物理教学中培养学生思维能力的探索

培养学生的思维能力，对于物理这门学科来说，主要是培养学生分析与综合、抽象与概括、推理和想象的能力。学生的这些能力是在一定素质的基础上，通过他们所受的教育和所从事的实践活动而形成和发展起来的。学生的素质有差别，这对他们能力的发展有影响。但是，一般来说，这种差别并不很大，决定能力发展的是他们所受的教育和他们所参加的实践活动。因此，在物理教学过程中，应把讲授物理知识及其运用和发展学生的思维能力结合起来。

物理教学 思维能力 学生

培养学生的思维能力，对于物理这门学科来说，主要是培养学生分析与综合、抽象与概括、推理和想象的能力。学生的这些能力是在一定素质的基础上，通过他们所受的教育和所从事的实践活动而形成和发展起来的。学生的素质有差别，这对他们能力的发展有影响。但是，一般来说，这种差别并不很大，决定能力发展的是他们所受的教育和他们所参加的实践活动。因此，在物理教学过程中，就应把讲授物理知识及其运用和发展学生的思维能力结合起来。

学生的认识过程，一般地应该符合“从生动地直观到抽象的思维”这一认识过程，所不同的是，学生的这一认识过程是在教师指导下进行的。这里，教师的主导作用就是帮助学生完成这一能动过程的飞跃，即不仅在于把结论告诉学生，更重要的是启发学生正确思考，让他们自己得出结论。

物理学中的一些物理量，如“比重”“比热”“电阻”“电场强度”“电势”“电容”“电动势”“磁感应强度”等，我们都是在实验的基础上引导学生通过分析、比较、综合、概括来揭示这些概念的物理本质的，使学生知道在这些物理量研究中是怎样进行抽象思维的，而不是简单地生硬地讲出这些物理量的意义。学生一旦形成了这种能力，既易于理解物理概念所说明的物理本质，又易于顺利地学习新知识。如我们在初中讲“导体的电阻”时，首先通过实验让学生知道下述事实：对同一导体来说，无论电压和电流怎样改变，电压与电流的比值总是一个常数；换用另一个导体，电压与电流的比值也是一个常数，只是这两个常数的大小不同。然后，让学生思考这个常数与电压、电流、导体哪个因素有关？学生讨论之后，明确了这个常数与电压、电流无关，只与导体本身有关。进而，让学生思考这个常数说明了导体的什么性质，并通过让学生分析当两个导体的两端电压相同而电流强度不同的事实，让他们总结这个常数表明了导体阻碍电流作用的性质。这样，既揭示了电阻的物理本质意义，又培养了学生研究物理量的抽象思维能力。这种能力一旦形成，无疑地会顺利地掌握“电场强度”“电势”“电容”等抽象的物理概念。

物理学是人们在生产生活、科学实验基础上建立和发展起来的，反过来又推动着科学技术的发展。它的发展过程，是人们认识物质世界矛盾运动的过程。因此，在物理教学过程中，适当讲些物理学史，讲些物理概念、规律的建立、发展和验证的历史，对于学生理解和掌握知识，学习前人严谨的科学态度和思考问题、研究问题的方法，都是有益的。

物理学中的一些理论，特别是微观世界的理论，在中学阶段并不是都能在实验的基础上建立的。如在物理学的发展上起着重要作用的物理模型——分子运动论模型、原子模型、原子核模型。为了发展学生的思维能力，特别是合乎规律的想象能力，我们就结合介绍物理学的发展史，讲述这些物理理论。如在讲述“原子的结构”时，介绍了19世纪末，人们从阴极射线的发现，到电子荷质比的测定，知道了电子是各种元素（原子）所共有，从而确定了原子是由电子和带正电部分所组成。但是，到底是怎样组成的，人们并不知道。到了20世纪初，汤姆逊提出了原子的“西瓜”模型，即原子中的带正电部分好象西瓜瓢，而电子好象西瓜子那样的模型。这种假想模型是否正确，还需要通过实验来检验。卢瑟福发现了a粒子的散射实验，通过对实验的理论分析，否定了汤姆逊模型，提出了原子的核式结构理论。我们详细讲述了卢瑟福的a粒子散射实验的装置、实验的方法和所观察到的实验现象，组织学生运用已学过的库伦定律知识进行讨论：a粒子通过薄金片时为什么会发生偏转？为什么发生大偏转角度的a粒子极少？引导学生自己经过对实验的分析，抽象出原子的核式结构理论。这样，把讲述物理学史和讲授物理理论有机地结合起来；把介绍物理学家研究问题的实验方法、思考方法和培养学生的思维能力，特别是合乎规律的想象能力，有机地结合起来，这样，学生就聚精会神，认真听讲，积极思考。

物理概念和规律虽然一般是建立在物理实验或经验事实基础之上的，但是，人们还常常运用已知的结论，去探索新的、具体的或更为概括的物理理论，这在物理学的发展史上是屡见不鲜的。在物理教学中，我们注意已学知识的扩大和加深，用已学知识来讲授新知识，发展与培养学生的推理能力和合乎规律的想象能力。

学生理解和掌握了电磁感应的一般规律——法拉第电磁感应定律和楞次定律之后，为了培养他们的推理能力和想象能力，在讲授自感现象时，没有按教材上那样先做实验后讲述，而是引导学生运用电磁感应的一般规律去分析研究绕有铁芯的线圈在通电或断电时会有什么现象发生？线圈产生的感生电动势是什么方向？感生电动势的大小与什么有关？使他们通过思考，想象出线圈中产生的电磁感应现象即自感现象；运用楞次定律推出自感电动势的方向与电流增、减的关系；运用法拉第电磁感应定律，推导出，从而得出εL=L ΔIΔt的公式。

又如，麦克斯韦电磁场理论的两个要点，很抽象、难懂。如果只按照教材简单、生硬地介绍，学生难于理解。我们运用学生已掌握的“电场”“磁场”“电磁感应”知识，讲述电磁场的理论要点。在学生复习了穿过某一回路中的磁场发生变化时，回路中便产生感应电流和导体中产生电流时导体中存在电场之后，使他们推知当回路中磁场发生变化时，回路中便产生电场。进而让学生思考：若把导线抽走，当某处空间磁场发生变化时，其周围空间是否还存在电场？使学生能够想象并且得出：“任何磁场的改变，都要在它的周围空间产生电场”的结论。接着，在学习了电流周围存在磁场，而电流的产生是由于存在电场之后，让学生思考产生稳恒电流的电场是否稳恒？使他们知道产生稳恒电流的电场是均匀变化的。进而让学生思考：若将导线取走，当某个空间存在的电场改变时，其周围空间有无磁场产生，使他们想象出其周围空间也产生磁场。从而抽象出：“任何电场的改变，都在它的周围空间产生磁场”的结论。这样，使学生已掌握的电磁感应等知识得以深化。

运用推理的方法讲授物理知识，在高中阶段非常重要，它以实验为基础，有利于学生对知识的理解和升华，培养学生的思维能力。