机前面的修饰词由小孔改为针孔,这一改使所指的孔的大小较原来要确切一些,因为小孔、大孔都上相对而言的,无明确的参照,大小尺寸上较难衡量,而常见的针就有了大小确切的感受。引导学生从针孔的大小 、形状发散开来想问题,思维步步深入,思维品质步步提高,让学生多角度多层的质疑,开发学生思维。学生就这题发问的深度和散度是这题教学成功与否的衡量的标志。 2.1.3设计探究问题,提高学生思维 “探究其实就是发现,教师通过成功的启发诱引,使学生亲自参与,经过探究活动,使学生主动去发现概念、规律。在探究的过程中,学生不仅学到知识,更重要的是学到获得知识的过程和方法”。[4]爱因斯坦就曾说过:“提了一个问题,往往比解决一个问题更重要”。教师在教学过程中,切忌“满堂灌”,在充分把握教材的重点和难点的前提下,教师可精心设计由浅入深、由表及里的阶梯式问题系列,依次在课堂上提问,让学生沿着问题一个一个的被解决,思维也步步深入。 例:在讲授伏安法测电阻的实验时,可先讲解利用伏特表和电流表测出的电压和电流可算得待测电阻的阻值,然后问同学能不能用一个电流表或一个电压表测量电阻?如果能,还需要哪些器材?又是怎样去测量的?接下来还可以让同学设计方案并画电路图等。 课堂提问的设计直接关系或间接决定着学生思维能力的发展。教学中教师不仅要在课前精心设计问题,授课时还要给学生独立思考锻炼的机会,启发学生多思。教师对学生的见解要给予分析,充分肯定正确的见解,对错误的要善于诱导,使他们的思维在教师的引导下得到深化,受到锻炼。 设疑诱思,其实质就是用悬念来引发学生的思维。课堂中的每个问题,教师都要精心准备,环环相扣,让学生对每一句话都有且听下回分解的心境,同时去思维、去探索、去寻觅,从而促进学生思维的发展。 2.2激发学习兴趣和学习动机 培养学生的思维能力 成功的教学,需要的不是强制,而是激发学生的兴趣,自觉的启动思维的闸门。学生兴趣是学生力求认识世界,渴望获得文化科学知识和不断探索真理而带有情绪色彩的意向。“学习动机是直接推动学生进行学生的一种内部动因,是一种满足个人物质需要和精神需要而渴望了解、认识世界的心理状态。学习兴趣是学习动机的重要心理成分,它能推动学生自觉的探索知识、主动的思考问题”。[2]只有学生有较高的学习兴趣,积极主动的思维,才能获得良好的学习效果。在教学中可以经常讲些与内容有关的典故或做一些有趣的实验,激发学生的探索欲望,调动他们主动思维,同时老师也可充分利用现有的中国络资源,利用新新事物给同学们注入新的热情。 2.2.1介绍物理学的典故,激发学习兴趣,培养思维能力 例1:在讲大气压强时,可先用实验把学生带进课堂,请学生上讲台试拉两个半球合在一起将里面抽成真空后的仪器,然后给同学讲经典的马德堡半球实验,在这经典的实验中,两个铁球合在一起用十五匹马都没有拉开,从这里就要引导学生为什么要把球内抽成真空?为什么能用那么大的力都没有将半球拉开? 在这实验和典故中,学生就可能会想,为什么两个半球合在一起会用那么大的力都不能分开?有什么外力的作用吗?其中为什么要将球内抽成真空?如果不抽成真空,那情况怎是样的呢? 老师要不断提出问题,引导学生思考问题并提出他们的见解和疑问,激发学生的兴趣,从而将枯燥的理论变的生动有趣,发展学生思维。 例2:进行共鸣(振)教学中,教师可以先讲拿破伦军队过桥因为齐步走而造成桥毁人亡的故事,吸引他们的注意力,同时问同学们为什么在桥上齐步走导致了这样的结果?我们如果是很多人在桥上走是不是也要避免齐步走? 在这里教师要引导学生思考为什么是齐步走造成桥毁,如果不是齐步走,会不会造成这样?那其中有什么原理?学生通过这样一系列问题的思考,自己或许也可探索得出共鸣(振)原理。 2.2.2演示生动有趣的实验,激发学习的兴趣,培养思维能力 自由落体教学中,首先用不同重量的物体(重量、体积差别要稍微大一点)在同样高的地方释放,直觉告诉我们,重量大体积小的物体要比体积大重量小的物体下落的快。