物理教學(xué)中的思維能力培養(yǎng)

徐建軍

形象思維能力是人的智力構(gòu)成中一個(gè)重要因素。一般認(rèn)為:對(duì)于文學(xué)藝術(shù),形象思維能力的培養(yǎng)是十分重要的,這是已成定論、不需討論的問題。在理科教學(xué)特別是物理教學(xué)中,形象思維能力的培養(yǎng)還沒有引起足夠重視。但在理論上探討較少;在教學(xué)實(shí)踐上,重視推導(dǎo)、演示而忽視形象圖景和物理模型的建立,不能很好地培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力。

一、物理研究和學(xué)習(xí)離不開形象思維

自古以來,在科學(xué)技術(shù)研究過程中形象思維就是不可少的。

楊振寧說:“由于傳統(tǒng)習(xí)慣,亞洲的學(xué)生,特別是中國(guó)的學(xué)生,喜歡復(fù)雜的推演的東西,這對(duì)自己、對(duì)科學(xué)的發(fā)展都是不利的,因?yàn)樗`反了物理學(xué)的規(guī)律,物理本身是現(xiàn)象而不是推演?！敝庇^性與物理現(xiàn)象、物理實(shí)驗(yàn)是不可分割的,直觀性與學(xué)生形象思維能力的培養(yǎng)也有著最直接的聯(lián)系。對(duì)于直觀性,物理教育家朱正元先生曾有過精辟的論述,他認(rèn)為對(duì)于物理概念、物理規(guī)律等一些理論的東西,往往是“千言萬(wàn)語(yǔ)說不清,一看實(shí)驗(yàn)便分明”,畫龍點(diǎn)睛般地道出了直觀教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。

直觀是手段而不是目的。在物理教學(xué)中,直觀的作用是什么?除了作為教學(xué)手段外,還有沒有更深層次的作用和功能?著名科學(xué)家錢學(xué)森同志關(guān)于形象(直感)思維學(xué)的闡述回答了這個(gè)問題,他認(rèn)為,直觀性(或者說物理現(xiàn)象)不僅僅是一種很好的教學(xué)手段,更重要的,它還是學(xué)生形象思維產(chǎn)生的源泉。形象思維作為人的思維(包括形象思維、抽象思維、靈感思維)組成部分之一,它的作用并不亞于抽象思維,甚至可以說更重要。深入地探討這個(gè)問題,我們就會(huì)發(fā)現(xiàn),錢學(xué)森同志關(guān)于形象思維學(xué)的論述與楊振寧教授關(guān)于重視物理現(xiàn)象的觀點(diǎn)有異曲同工之妙,兩者思想上的相同或相似也絕非偶然。這事實(shí)上已經(jīng)為我們的物理教育展示了一個(gè)廣闊而誘人的前景。

二、物理教學(xué)中的直觀性

什么叫直觀?《辭海》對(duì)直觀的定義是:“直觀,即感性認(rèn)識(shí),就是實(shí)踐中外界事物作用于人的感覺器官而在大腦中產(chǎn)生的感覺、知覺和表象?！痹谖锢斫虒W(xué)中,直觀教學(xué)又表現(xiàn)為語(yǔ)言直觀(講解)、實(shí)物直觀(實(shí)驗(yàn))和圖形模型直觀三種形式。其中最重要的是實(shí)物直觀——物理實(shí)驗(yàn)。

物理實(shí)驗(yàn),真實(shí)地展現(xiàn)物理過程,使學(xué)生直接地理解物理運(yùn)動(dòng)的本質(zhì);物理實(shí)驗(yàn),以純粹的形態(tài)突出物理運(yùn)動(dòng)的主要特征,使學(xué)生排除次要因素的干擾,認(rèn)識(shí)物理運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律;物理實(shí)驗(yàn),作為一種理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)踐活動(dòng),它使學(xué)生處于教學(xué)的主體地位,靈活地運(yùn)用知識(shí)并促成知識(shí)的遷移;物理實(shí)驗(yàn),以生動(dòng)的形象作用于學(xué)生,能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,形成良好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),并通過非智力因素促進(jìn)智力的發(fā)展。因此,作為直觀教學(xué)生動(dòng)體現(xiàn)的物理教學(xué)實(shí)驗(yàn),既反映了物理學(xué)的發(fā)展規(guī)律,同時(shí)也體現(xiàn)了學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律。正是這種直觀性,使得認(rèn)識(shí)主體(學(xué)生)與客體(物理現(xiàn)象)發(fā)生相互作用,使得認(rèn)識(shí)主體得以認(rèn)識(shí)客體。通過三棱鏡將一束太陽(yáng)光分解成七色光,可以使無(wú)數(shù)初入物理學(xué)殿堂大門的中學(xué)生如癡如醉!這不正是直觀教學(xué)的魅力嗎?

