在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的整合思維

【摘 要】整合思維是一種創(chuàng)新性思想，即頭腦中同時(shí)處理兩種相互對(duì)立的觀點(diǎn)，并從中得出匯集兩方優(yōu)勢(shì)的更佳解決方案。在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的整合思維，有利于提升學(xué)生的綜合能力，利用已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和資源，用全新的視角、變通的方法去分析和解決面臨的新問題。

【關(guān)鍵詞】物理；整合思維；培養(yǎng)

整合思維是指把客觀世界看成一個(gè)有聯(lián)系的、不斷運(yùn)動(dòng)和變化的統(tǒng)一整體來認(rèn)識(shí)和思考的思維方法，強(qiáng)調(diào)選擇和組合優(yōu)質(zhì)要素，調(diào)整原有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，最大限度的發(fā)揮各類資源的作用。在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的整合思維，有利于提升學(xué)生的綜合能力，利用已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和資源，用全新的視角、變通的方法去分析和解決面臨的新問題。

1.培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力

1.1設(shè)置豐富的教學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生遷移能力

遷移能力是學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到新的情境，解決新問題時(shí)所體現(xiàn)的一種素質(zhì)和能力，包括對(duì)新情境的感知和處理能力、對(duì)新舊知識(shí)和新情境的鏈接能力、對(duì)新問題的認(rèn)知和解決能力等層次。教師在教學(xué)中設(shè)置富有情趣的內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生在積極的狀態(tài)下將已學(xué)知識(shí)遷移到新問題的解決中，實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)之間的貫通和轉(zhuǎn)換，進(jìn)而認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)和規(guī)律，構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，提高解決問題的靈活性和有效性。例如：著名科幻作家儒勒·凡爾納在輪船尚未被廣泛使用時(shí)，憑借魚深潛海底和浮出水面，想象出潛水艇的結(jié)構(gòu)和功能，并創(chuàng)作出了著名科幻小說《海底兩萬里》。敘拉古赫農(nóng)王讓工匠替他做了一頂純金的王冠，但是國王疑心工匠做的王冠并非全金，便請(qǐng)阿基米德來檢驗(yàn)。最初阿基米德冥思苦想?yún)s也無計(jì)可施，一天他洗澡坐進(jìn)澡盆時(shí)，看到水往外溢，同時(shí)感到身體被輕輕托起。他突然領(lǐng)悟到測定固體在水中排水量的辦法，他把王冠和同等重量的純金放在盛滿水的

兩個(gè)盆里，發(fā)現(xiàn)放王冠的盆里溢出來的水多，這就證明了王冠里摻進(jìn)了白銀。同時(shí)阿基米德還從中發(fā)現(xiàn)了浮力定律（阿基米德原理）：物體在液體中所獲得的浮力，等于它所排出液體的重量。直到現(xiàn)代，人們還在利用這個(gè)原理計(jì)算物體比重和測定船舶載重量等等。

1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)開放性，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維

人們的思維可以從問題不同的角度進(jìn)行探索，從不同的層面進(jìn)行分析，從正反的兩極進(jìn)行比較，這種以多端性和變通性為特點(diǎn)的思維方式叫發(fā)散思維。教學(xué)中應(yīng)注重內(nèi)容設(shè)計(jì)的開放性，留給學(xué)生更多的思維方向和想象空間。例如重力加速度是高中物理十分重要的物理量，問：利用所學(xué)知識(shí)你能設(shè)計(jì)那些方法測量本地區(qū)的重力加速度。實(shí)際中采用的辦法有多種，可以通過用彈簧秤和已知質(zhì)量的鉤碼測量重力加速度；用單擺結(jié)合周期公式測量重力加速度；用滴水法測量重力加速度，或用圓錐擺結(jié)合公式測量重力加速度等等。學(xué)生在開放性問題的引導(dǎo)下，運(yùn)用已有的知識(shí)去分析問題，親身探究并動(dòng)手實(shí)驗(yàn)解決問題，在此過程中會(huì)有成功和挫折的體驗(yàn)，從而獲得知識(shí)與技能并感悟其中的科學(xué)方法和科學(xué)思想。