看看下落的时间分别是中国?然后将两个物体缠在一起释放,看它下落的时间是中国?然后通过牛顿管演示在真空状态下前面的实验,经过演示后,同学们会发现知识观念与物理观念之间的矛盾,从而激发学习兴趣,调动自己的思维,同时教师也为后面的教学打下伏笔,创造良好的氛围。 2.2.3利用中国络资源,激发学习兴趣,培养思维能力 在信息爆炸的今天,中国络的迅速发展,在有条件的学校,教师可以充分利用中国络资源,培养学生的思维能力,中国络是一个新新事物,学生对中国络的兴趣很浓厚,同时多媒体的教学也较为形象,更能激发学生的兴趣。使枯燥的教学变的生动活泼,这也是素质教育的一个新局面。利用中国络资源对传统教学的挑战,制作多媒体课件,利用FLASH等激发学生的兴趣,扭转被动思维的局面,最大限度的调动学生兴趣,培养学生的思维能力。 这样的教学过程中,学生将会增加对物理的兴趣,物理并不是简单的公式海洋,它如一个万花筒。物理概念也不是人为的创造和运用数学运算得出的,它从自然现象中科学的、抽象的概括出来的。在讲授物理知识的同时培养了学生科学的思维能力。 2.3 通过类比和联想,化难为易,培养学生的思维能力 每课都有难点,只是难的程度不一样,都不能轻易放过,突破难点的方法多种多样,要根据具体情况而定。 联想可以在物理学内部进行,还可以将许多物理知识与其它知识,如生活常识、数学、化学、生物、哲学和天文知识来进行类比和联想,可以起到化解疑难、开阔视野、拓展思路的作用。有些规律和概念学生难以理解和接受,教师就可以运用这种方法来拓开学生的思维。 2.3.1类比教学 比热容概念的教学,学生由比热容的定义很难理解C与物体的热量、质量、初温、末温无关,而只决定物质本身。但是如果用一个我们熟悉的定义式来比较,如密度,密度就是物体本身具有的性质,它不随物体其它物理量的改变而改变,用这个比较,学生就比较容易理解比热容C为什么和M、T等无关了。 2.3.2联想教学 联想就是要引导学生由一事物迅速的想到另一事物,其中包括比喻联想、相似联想、接近联想、对比联想、关系联想、自由联想和遥远联想等。 例1:比喻联想教学 惯性是一切事物的固有的属性,任何情况下物体的惯性都是存在的。但是很多同学就对这就不理解:惯性是物体保持原来运动状态的性质,那么当物体的运动状态发生改变时(即做变速运动)时,他的惯性岂不是消失了吗? 面对这样的疑问,无论是用理论推导或实验证明都是困难的,然而教师若通过联想教学,不仅可以收到更好的教学效果,也可以培养学生的思维能力。例每个同学都有阅读的习惯,但也并不是每都在阅读,但即使在劳动时,阅读的习惯照样存在;每个人都有睡觉的习性,但是并非不是每刻都在睡觉,即使在学习,睡觉的习性依旧存在。同样的道理,物体有惯性,即使它的运动状态发生改变,它的惯性同样存在,只是在外力的强迫下没有直接表现出来。 通过这样的分析,同学们就不再是简单的记住答案,同时也开动他们的脑子,想出更多易理解的解释,对这种状态也有较深刻的理解。对其它的状态,或许也会有一些独到之解了。 2.3.3类比和联想综合教学 光电效应的教学中,学生对于这种抽象的理论很难理解,象光电效应的实验现象产生时间短、存在极限频率等。 如果我们换一种教学方法,例如让同学们假想教室就是一个大金属块,而自己是里面的自由电子,粉笔当成能量,如果谁先得到十支粉笔就能离开教室,现在把粉笔分量包好,有的十支粉笔一包,有的十几支一包,有的几支粉笔一包(不同频率的光子能量不同),但是每个人只许抢一包,问哪种情况下学生能快速的离开教室?哪种情况下学生不能离开教室? 通过这样的设景,同学们的思维马上就被调动起来了,并且很快能得到答案:抢到10支粉笔一包或是大于10支一包的同学能很快离开教室,但是如果抢到的是小于10支一包的就不能离开教室。