论物理想像能力的培养.doc

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1、论物理想像能力的培养想像是人脑对已有的表象进行加工改造形成事物新形象的心理过程。人类的创造活动离不开想像，在探索未知世界的过程屮，需要人们透过已知的经验材料，去设想、构思事物内部相互联系、相互作川的图最。在物理学的发展过程屮，每一•个物理概念的建立、定律的发现等都蕴涵着物理学家非凡的想像力。爱因斯坦创立的相对论以及一系列著名的理想性实验就是极富独创的想像的结果。物理教学的过程，即是使学生在学习、探索前人的科学成杲的过程中获得知识形成能力的过程。在这个过程屮培养学生的创造性思维能力尤为重要，而创造性思维离不开想像力。想像是一切创造活动的源泉。在屮学物理的理论知识、习题之屮包

2、含着大量的对培养学生想像力的索材，教师应不失吋机地挖掘这些内容.有目的地培养学生的想像力。根据屮学物理教学的特点，笔者将想像归纳成如下五种类型。一、运用理想性实验，培养非现实实验过程的想像理想性实验在物理学史屮为意人利物理学家伽利略所首创，他在批驳亚里上多徳的错谋理论、树立白己的正确观点的吋候.使用了这一思维方法。如关于不同重量物体下落速度快慢的问题、惯性定律的提出都是用被现代物理学家所指的理想性实验所证明的。这种实验不川实际操作，说服力强，厉来被许多杰出的物理学家所使用。理想性实验具有极强的想像性，是人们在大脑屮构想的非现实存在的实验。实验者凭借想像屮理想化的仪器和设备

3、，在理想化的条件下，进行理想化的“操作”和“观察”，依靠逻辑的力量来完成想像屮的实验。在中学物理中存在很多理想性实验.教学过程中要使学生掌握这一思想方法.使他们能够真止进入到理想化的境界.靠想像和逻辑思维來达到分析和理解问题掌握知识的目的.从而培养他们的想像能力。例如，髙中课本“饱和汽和气压”一节，在建立汽和液的动态平衡的概念时.用的就是理想性实验方法。教材屮设计了一个装有部分液体的密闭容器,引导学生想像这里而分子的运动状态。在这个实验屮学生并不能真正观察到容器屮分子的运动情况，但这个过程靠想像运用已有的知识是能够达到的，这就是理想化的观察。最后要使学生在脑海里想像出在单

4、位吋问内冋到液体屮的分子数等于从液而飞出的分子数这一动态平衡的图景。乂如.在建立理想气体压强的概念时.教材屮设想一个分子与器壁发生完全弹性碰撞的理想化实验的情景。运川动量定理、牛顿第三定律等己知逻辑力量对气体压强进行微观解鏗。在这里需要引导学生想像分子为一个弹性小球，对它的碰撞行-为用已知的实验进行想像中的观察。在教学中有些内容需要教师努力创设情境，引导学生进行理想化的想像。如在讲牛顿第一定律时，可以引导学生在脑海里想像出伽利略的理想斜面，让他们想到斜面是绝对光滑和无限延长的。当一个光滑小球下滚时将无限加速，当上升时将减速.最厉停下来，当在一个平而上时既无加速原因也没有减

5、速原因.在给它-•个初速度肩.小球将永远以这个速度滚动下去。这样在教师步步引导的理想化实验中，牛顿第一定律在学生脑海屮牢固而深刻地建立起來了。理想化实验难度较大，需要教师多想办法创造想像的情境。二、寻求不同事物的共性.培养类比性的想像类比杲一种重要的思维方法.许多创造性思维是在类比屮产生的，许多重人发现也是在类比屮诞生的.根据不同事物Z间在某些方面相似而建立起联系，以便于解决问题，其建立联系的桥梁便是想像。类比性想像使事物之间建立起联系.从解决一问题的方法屮得到对另一问题解决方法的启迪。因此，在物理教学中要大力加强对学生类比、联想的想像能力的培养。如课本上一•道题.如图1

6、所示，计算密封在玻璃管里的空气的压强.图屮h表示水银而的高度差。对于初学者由于没有见过此种类型，教师可引导学生把它想像到已知熟悉的类型中.如图2所示。sis■■■••••q1hr•/丿APo+Ph这样的想像抓住问题的本质特征，把原来复杂的问题想像成我们熟知的类型，而使问题迎刃而解。类似这样的想像如能在学生头脑屮迅速进行，对解决较复杂问题将十分有利。再如.屮国物理学会第一届学生物理竞赛第一试题第一部分4屮有一道题：图3中A是质量为M的木块.B是一-质量为m的铁块，共浮在水面上，若将铁块取下直接放在水屮.最后杯屮水而的高度0这一问题如果以计算体积來求.即求B放在A上和放在水中

7、两种情况下A和B排开水的体积将浪费吋间。但是我们知道，如果A全部没入水中这种情况很好求解。因此.作一类比想像，设想使B质量增大到把A全部没入水中.如图4.这一特姝情况不影响计算结果.而使问题人为简化。显然.在图4的情况卜若把B拿掉，A将露出水面一唧分，如图5。A上而露出部分排开水的重量筹于13的重黙因此.A露出的体积应人于13的体积.所以水而下降。可见.通过类比想像能使很多难于解决的复杂问题找到简易的捷径。三、探求解决问题的简单途径.培养假设性的想像很多物理问题原本非常复杂，但如果弄淸事物的本质.在研究问题时作适当的假设，复杂