談物理想象力的培養(yǎng)

張伯川

【摘 ?要】學(xué)習(xí)任何一門學(xué)科都需要想象，物理是自然學(xué)科的重要分支。要了解自然界的基本規(guī)律，就要通過科學(xué)想象與科學(xué)推論來達(dá)到學(xué)習(xí)目的。

【關(guān)鍵詞】物理;想象

物理研究是原理加實(shí)驗(yàn)，而這些原理與實(shí)驗(yàn)，首先是通過想象與推理作出假設(shè)，然后才用實(shí)驗(yàn)加以證明。素質(zhì)教育不同于應(yīng)試教育。應(yīng)試教育只講繼承不講創(chuàng)新。教學(xué)中注重用實(shí)驗(yàn)證明原理，然后記住原理。而素質(zhì)教育是要培養(yǎng)探究能力的，探究能力是創(chuàng)新的基礎(chǔ)。探究能力即發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。而這一過程中想象加推理是不可或缺的。所以在物理教學(xué)中培養(yǎng)想象能力是不可忽視的。例：講斜面省力的原理，在實(shí)際運(yùn)用中會(huì)涉及到很多實(shí)驗(yàn)工具。比如螺絲、竹蜻蜓、直升機(jī)的螺旋槳，機(jī)動(dòng)船下面的螺旋式水輪等。這是可以倡導(dǎo)學(xué)生去大膽想象。課上想時(shí)間有限，可以課下想，隨時(shí)想，能得出結(jié)果可以，得不出結(jié)果也行，總之只要去想象就有收獲。想象好比探路，看見好像有人走過的痕跡，探一探吧，結(jié)果是誤判，此路不通。這也是收獲，促使他繼續(xù)尋找，促使他改進(jìn)尋找的方法。即使最終證明此路不通，并獲得了不通的原因，他就會(huì)告訴人們別在這里枉費(fèi)心機(jī)了，到別處探路吧。這不是收獲嗎？想想當(dāng)初想發(fā)明永動(dòng)機(jī)的人也許就不止一個(gè)，雖然也許他們事前都懂得能量守恒定律，但未實(shí)踐過還是要試一試，試的過程中證實(shí)了物理在憑著慣性的運(yùn)動(dòng)中，摩檫力會(huì)消耗能量的不可避免。由前車之鑒，很少有人去發(fā)明永動(dòng)機(jī)了。由前人這樣的精神，同學(xué)們響應(yīng)老師的倡導(dǎo)，對(duì)斜面省力的實(shí)用發(fā)明進(jìn)行了各種想象。如有個(gè)學(xué)生想到，直升機(jī)的螺旋槳是由竹蜻蜓演變而來的，那么竹蜻蜓的發(fā)明者當(dāng)初又是怎樣發(fā)現(xiàn)這一原理的蛛絲馬跡的呢？長(zhǎng)有奇思妙想中發(fā)現(xiàn)了這樣的景象：有個(gè)小孩拿著一個(gè)傘狀的蘑菇搓傘把玩，一下搓?duì)€了。爸爸便給他做了一個(gè)竹片下面嵌上一根圓竹棍讓他搓著玩。誰知他一搓，竹片竟然向空中上升了一下。爸爸拿來一看，沒發(fā)現(xiàn)什么。但逆時(shí)針一搓卻沒有上升。又順時(shí)針一搓又上升了。再一看，原來竹片反時(shí)針轉(zhuǎn)的那一端薄些。爸爸悟出了道理。于是把竹片兩端相反的方向都用刀削成了由厚到薄的刀刃一般，斜面在下面。再順時(shí)針方向一搓，這時(shí)不但上升而且呼地飛升幾尺高。于是民間的竹清廷誕生了。當(dāng)有了飛機(jī)之后，直升機(jī)又發(fā)明了。螺旋槳的斜面就是在空氣中沿著斜面旋轉(zhuǎn)而上升的。這個(gè)學(xué)生把他的想象說出來，老師問他為什么能想象這樣的故事，他說是讀了《魯班的故事》受的啟發(fā)。老師一下子明白了。號(hào)召學(xué)生多看課外書籍奏效了。魯班的故事里說，魯班上山去被茅草拉傷了腳，一看，原來茅草上有很多細(xì)齒，經(jīng)過仿制，于是鋸子發(fā)明了。看來，物理教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生的想象力，多看課外書籍是途徑之一。評(píng)析：這位物理老師培養(yǎng)學(xué)生想象力的方法，所用的是素質(zhì)教育的方法。