这样借助于类比和联想,帮助他们将类比和联想的图景转化为物理图景,很快就调动了学生的思维,把一个很抽象的问题实际化就比较好理解,同学们就不会因为它难而放弃理解。教学效果相对来说要好得多。 通过这样的教学,使同学们借类比联想从抽象思维过渡到形象思维,深刻掌握和理解新概念、新规律,而且也使学生学到这一类比的思维方法,从而提高的学生的思维能力。 2.4通过实验教学,培养学生的思维能力 物理学是一门以实验为基础的自然科学。伽利略之所以在科学史上享有“近代科学方法论的奠基人”的美誉,是因为他在自己的科研过程中,不仅大量运用了精心设计的实验方法,同时还特别注重数学定量分析方法的使用,从而使实验方法和数学方法紧密结合起来,不仅开创了近代科学研究方法之先河,而且使逐渐成为科学研究的一般原则。爱因基坦称这一成就为“标志着物理学的真正开端”。由此可见,在实验基础上运用数学方法进行归纳推理在物理的研究和学习中的重要性。实验教学是物理教学的重要环节,其核心就是培养和激发学生的积极思维。实验教学不仅让同学们掌握知识,还要让他们知道如何思维,还能学习科学研究的方法,培养学生的科学思维。实验和数学方法进行数据处理,通过处理后的数据让同学们发现物理规律,然后指导他们进行归纳思维的逻辑推时,得出最后的结论。这样的教学就要比简单的叫同学们记住物理概念好的多,同学们不仅学会了一种思维的方法,也使在脑海里的物理概念更加清晰,印象更加深刻
G. 高中物理教学中常见的思维方法
实验法:实验法是利用相关的仪器仪表和设计的装置通过对现象的观测,数据的采集、处理、分析后得出正确结论的一种方法。它是研究、探讨、验证物理规律的根本方法,也是科学家研究物理的主要途径。正因如此,物理学是一门实验科学,也是区别于其它学科的特点所在。
假设法:假设法是解决物理问题的一种重要方法。用假设法解题,一般是依题意从某一假设入手,然后运用物理规律得出结果,再进行适当讨论,从而找出正确答案。这种解题科学严谨、合乎逻辑,而且可拓宽思路。在判断一些似是而非的物理现象,一般常用假设法。科学家在研究物理问题时也常采用假设法。我们同学在解题时往往不敢大胆假设,不懂的怎样去创设物理图景和物理量,也就觉的无从下手了。
极限法:极限法是利用物理的某些临界条件来处理物理问题的一种方法,也叫临界(或边界)条件法。在一些物理的运动状态变化过程中,往往达到某个特定的状态(临界状态)时,有关的物理量将要发生突变,此状态叫临界状态,这时却有临界值。如果题目中出现如“最大、最小、至少、恰好、满足什么条件”等一类词语时,一般都有临界状态,可以利用临界条件值作为解题思路的起点,设法求出临界值,再作分析讨论得出结果。
综合法(也叫程序法):综合法就是通过题设条件,按顺序对已知条件的物理各过程和各因素联系起来进行综合分析推出未知的思维方法。即从已知到未知的思维方法,是从整体到局部的一种思维过程。此法要求从读题开始,注意题中能划分多少个不同的过程或不同状态,然后对各个过程、状态的已知量进行分析,追踪寻求与未知量的关系,从而求得未知量。
分析法:分析法是综合法的逆过程,它是从求未知到已知的推理思维方法。是从局部到整体的一种思维过程。其优点在于把复杂的物理过程分解为简单的要素分别进行分析,便于从中找出最主要的、最本质的、起决定性的物理要素和规律。具体是从待求量的分析入手,从相关的物理概念或公式中去追求到已知量的一种方法。要求这个量,必须知道那些量,逐步寻求直至全部找出相联系的物理过程和已知的关系,而后再从已知量写到未知量。
模拟法:模拟法是将题设中文字描述的物理过程、状态通过实物模型或图示模型形象地描绘出来以帮助思维分析的一种方法。它能直观的反映出物理过程,也有助于理解、分析、记忆物理过程。是一种化复杂为简单、化模糊为清晰的有效方法。