2.培養(yǎng)學(xué)生的分析與綜合能力

2.1培養(yǎng)學(xué)生處理信息的能力

新課程背景下的高中物理教學(xué)內(nèi)容更貼近實(shí)際生活和科學(xué)技術(shù)，很多現(xiàn)實(shí)素材被編入各類題目中，形成“信息給予題”，用來考查學(xué)生搜集、處理和應(yīng)用信息解決問題的綜合能力。教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生搜索出有用信息，排除多余和無關(guān)信息的干擾，明確題目中描述的背景信息與物理原型之間的關(guān)系，抓住問題的本質(zhì)特征，從而實(shí)現(xiàn)快速解題。教學(xué)中可以選取一些與現(xiàn)代科技發(fā)展前沿相近的問題作為學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，鍛煉學(xué)生的閱讀理解能力。例如選取“液晶顯示”為主題的課題研究，通過收集相關(guān)材料，了解液晶顯示的原理，以及液晶顯示技術(shù)的應(yīng)用前景；又如通過對(duì)數(shù)碼相機(jī)有關(guān)資料的查閱，可以探究數(shù)碼相機(jī)拍攝和成像的物理原理以及影像信息的轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和傳輸?shù)葐栴}。這樣既體現(xiàn)中學(xué)物理學(xué)習(xí)內(nèi)容的時(shí)代性，又提高學(xué)生處理和應(yīng)用信息的水平。

2.2培養(yǎng)學(xué)生建立物理模型的能力

中學(xué)物理問題的解決，通常經(jīng)過以下步驟：建立正確的物理模型；正確選擇條件和規(guī)律；應(yīng)用數(shù)學(xué)關(guān)系求解；驗(yàn)證所得結(jié)論。顯而易見，建立正確的物理模型，實(shí)現(xiàn)具體思維向抽象思維的提升，是邁出正確解題的最關(guān)鍵一步。在具體教學(xué)中，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生從題目中尋找有用的信息，畫出清晰、簡化的示意圖，實(shí)際上無論試題情景多么新穎、與日常生活聯(lián)系多么密切，都可以歸結(jié)為學(xué)生熟悉的物理模型。比如：運(yùn)動(dòng)員跳水是一個(gè)“豎直上拋”運(yùn)動(dòng)的物理模型；人體心臟收縮使血液在血管中流動(dòng)可簡化為一個(gè)“做功”的物理模型，鍋爐水位計(jì)可簡化為一個(gè)“連通器”的物理模型等。其實(shí)物理模型就是同類性質(zhì)問題的本質(zhì)體現(xiàn)和核心歸類，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生用熟知的物理原理、規(guī)律及熟悉的解題方法、經(jīng)驗(yàn)去分析處理問題，不斷提高學(xué)生解決物理實(shí)際問題的能力。

2.3多角度培養(yǎng)，提高學(xué)生歸納能力

讓學(xué)生將復(fù)雜的物理知識(shí)結(jié)構(gòu)梳理出頭緒，必須強(qiáng)化他們的概括能力和歸納能力。課堂上教師如果能多角度、全方位培養(yǎng)學(xué)生的歸納能力，不僅有助于學(xué)生掌握各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，將學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來形成整體認(rèn)識(shí)，還有助于學(xué)生明晰知識(shí)規(guī)律，更系統(tǒng)的理解和掌握所學(xué)知識(shí)。教師在物理課堂教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生多方面、多角度的思考和分析問題，引導(dǎo)學(xué)生提出問題，使學(xué)生的思維不斷深入，并強(qiáng)調(diào)學(xué)生語言的邏輯性和嚴(yán)密性，提升學(xué)生的整合思維能力。例如金屬受熱膨脹的歸納推理，如果金受熱膨脹、銀受熱膨脹、銅受熱膨脹……所以，凡金屬受熱即膨脹，是不完全推理歸納，無法說明有沒有受熱不膨脹的金屬。但是如果我們找出金屬受熱膨脹的原因，那么歸納的結(jié)果應(yīng)當(dāng)是確信無疑，物理知識(shí)告訴我們：金屬受熱，其內(nèi)部分子活躍程度加大，擴(kuò)散力增強(qiáng)，這反映在宏觀上是金屬體積膨脹，由此金屬受熱膨脹是可靠的。