如何認(rèn)識(shí)物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)在物理教育中的作用?怎樣看待物理教學(xué)中的直觀性?這不僅僅是一個(gè)教學(xué)思想的問題,而且還表現(xiàn)在不同傳統(tǒng)文化背景對(duì)人們觀念的規(guī)范與約束上。

研究一下學(xué)生學(xué)習(xí)物理的認(rèn)識(shí)機(jī)制,我們發(fā)現(xiàn)直觀教學(xué)也是符合人的認(rèn)識(shí)規(guī)律的。由于認(rèn)識(shí)主體在認(rèn)識(shí)客體時(shí)往往存在著知覺優(yōu)先的傾向,并首先使用形象思維來認(rèn)識(shí)客體,而且在面臨新的問題或情境時(shí),其認(rèn)知活動(dòng)又常常退回到較低的水平。因此,在教學(xué)中就必須給學(xué)生提供足夠的感性經(jīng)驗(yàn)和活動(dòng)機(jī)會(huì)。所以,過分地強(qiáng)調(diào)非直觀,不僅違反物理學(xué)的發(fā)展規(guī)律,違反教學(xué)規(guī)律,而且也違反學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律。

綜上所述,在物理教育中不應(yīng)當(dāng)僅僅把加強(qiáng)直觀教學(xué)、注重物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)看作是一個(gè)教學(xué)觀點(diǎn),而應(yīng)當(dāng)把它作為物理中的一個(gè)方向性問題來對(duì)待。

三、形象思維能力的培養(yǎng)

如何在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力?

1.加強(qiáng)物理教學(xué)中的直觀性。由于形象思維以知覺、表象為思維的重要材料,并在認(rèn)識(shí)中帶有強(qiáng)烈的情緒色彩,因此在教學(xué)中,要根據(jù)物理學(xué)的特點(diǎn),從所研究的物理概念、定律的需要出發(fā),運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)、板書、板畫、模型、幻燈片、多媒體等直觀教學(xué)手段和方法,并輔之以生動(dòng)的語(yǔ)言與手勢(shì),使學(xué)生獲得生動(dòng)具體的感性認(rèn)識(shí),使學(xué)生從直觀上了解與認(rèn)識(shí)客體的全部形態(tài),將對(duì)物理現(xiàn)象的觀察與教師的講解等客體作用于認(rèn)識(shí)主體的動(dòng)作使其上升為知覺與表象。

2.讓學(xué)生多做實(shí)驗(yàn)。物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的形象思維,讓學(xué)生觀察物理現(xiàn)象是必須的和有益的,但更重要的是讓學(xué)生親自動(dòng)手,在操作中去觀察物理現(xiàn)象,去體驗(yàn)物理規(guī)律的奧妙。學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象接觸得愈多、認(rèn)識(shí)得愈深刻,就愈有可能產(chǎn)生新的直覺,而這種直覺就是形象思維的基礎(chǔ),是科學(xué)研究工作中的重要環(huán)節(jié)。

需要指出的是:目前在物理教學(xué)中,普遍采用的是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),其目的是讓學(xué)生懂得科學(xué)“演繹”的方法,而為了培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力,就要在教學(xué)中有意識(shí)地讓學(xué)生多做一些探索性實(shí)驗(yàn),讓他們學(xué)會(huì)“歸納”的方法。

3.讓學(xué)生學(xué)會(huì)創(chuàng)造。培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力,還要為他們創(chuàng)設(shè)解決實(shí)際問題的情境,即將他們置身于研究、創(chuàng)造和發(fā)明的情境之中,讓他們學(xué)會(huì)先從整體上把握問題的物理實(shí)質(zhì),而后再去探索具體研究的方法。而物理模型作為科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的中介物,它的建構(gòu)不僅需要抽象思維,便依賴于形象思維。因此,要讓學(xué)生從課內(nèi)走向第二課堂,研究一些與生產(chǎn)生活有關(guān)的實(shí)際問題,讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)會(huì)研究物理問題的方法、學(xué)會(huì)科學(xué)的思維方法,只有這樣,才能真正形成良好的思維品質(zhì)。

(責(zé)任編輯:馮權(quán)書)