类比法:类比法是指通过对内容相似、或形式相似、或方法相似的一类不同问题的比较来区别它们异同点的方法。这种方法往往用于帮助理解,记忆、区别物理概念、规律、公式很有好处。通常用于同类不同问题的比较。如:电场和磁场,电路的串联和并联,动能和动量,动能定理和动量定理,单位物理量的物理量的形式(如单位体积的质量、单位面积的压力)等的比较。而比较法可以是不同类的比较,更有广义性。
控制变量法:其方法是指在多个物理量可能参与变化影响中时,为确定各个物理量之间的关系,以控制某些物理量使其固定不变来研究另外两个量变化规律的一种方法。它是研究物理的一种科学的重要方法。
H. 如何培养高中生物理的创新思维
一、改变传统的教学观念,为学生营造比较宽松的学习环境
在学习心理学的时候,我们知道人在较为宽松的环境中更有利于创新意识的发挥。而传统的物理课堂教学往往是教师从头讲到尾,这种“一言堂”的教学方式让学生只在教师的指导下学习,只是在拼命记笔记,不仅如此,在学生回答问题时,如果和教师所讲的答案有所出入时,还会受到教师严厉的批评。所以,很多学生不敢在课堂上回答问题,长此以往,在教师“填鸭式”的教学方式下,学生丧失了自我学习的能力,更不用说创新意识的培养了。
那么如何才能培养学生的创新意识呢?这就需要转变传统的教学观念,在课堂教学的过程中营造一种比较宽松的教学环境,学生在整个课堂教学中敢于提出质疑,提出自己的意见和看法,甚至对教师说出的方法进行质疑和挑战。教师在整个课堂教学中担当一个引导者的角色,而不是权威者。问题的答案由学生和学生的讨论、教师和学生的讨论中获得,使得在整个课堂中可以调动学生的积极性。这样,整个课堂教学中学生的创新精神就可以得到解放,学生的创新意识也得到了发挥。
二、精心进行教学设计,培养学生的创新意识
在设计教学环节时,将一些日常生活中常见的物理现象并且学生自己不能解答的现象引入课堂教学中,引起学生的思考,激发学生学习的兴趣。皮亚杰说过:“一切有成效的工作,必须以某种兴趣为先决条件。”在激发了学生学习物理的兴趣之后,学生就会自觉地探究生活中遇到的物理现象,并且想方设法地去用自己学到的知识去解释这种现象。长期对物质的本质规律进行探索,不知不觉就培养了学生的创新意识。
三、注重发散思维的培养
创新意识其中一个重要的因素就是灵感,而灵感来自于多方面的思考和讨论,也就是发散思维的培养。但是在现代的物理课堂上缺少这种思维的培养,只要求学生死记硬背地记住物理公式,解题的方法也渐渐地变得模式化、简单化,力求用一种公式解决所有的题目。这些都影响着发散思维的培养。
因此,在物理课堂上,要紧紧地抓住物理这门课程的特点,在教学活动中使用多种教学方法和教具,使学生可以在课堂中充分地讨论,互相交流自己在学习中的体会和见解。在讨论中充分地刺激学生的大脑皮层,让每一个学生都热衷表达、敢于表达。同时,在学生讨论中,教师在关键的地方进行点拨、启发,让学生可以眼前一亮。学生可以从问题的各个方面进行探讨,寻找解决的方案,再将这些方案进行归纳总结,并且将总结的结果进行同类类推,在发散中综合,又在综合中发散。这样可以有效地激发学生产生灵感。在长久的训练中,学生的创新意识自然而然就得到显着的提高。
四、巧妙地设置问题,诱发学生创新动机
一个问题不同的问法会造成这个问题的难易差别。因此,物理课堂教学中关于问题的设置也是非常重要的,一个好的问题设置,可以激发学生的创新动机,让学生可以看到这个问题的另一面,同时也激发了学生的思考和兴趣,学生会想到这个问题后面的本质因素是什么。正如德国物理学家海森堡说过:“提出正确的问题,等于解决了问题的大半。”可见问题的设置是相当重要的。相反,如果教师在设计教学的过程中不能提出简洁而利于学生思考的问题,就会造成学生的困惑,长期以往就会造成学生的畏难情绪,不利于学生创新意识的培养。
