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1、物理教学中培养学生图感的五策略摘要物理教学中图感的建立和培养是初中物理课程 标准要求培养全体学生的科学素养的重要途径，是发展抽 象思维和提高解题能力的重要标志，也是培养学生创新精神 与实践能力的需要。在日常教学中，教师应加强对学生物理感的培养，把物理图感的培养体现在日常物理教学过程中 去。关键词物理教学；图感；实践能力 作者简介李海锋（1979-），男，江西乐平人，乐平 市第七中学，中学一级教师，研究方向为中学物理教学。物理图感是对物理空间与图形的直觉和敏锐程度，是在 学习物理空间与图形的过程中，领悟物理空间与图形中所隐 含的整体性、敏锐性、次序性、和谐性，达到对物理空间与 形的整体把握乃至能
2、够预见解决问题的能力。这种物理 感以形象思维和抽象思维为依托，以丰富的物理识图、作 经验为前提条件，是在物理空间与图形理论灵活应用的基础 上逐渐形成的在人脑思维中的正确反映。物理教学中图感的 建立和培养是初中物理课程标准要求培养全体学生的科 学素养的重要途径，是发展抽象思维和提高解题能力的重要 标志，也是培养学生创新精神与实践能力的需要。因此，培养学生物理图感是当前物理教学的一个重要任务。在日常物理教学中，教师应逐步发展学生的物理图感，培养学生的物 理空间观念。一、走进生活，建立物理图感的整体性 物理学是研究宇宙间物质存在的基本形式、性质、运动 和转化、内部结构等方面，从而认识这些结构的组成元
3、素及 其相互作用、运动和转化的基本规律的科学。物理空间与 形的内容主要来源于现实世界中的物体的形状、大小、位置 关系及其变换，物理知识来源于生活，发展学生的物理图感 离不开学生的生活经验。只有当学生把所学知识与生活经验 联系起来，才能更好地掌握知识，内化知识。唐季乌申 斯基认为，儿童是“用形式、声音、色彩和感觉”思维的。 物理图感的建立主要不是仅通过传授而能得到培养的，重要 的是让学生自己去感知、发现和探索，使他们在学习物理的 过程中，更多地接触和经历有关物理现象，推导物理规律， 在现实物理情景下感受体验，从而更具体更深刻地把握物理 空间与图形的相关概念，丰富物理图感的建立和整体认识。 日常物
4、理教学中要展示丰富的现实物体和教具，让学生通过 大量的实体模型和基本事实抽象出物理概念和规律。如人们 想问题的时候总拿出纸和笔来勾勾画画，这是建立物理图感 的一大途径。要教会学生把物理问题的各个要素用物理符号 表征，或可以用形象来表达思想即形象表征，教学生把物理 问题“画出来”，建立物理图感。如声音中的“多普勒效 应”和“蜻蜓点水”等问题很多学生不理解，教师可以引导 学生简单推导“多普勒效应”公式，让学生在方格笔记本上 简单地画出实验图形，记录模拟实验数据，导出公式。笔者在教学中明确提出物理图感的概念，并有意识地在 教学和实践中去帮助学生建立物理图感，进而强化物理图感 意识。学生只有明确物理图
5、感的概念和重要性，才会有意识 地去学习物理图感，也才能将物理图感的作用发挥到最大程 度。如“乐音的三要素”是学生普遍熟悉而又容易错误的概 念，教学中借助下图四个音叉甲、乙、丙、丁发声时在示波 器显示出的声波图形，观察并自己勾画图形后说出其不同之 处，通过对比分析建立乐音三要素的图感，可以形象地表现 出三要素的区别和联系。二、大胆想象，建立物理图感的敏锐性 杨振说过：“常常有同学问我做物理工作成功的要素是 什么，我想要素可以归纳为三个P : Perception，Persistence and Power。Perception眼光，看准了什么东西，就要抓住不放；Persistence坚持，看对了
6、就要坚持；Power力量。”这个Perception （眼光），在初中生脑海里应该就是物理图感。教师有这样的体会，读题后 能马上浮现物理情景，改试卷时看一眼就知道对错，这就是 物理图感的敏锐感。物理图感主要表现在：能由实物想象出 形，由图形想象出实物，进行实物与其图形的转化、语言文字与物理图形的转化、物理图形与数学语言的转化等；能 根据条件做出立体模型或画出图形；能从较复杂的图形中分 解出基本的图形，并能分析其中的基本元素及其关系；能描 述实物或几何图形的运动和变化；能采用适当的方式描述物 体间的位置关系；能运用图形描述问题，利用直观来进行思 考。我们都知道想象远比知识重要，知识有涯，而想象无