即用啟發(fā)式而非注入式。這就是以學(xué)生為主體，讓學(xué)生在理論聯(lián)系實(shí)際的想象中不但加深了對(duì)科學(xué)原理的理解，還培養(yǎng)了從生活中發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行創(chuàng)造性思維的學(xué)習(xí)方法。又例：教了電流的方向是由正極流向負(fù)極的規(guī)律，在老師的指導(dǎo)下，同學(xué)們也進(jìn)入了想象。把導(dǎo)線想象成血管，電流像血液一般在血管中流動(dòng)。無論這種想象與電子在導(dǎo)線中移動(dòng)是否相符。但這種想象可以化抽象為形象，便于理解與記憶。又例：在學(xué)習(xí)課本知識(shí)的同時(shí)，老師還布置看課外知識(shí)，并把看到的加以聯(lián)想，寫成文章交回來。同學(xué)們積極行動(dòng)起來。有個(gè)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)自媒體上看到一則展示，說是永動(dòng)機(jī)模型制作成功了。并展示機(jī)器的各個(gè)部分，既無電源又無其它任何動(dòng)力。他想，這是不可能的，永動(dòng)機(jī)早已被判了死刑。他又想，假如真有其事，又會(huì)是怎樣的原理呢？會(huì)不會(huì)機(jī)械零件和空氣的摩擦降到了最小，靠慣性不停運(yùn)轉(zhuǎn)呢？想來想去，還是不相信，那人也許是拍的魔術(shù)表演，取名永動(dòng)機(jī)而已。但他還是受到了啟發(fā)。人們?cè)谏钪杏泻芏嗄芰渴抢速M(fèi)掉了的，何不把這些能量收集起來做功呢？比如也有人發(fā)明了一些東西了。如把走路踩在鞋底上的動(dòng)力利用起來發(fā)電，雖然很微弱，但據(jù)說可以管手機(jī)充電之用。由此推論，河里、山溝里的水常年流動(dòng)，可否發(fā)明一種放在水流中的微型發(fā)電機(jī)，哪怕是落差很小的流水的沖擊力也可以使電機(jī)發(fā)出電來。我要是將來當(dāng)了電機(jī)工程師，我一定要研究。幾十年前不是有一位中專畢業(yè)生，經(jīng)過苦心鉆研，發(fā)明了在高壓電線上高空作業(yè)的防電衣嗎？我要立下大志，向那個(gè)目標(biāo)奮斗。他把這些聯(lián)想寫好交給老師，老師在班上念了，得到了大家的一致稱贊。還有個(gè)學(xué)生從民間收集到一則傳聞。說是某人在一個(gè)地方修建了一座新房，但人住進(jìn)去，每晚失眠嚴(yán)重，找風(fēng)水先生診斷，說這是個(gè)鬼地，得搬走。這幾天恰逢一個(gè)地質(zhì)勘查隊(duì)路過這里聽說了此事，就用儀器測(cè)了測(cè)，發(fā)現(xiàn)地磁場(chǎng)很強(qiáng)，也許地下有磁鐵礦。啊，原來如此，哪是什么鬼地，從此他更加不信鬼神了。這則故事對(duì)他樹立科學(xué)世界觀起到了有益的作用。他于是又把這事展開了聯(lián)想，如人們所說的鬼火其實(shí)是磷化氫遇到空氣燃燒而發(fā)出的光，俗稱鬼火。這位學(xué)生由物理聯(lián)想了化學(xué)現(xiàn)象了。聯(lián)想使人眼界開闊了。又例，學(xué)了浮力，同學(xué)們聯(lián)想到了語文課本中的《死海不死》。那是說名叫死海的湖泊里鹽溶量特別高，人在水里不下沉，淹不死。由聯(lián)想到了農(nóng)民“泥水選稻種”。清水放入泥漿，增加了水的濃度，稻種放進(jìn)去，飽滿結(jié)實(shí)的谷粒沉下去，不飽滿不結(jié)實(shí)的谷粒浮在上面。

綜上所述，物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的想象，有助于學(xué)好物理。

參考文獻(xiàn)：

[1]《新課程標(biāo)準(zhǔn)解讀分析》黑龍江科技出版社（2003）。