由此可见,教师如果可以在物理课堂中巧妙地设置问题,既可以使问题变得简单,提高学生的自信心,也可以在关键的时候给学生点拨,使学生看到问题的本质。这有助于学生创造意识的培养。
五、将所学知识运用于实践
长久的理论学习会造成学生学习的疲劳。物理本就是和生活密切相关的学科,如果可以将所学的理论知识有效地运用在实践中,可以大大地提高学生对物理这门学科的兴趣。同时,在实践的过程中,可以加深学生对事物本质的认识,而且可以培养学生自我分析问题、解决问题的能力。而传统的教学只是简单地进行实验,大部分都是教师做学生看,学生不能体会自己亲自动手的感觉,也就根本谈不上在实践中培养学生的创新意识了。而现在将实践和教学相结合,在激发学生兴趣的同时,让学生可以亲自动手,使学生在紧张、积极、兴奋的状态中积极地思考,同时也培养了学生的创新意识和创新能力。
I. 高中物理怎么才能开窍 挖掘物理教材渗透物理思维方法教育
摘 要:本文将笔者对组织物理教学的过程中挖掘出来的教材蕴含的关于物理思维方法的内容进行梳理,总结出7种物理教学中常用的思兄昌维方法,并简单叙述了利用教材对学生渗透物理思维方法教育的三个途径。
关键词:教材 物理思维方法 物理教学
全日制义务教育《物理课程标准》指出“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。”因此重视思维能力的培养是物理教学的重要目标之一;另一方面,物理思维方法也是人们对物理研究和实践中采取的思考方式和科学方法的总结与概括。不仅可以提高物理学习效率、促进物理知识的学习,还可以培养科学的世界观、发展学生独立思考问题和解决问题的能力。笔者在多年的物理教学工作中发现,教材中蕴含的物理思维方法很多,可以充分利用教材来开展物理教学活动,渗透物理思维方法教育。
一、教材中蕴含的主要物理思维方法
1.物理模型思维法
物理模型思维方法是指在学习物理的过程中,充分利用物理模型进行分析综合的思维方法。所谓模型,就是为便于专注本质,解决问题,把复杂的物理过程与研究对象取其枝干,归结为一些简单的模型进行研究。物理模型有两类:一类是把研究对象看作抽象的理想模型。这类模型有质点、理想气体、弹簧振子、单摆、点电荷、点光源等;另一类是把物理过程抽象为理想模型。此类模型有匀速直线运动、完全弹性碰撞、稳恒电流等。同一物体可以分成好几种物理模型。例如太阳,研究它与其他天体之间的引力时看作质点;研究其转动时看作刚体;研究其照射地球表面时,看作平行光源。
对同一问题,取用不同的物理模型,会得到不同结论。选取模型的原则是,按照所给条件,尽可能简单。各类物理教材中,有时明确说明讨论的是哪一种模型,如质点、光线。但是多数场合不加说明,需要教师自己来思考。如力学范围内,石头烂顷、小球、子弹等不言而喻作为质点。在转动部分,杠杆、飞轮等应看作刚体。高中必修1第10页:“在物理学中,突出问题的主要方面,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法,质点就是这种物理模型之一。”3-2册第41页也说明理想变压器也是一个理想化模型。
2.物理演绎思维法
物理演绎思维法是归纳和演绎思想在物理学研究中的运用。比如将万有引力导出过程中,讲到海王星的发现。19世纪40年代,法国天文学家研究天王星的观察资料时,发现它的位置与天文学计算的结果不一样。他就用万有引力定律这个一般规律,进行演绎推理,推测出这种偏离现象,是由于有一颗未知的行星在吸引着天王星。他把推算出未知行星的轨道和预测的位置告诉了柏林天文台。后来,德国天文学家加勒观察到这个行星,就是海王星。
3.物理类比思维法
