談初中物理思維發(fā)展形式

邱金金

由于思維發(fā)展水平不高，初中生在學(xué)習(xí)物理知識時，更習(xí)慣于直接由已知推未知，這樣的思維模式與操作方法并不符合教育對學(xué)生的期待.為使學(xué)生的思維得到深入發(fā)展，初中物理教師需要針對初中生思維不夠靈活的問題，指導(dǎo)學(xué)生利用極限思維、聯(lián)想思維等方式思考問題，以促進(jìn)其思維的發(fā)展.

一、從極限中發(fā)現(xiàn)思維的新穎指向

從極限中發(fā)現(xiàn)思維的指向，即在思考問題時，從極端情況或者特殊情境出發(fā)，做出更全面的考慮.這是科學(xué)研究思想的重要形式.早在古希臘時期，亞里士多德就提出過一種觀點(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動的因素.這一觀點(diǎn)顯然是不科學(xué)的，然而一直以來卻沒有人對其提出質(zhì)疑，直到伽利略借助極限思維才把這一觀點(diǎn)推翻.這充分證明了極限思維在物理探究中的巨大作用.現(xiàn)從初中階段的物理解題層面，對從極限中發(fā)現(xiàn)思維的指向功能進(jìn)行說明.

例 現(xiàn)有A和B兩個正方體，其中正方體A的體積小于正方體B，它們對水平地面的壓強(qiáng)是相同的，若從水平方向截去它們的相同厚度h，則A、B兩個正方體剩余部分對水平地面的壓強(qiáng)大小如何？

該問題用極限思維比較合適.由于正方體A的體積小于正方體B，若截去的h和正方體A的高相同，那么截去后A對地面的壓強(qiáng)變?yōu)榱悖鳥對地面的壓強(qiáng)則顯然不為零，由此結(jié)論自然呈現(xiàn)：A正方體剩余部分對水平地面的壓強(qiáng)小于B正方體.

這樣一個簡單例子能夠充分證明：若直接由已知條件推出答案困難，而具有一定“拐彎”意味的極限思維，將給學(xué)生提供一種全新的處理物理問題的思路，對學(xué)生的思維發(fā)展大有益處.

二、從聯(lián)想中發(fā)現(xiàn)思維的多種可能

讓學(xué)生在聯(lián)想中得到思維的創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)思維的多種可能的價值在于能探索出一條防止“題海”作戰(zhàn)的渠道.為此，教師在教學(xué)時，可以嘗試能破解學(xué)生思維定式的教學(xué)方法，讓學(xué)生能夠從多種不同角度分析問題、論證思路.特別是在解決“依據(jù)已知條件直接分步推理，要么計算過于復(fù)雜，要么看起來?xiàng)l件不足”的題型.在這種情況下，學(xué)生通常都會顯得無所適從，在面對此類問題的解題指導(dǎo)任務(wù)時，教師可以要求學(xué)生找出其中的某個物理量，把這個物理量推向極端層次，從而發(fā)現(xiàn)隱蔽條件，讓后期的分析與推理變得更加順暢.此類聯(lián)想拓展思維方式的作用比較突出.例如，在條件相同的情況下，頻率高的聲波和頻率低的聲波，哪種傳播得更遠(yuǎn)一些呢？教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)教材中“次聲波能夠傳播較遠(yuǎn)的距離”的提示得出結(jié)論，如果把頻率低的波看作和次聲波頻率比較接近的聲波，那它便可以傳播更遠(yuǎn)的距離，也就是說，在條件相同的情況下，頻率低的聲波傳播得更遠(yuǎn).這樣的結(jié)論和實(shí)際情況是一致的.在教學(xué)時，教師不必要求學(xué)生掌握聲波頻率和聲波傳播遠(yuǎn)近的關(guān)系，而是根據(jù)此類聯(lián)想拓展的形式，幫助學(xué)生思考和處理問題.

三、等效思維可化復(fù)雜為簡單

在實(shí)際操作中，等效思維法能夠?qū)⒃颈容^復(fù)雜的問題向簡單的方向轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到方便分析的效果.因?yàn)榈刃季S的存在，物理的本質(zhì)更易于被發(fā)現(xiàn).學(xué)生完全可以據(jù)此對事物的內(nèi)在規(guī)律進(jìn)行深入探索，取得理想的學(xué)習(xí)效果.

教學(xué)過程時，教師可將等效思維的著力點(diǎn)置于下述幾個方面.首先是讓物理模型得到等效替代，即依靠更具便捷度的研究分析形式代替面前的物理模型，以便簡化問題處理過程;其次，把物理過程直接進(jìn)行等效替代，即依靠一種或者多種物理過程，替換原有的單一化與復(fù)雜化的物理過程，保證過程的簡化;再次，等效思維指導(dǎo)下的作用效果的替代，即“復(fù)雜化作用”被“簡單化作用”所替代，從而達(dá)到將問題簡化的目的.現(xiàn)舉一例進(jìn)行說明.

例 有A、B兩輛汽車在平直公路相向行駛，現(xiàn)在它們的距離為d，兩輛汽車行駛速度不同，其中A車為v1，B車為v2.在兩車之間有一只往返飛翔的信鴿，其速度為v3.當(dāng)信鴿飛到A車時，立即折回飛向B車;飛到B車時，再折回飛向A車.那么當(dāng)兩車相遇時，信鴿飛了多長的路程？

解決本題時，如果以等效思維為引導(dǎo)，學(xué)生便能自覺把信鴿看成以v3做勻速直線運(yùn)動的物體，從而分析出其飛行時間等同于A、B兩車從開始運(yùn)動到最終相遇時間.由此得到t=dv1+v2，所以信鴿飛行的路程為s=v3t=v3dv1+v2.解決該問題的關(guān)鍵在于使用等效思維，讓原本復(fù)雜的物理內(nèi)容變?yōu)槭熘幕A(chǔ)理論，從而使問題的本質(zhì)展現(xiàn)在學(xué)生面前.

總之，初中生在學(xué)習(xí)物理過程中，教師應(yīng)當(dāng)留意對學(xué)生極限思維、聯(lián)想思維等方面的培養(yǎng).關(guān)注知識的獲取固然重要，但同時也應(yīng)注意思維的養(yǎng)成.教師尤其應(yīng)當(dāng)重視后者，這樣才能使學(xué)生逐步由直觀思維過渡到多元思維，保證學(xué)生學(xué)有所依、學(xué)有所得.