7、边。 在物理教学中，考察物理问题、物理对象、物理过程、物理 规律、物理理论的特点，对学生进行图学教育，引导学生进 行合理的猜测。借助于大胆的猜想，能提高对物理图感的敏 锐度。模型法就是物理图感敏锐性培养的重要方法。如“力和 机械中杠杆”的学习中，学生由于受跷跷板和实验用的均匀 木质杠杆的影响，产生了只有直杆和中心支点等错误的思维 定势。这时教师就特别要教会学生杠杆作为刚性转动物体这 一模型思想，强化对任意刚性转动实物抽象为杠杆模型这一 物理图感的培养。如下图背重物和手臂上的杠杆问题。一旦建立这种杆杠图感就能敏锐地发现各种类型的杆 杠模型，这种敏锐感正是物理图感的最重要特征。按照电路图连接实物图
8、和将实物图的连接情况画成电 路图，是初中电学中一项非常重要的实验技能，是学生在学 习电路知识时应该掌握的基本技能之一，电学教学中电路 和实物图的对应转化又是加强初中物理图感培养的重要一环。又如电学的综合动态计算题中不管开关如何闭合，滑动 变阻器如何移动，只要教会学生以下两类基础电路图形（串 联电路和并联电路），即可以以不变应万变。又如教授学生普遍感到很难掌握的相互作用力与平衡 力的区别和联系的教学中，以拔河情景为例，对拔河过程中 甲、乙两方进行受力分析，在此基础上强化受力示意图的画 法，总结出竖直方向上和水平方向上两类基本图示，建立受 力分析的物理图感，并由此引申到竖直方向上和水平方向上 的三
9、力平衡的物理图感。在力和机械与浮力的实际解题中教 会学生从复杂图形中提炼出有效基本图形的能力，可以强化三、实践操作，学生的物理图感的敏锐性和准确性 体验物理图感的次序性物理定律不能单靠“思维”来获得，还应致力于观察和 实验。成功的奥秘在于多动手。物理教学实践活动中，要培 养学生动手操作的能力，以自己亲身的实践活动来学习物 理，将物理知识运用到实际生活中去，而不是由教师用“填 鸭式”的教学方式告诉学生这是什么，应该怎样，答案又是 什么。在整个初中物理教学中，教师要注重对学生动手能力 的培养，加强实践操作，让学生体会每个现象、每个概念、 每个规律的形成过程，对各个基本物理学研究对象进行静态 和动态
10、的定义，将体验各物理现象的动态变化贯穿于整个物 理的学习当中去，体会物理和数学图形的动态变化，在头脑中形成动静结合的有次序性的物理图感。为了体验物理图感的次序性，课堂教学中应加强作图训练，为学生设计更多有趣的实践活动。如透镜的应用中学生 普遍对显微镜、幻灯机、放大镜的应用理解不透，做题时思 路混淆，这些是没有在头脑中建立透镜成像图感的表现。因 此，在透镜成像规律的教学中，教师可先通过光具座上的实验和画光路建立起光路成像的形成和变化“动画像”，加上表格填充，丰富其图感。这既加强了对光的折射 记忆，又加深了对透镜成像规律的理解，能提高学生的分析 和解题能力。因此，让学生多做这样的画图填表练习，养成
11、 这种习惯，对体会物理图感的次序性是很有必要的。四、数形结合，发展物理图感的和谐性数学家波利亚说：“学习任何知识的最佳途径是自己去 发现，因为这种发现理解最深，也最容易掌握其内在的规律、 性质和联系。”在物理教学中，教师要创设各种形式的探索 机会，让学生在自主探究的过程中充分发挥数学的功能，数 形结合地发展物理图感。在对简单物体和情景的形状、大小、 位置关系、运动的探索过程中，发展物理空间观念。在与他 人合作交流等活动过程中，合情推理，进一步学习有条理地 思考与表迗；在积累了一定的活动经验与掌握一定的物理规 律的基础上，灵活运用数学图形及知识，发展物理图感的和 谐程度。如互成角度平面镜问题：从
12、C点射出的光，经几次 反射后又回到C点（要求：画出光路图），根据光的反射定 理一一作图求解显然是不妥的，这时如利用数学轴对称思想 可以化曲为直就可轻松得到答案。物理学家狄拉克说过，方程式之美，远比符合实验结果 更重要。物理综合题的解答中需要学生掌握方程思想，运用 方程和方程组帮助解答较为复杂的难题，体现数学和物理 感的和谐性。在日常教学中，教师应向学生提供充分从事物 理活动的自主探索的平台，帮助他们在自主探索、合作交流 的数形结合学习活动中发展和谐的物理图感。五、解决问题，强化物理图感的直觉性 爱因斯坦说：“我相信直觉与灵感，真正可贵的是直 觉。”学习物理的目的在于解决问题，学生遇到具体问题时 首先要想到用什么方法解决。同样一个问题可以有不同的方 法解决，有些不同问题可能会有同一种解法。课堂上，可以 为学生适当提供一些开放性问题，有助于这种意识和能力的 培养。逻辑用于证明，直觉用于发明，教师有这样的体会， 让学生在做作业时很快就知道怎么画示意图，这就是物理 感的直觉性。这种直觉性来源于扎实的理论基础、丰富的画 和读图经验，以及对这些知识的熟练应用。强化物理图感 的直觉性，对培养学生创新精神与实践能力有极其重要的作 用。责任编辑一觉