物理学研究过程中,许多结论的得出都是依据物理学家的类比思维。在讲到这些地方时,可以结合教材中的事例进行讲解。例如,在讲到单摆的时候,知道在摆角小于5度条件下,摆长一定的单摆震动周期与振幅和摆球无关。这叫做单摆振动的等时性,摆的等时性是伽利略通过类比的方法得出的结论。青年时代的伽利略,观察教堂悬挂的油灯在摆动,发现吊灯的摆动幅度尽管饥尘陆越来越小,但那时每一次所摆的时间似乎是相等的。当时还没有钟表,伽利略就用他的脉搏跳动一般是有规律的特征,他一面按照自己的脉搏,一面注视着吊灯的摆动,应用类比推理,观察的结果是正确的。
4.等效原理思维法
高一物理中知道了匀速直线运动。但在讨论变速运动时,运动的快慢不均匀了。引入平均速度时,一个变速运动,在一段时间里,经历了一段位移,跟一个同样的时间通过相同的位移的匀速直线运动效果相当,粗略地描述变速运动快慢,还是用位移跟时间的比值。不过,这不叫速度而是平均速度。因此,在讨论平均速度时,一定要阐明哪一段时间,哪段距离效果才算数。换另一段距离,另一段时间,就可能不是等效的。
5.量纲验证思维法
基本量和导出量。事先选定几个物理量作为基本量。由于基本量根据物理公式导出其他物理量的单位,叫做导出单位。国际上制定的一种通用的适合一切计量领域的单位量叫做国际单位制。力学范围内,国际单位制规定长度、质量和时间为三个基本量,它们用米、千克、秒作为基本单位。速度、加速度、力、动量、功都是导出量。它们的单位米/秒、米/秒、牛顿、千克·米/秒、焦耳都为导出单位。笔者认为量纲验证思维法常常不被部分教师和学生重视,而事实上其在物理学习和解题过程中起到重要作用。
6.科学猜想思维法
把日常生活经验跟探索物理规律结合起来,进行科学猜想。例如,学习阿基米德定律时,联系到井里提水。水桶离开水面过程中,感到桶逐渐变重,可以推出浮力大小可能与物体浸入液体里的体积大小有关。还可以联系在河水中游泳和海水中游泳有何不同。猜想浮力大小可能和液体密度有关。观察探索性实验,获得定性的认识后,进行科学猜想。例如,初中物理做研究液体的压强与深度的关系探索实验时,首先获得液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。然后,认识到液体的内部压强随深度而增大,科学猜想液体的压强可能与深度的关系。
7.比值法和反证法
教材中多次体现了比值法和反证法在物理学科中的运用。高中教材必修1中15页:在这里,我们用两个物理量(位移和时间)的比值定义了一个新的物理量(速度),它的物理意义与原来的两个物理量完全不同。在物理学中,常常用比值定义物理量来研究对象的某种新知,例如物质的密度、运动速度、压强等。事实上这个方法在其他领域也经常使用,例如人均耕地面积、人均收入、货物的单价等等。高中物理3-1册19页讨论等势面与电场线的关系时用到了反证法,反证法是科学研究中重要的逻辑方法。
二、结合教材渗透物理思维方法教育的途径和方法
1.指导学生开展预习功课的活动中渗透
预习功课可以帮助学生在课堂教学中做到有的放矢,充分将自己在预习时学到的内容和教师组织的课堂教学活动中学到的内容进行有效整合。在学生预习功课时,教师可以有意让学生留意书中所讲的内容,以此来渗透物理思维方法教育。比如,在学习万有引力定律前,教师引导学生进行预习活动。教师给学生讲解牛顿创立的实验哲学“分析——综合方法”,分析的方法:实验、归纳、演绎相结合,旨在发现定律;综合的方法:确立原理进行演绎——建立理论发现定律——实践检验验证真理。
J. 浅谈高中物理解题中的几种常用思维方法
高中物理考试常见的类型无非包括以下16种,本文介绍了这16种常见题型的解题方法和思维模板,还介绍了高考各类试题的解题方法和技巧,提供各类试题的答题模版,飞速提升你的解题能力,力求做到让你一看就会,一想就通,一做就对!
题型1直线运动问题
题型概述:直线运动问题是高考的热点,可以单独考查,也可以与其他知识综合考查.单独考查若出现在选择题中,则重在考查基本概念,且常与图像结合;在计算题中常出现在第一个小题,难度为中等,常见形式为单体多过程问题和追及相遇问题.