3.培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

3.1類比推理，培養(yǎng)學(xué)生思維的抽象性

由于兩個(gè)或兩類事物在許多屬性上相同，推出它們?cè)谄渌麑傩陨弦蚕嗤?，這種思維過程稱為類比。在教學(xué)中兩類知識(shí)進(jìn)行類比，既可以降低新知識(shí)的教學(xué)難度，起到化難為易的作用，又可以鞏固舊知識(shí)，加強(qiáng)兩類知識(shí)聯(lián)系。如靜電場中電勢(shì)能、電勢(shì)差的概念與重力場中的重力勢(shì)能、高度差概念進(jìn)行類比；用太陽行星模型去類比原子結(jié)構(gòu)，將氣體分子間相互作用與小球彈簧模型類比等。此外在中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容中，我們?cè)诜治鲋谐Ｓ玫酵评?，比如：分析一道物理力學(xué)問題，我們常經(jīng)歷“此問題是用牛頓定律或者機(jī)械能守恒定律或者功能原理求解”，但由于其中有摩擦力做功，機(jī)械能不守恒，所以只能用第一、第二方法求解。還有判斷電路故障，常經(jīng)歷“此故障是短路或者斷路，通過分析電路排除短路，所以故障因斷路引起?！鳖愃频乃伎?，當(dāng)我們引導(dǎo)學(xué)生作上述思考時(shí)，已經(jīng)不自覺用到推理的方法。思維抽象性的提高，可以對(duì)創(chuàng)造性活動(dòng)起到重要的、積極的能動(dòng)作用，從而獲得更多解決問題的途徑。

3.2延伸拓展，培養(yǎng)學(xué)生思維方法

思維方法是科學(xué)方法的核心內(nèi)容，物理中的各種結(jié)論都是學(xué)生對(duì)已有材料進(jìn)行思維加工得出的。中學(xué)物理教學(xué)應(yīng)使學(xué)生掌握一些基本的思維方法，如分類法、比較法、類比法、歸納法、假設(shè)法等，通過這些思維方法的教育，使學(xué)生具備一定的分析和綜合能力。具體教學(xué)中，教師對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，都要設(shè)計(jì)出合理的思維程序去組織教學(xué)，讓學(xué)生始終在有思維積極參與的情況下主動(dòng)學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮思維訓(xùn)練的作用。例如電容定義式的教學(xué)，學(xué)生對(duì)于電容與兩極板間電勢(shì)差及電量無關(guān)這一點(diǎn)很難理解，此時(shí)若用量筒來類比，對(duì)于一個(gè)已知的量筒來說，它的容積與量筒中裝不裝水、裝多少水無關(guān)，而取決于量筒本身，學(xué)生就容易接受。這樣不僅降低了物理教學(xué)的難度，而且使學(xué)生逐步掌握物理思維的方法。

【參考文獻(xiàn)】

[1]葉建柱.論物理教學(xué)中提出問題的水平[J].課程·教材·教法，2007（05）

[2]李秀斌.培養(yǎng)學(xué)生物理思維方法的研究[J].江西科學(xué)，2005（04）

[3]楊昕卉.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在物理教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 中小學(xué)教師培訓(xùn)，2005（04）

[4]朱龍祥著.物理教學(xué)思維方式[M].首都師范大學(xué)出版社，2000