思维模板:解图像类问题关键在于将图像与物理过程对应起来,通过图像的坐标轴、关键点、斜率、面积等信息,对运动过程进行分析,从而解决问题;对单体多过程问题和追及相遇问题应按顺序逐步分析,再根据前后过程之间、两个物体之间的联系列出相应的方程,从而分析求解,前后过程的联系主要是速度关系,两个物体间的联系主要是位移关系.
题型2物体的动态平衡问题
题型概述:物体的动态平衡问题是指物体始终处于平衡状态,但受力不断发生变化的问题.物体的动态平衡问题一般是三个力作用下的平衡问题,但有时也可将分析三力平衡的方法推广到四个力作用明李下的动态平衡问题.
思维模板:常用的思维方法有两种.(1)解析法:解决此类问题可以根据平衡条件列出方程,由所列方程分析受力变化;(2)图解法:根据平衡条件画出力的合成或分解图,根据图像分析力的变化.
题型3运动的合成与分解问题
题型概述:运动的合成与分解问题常见的模型有两类.一是绳(杆)末端速度分解的问题,二是小船过河的问题,两类问题的关键都在于速度的合成与分解.
思维模板:(1)在绳(杆)末端速度分解问题中,要注意物体的实际速度一定是合速度,分解时两个分速度的方向应取绳(杆)的方向和垂直绳(杆)的方向;如果有两个物体通过绳(杆)相连,则两个物体沿绳(杆)方向速度相等.(2)小船过河时,同时参与两个运动,一是小船相对于水的运动,二是小船随着水一起运动,分析时可以用平行四边形定则,也可以用正交分解法,有些问题可以用解析法分析,有些问题则需要用图解法分析.
题型4抛体运动问题
题型概述:抛体运动包括平抛运动和斜抛运动,不管是平抛运动还是斜抛运动,研究方法都是采用正交分解法,一般是将速度分解到水平和竖直两个方向上.
思维模板:(1)平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做匀加速直线运动,其位移满足x=v0t,y=gt2/2,速度满足vx=v0,vy=gt;(2)斜抛运动物体在竖直方向上做上抛(或下抛)运动,在水平方向做匀速直线运动,在两激宽迟个方向上分别列相应的运动方程求解
题型5圆周运动问题
题型概述:圆周运动问题按照受力情况可分为水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动,按其运动性质可分为匀速圆周运动和变速圆周运动.水平面内的圆周运动多为匀速圆周运动,竖直面内的圆周运动一般为变速圆周运动.对水平面内的圆周运动重在考查向心力的供求关系及临界问题,而竖直面内的圆周运动则重在考查最高点的受力情况.
思维模板:(1)对圆周运动,应先分析物体是否做匀速圆周运动,若是,则物体所受的合外力等于向心力,由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物体的运动不是匀速圆周运动,则应将物体所受的力进行正交分解,物体在指向圆心方向上的合力等于向心力.
(2)竖直面内的圆周运动可以分为三个模型:①绳模型:只能对物体提供指向圆心的弹力,能通过最高点的临界态为重力等于向心力;②杆模型:可以提供指向圆心或背离圆心的力,能通过最高点的临界态是速度为零;③外轨模型:只能提供背离圆心方向的力,物体在最高点时,若v<(gR)1/2,沿轨道做圆周运动,若v≥(gR)1/2,离开轨道做抛体运动.
题型6牛顿运动定律的综合应用问题
题型概述:牛顿运动定律是高考重点考查的内容,每年在高考中都会出现,牛顿运动定律可将力学与运动学结合起来,与直线运动的综合巧迅应用问题常见的模型有连接体、传送带等,一般为多过程问题,也可以考查临界问题、周期性问题等内容,综合性较强.天体运动类题目是牛顿运动定律与万有引力定律及圆周运动的综合性题目,近几年来考查频率极高.
思维模板:以牛顿第二定律为桥梁,将力和运动联系起来,可以根据力来分析运动情况,也可以根据运动情况来分析力.对于多过程问题一般应根据物体的受力一步一步分析物体的运动情况,直到求出结果或找出规律.
对天体运动类问题,应紧抓两个公式:GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2①。GMm/R2=mg②.对于做圆周运动的星体(包括双星、三星系统),可根据公式①分析;对于变轨类问题,则应根据向心力的供求关系分析轨道的变化,再根据轨道的变化分析其他各物理量的变化.
题型7机车的启动问题
题型概述:机车的启动方式常考查的有两种情况,一种是