物理中怎么培养空间想象力

梓荣 1172分享

  想象力是人的智力因素中极为重要的一种,是创造力的基础和动力。以下是小编分享给大家的关于写物理中怎么培养空间想象力,一起来看看吧!

  关键词:想象力 创新思维 创新人才

  创造学的创始人奥斯本认为:想象力是人类区别于其他动物的重要因素之一,也是人类征服世界的动力。量子力学之父马克斯・普朗克曾在他的自传中谈到富有创造的科学家必须具有的思想品质时,对想象力给予了高度的评价。

  现代心理学家认为,想象是对头脑中已有的表象进行加工改造,形成新形象的过程。这是一种高级的认识活动,是在感知的基础上改造旧表象,创造新形象的心理过程。

  凡尔纳曾说过:只要世界上有人能够想象得出来,就一定会有人将想象变成现实。他的说法已经得到了有力的验证。比如,电话、电视、飞机、火箭等等,不都是人们受到某种启发或看到某种现象,从而产生想象,在大脑里构建蓝图,然后通过艰苦地努力和尝试实现的吗?在人类文明的进程中,每一个脚印都蕴含着想象的火花,每一点成功都闪烁着创造的光芒。

  随着时代的发展和科技的进步,教育不能只停留在传承人类原有文化的层面上,我们必须树立创新意识,探求科学的学习方法和途径,让学生掌握学习的手段和技能,激发学生独立思考和创新的意识,培养学生的科学精神和创新思维的习惯,培养学生获取新知识的能力和运用知识去分析、解决问题的能力。教师要给学生开辟思维的广阔空间,在教学中去拨动学生思维的琴弦,激发学生封存的记忆,唤醒学生沉睡的潜能,让他们敢于越超前人,勇于挑战自我,充满信心,大胆开拓。在当今的教学中,教师在重视知识的传授,让学生尽可能多地进行知识和信息的储存,尽可能多地吸收前人已总结出的思维成果的同时,更应该教给学生学习的方法,思维的方法和技能、技巧。想象力是人的智力因素中极为重要的一种,是创造力的基础和动力。

  物理学科是一门以物理现象和物理实验为基础的自然科学,这就决定了物理概念和规律本身隐含着想象特色。翻开物理学发展的历史,从牛顿到爱因斯坦,从经典力学到相对论,物理学的每一个新理论的建立,无不是从科学家的想象起步的。在世界科学发展史上做出卓越贡献的大科学家牛顿就曾经设想:从高山上用不同的水平速度抛出物体,其速度一次比一次快,落地点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力,当速度足够大时,物体就永远不会落到地面上,它将围绕地球旋转成为一颗绕地球运动的“人造地球卫星”,正是这想象中的情景奠定了万有引力定律的基础,并且引发了后来航天史上的革命;伽利略用重轻球自由下落的想象实验推翻了“重物比轻物下落快”的千古教条;法拉第为电场和磁场引入了神奇的磁感线和电场线;汤姆逊依据电子的发现,想象了原子枣糕式模型……这些都是著名的极富独创性的想象的产物。可以说,没有想象就没有物理学辉煌的今天。

  物理学的发展离不开想象,同样,物理学习也离不开想象。物理学中的理想模型(质点、点电荷)、理想过程(自由下落、等温、等压)、理想实验(理想斜面实验)都是以一定事实为依据,以一定形式为支持建立起来的正确、鲜明、概括化的理想化形象,是丰富想象的产物。在物理学习中要理解它们需要想象,要针对某一具体问题建立一个理想化的形象更需要想象。要使学生养成习惯:每遇到一个问题都能从不同角度、不同侧面来思考、联想,唤起大脑中与该问题有关的表象,并将其与所遇到的问题进行比较、重组,构建出新的物理形象,寻找出多个解决问题的方案,进而筛选出最佳方案。同时,教师还应引导学生针对某一问题,有目的、有计划、有步骤地展开联想,从而提高想象的自觉性和目的性。在物理问题的解决过程中,想象发挥着重要作用。解决物理问题不仅需要想象得出问题的空间关系和物理图景,而且需要想象在整个解题思路中起导向和创造作用,这种导向作用表现为通过想象获得对问题轮廓整体的认识,引导解题活动有目的地向着预想的方向发展。

  一、创设宽松环境,诱发学生展开想象的翅膀

  初次学习物理的学生一般都觉得物理比较有兴趣,这是因为物理知识、物理现象来源于生活,能满足学生的好奇心,许多物理实验都能让学生浮想连翩。但过不了多久,一部分学生就会对教师自认为是很精彩的物理现象、物理知识麻木,甚至是讨厌。这是因为教师在讲解这些知识时没有及时满足学生好奇的各种提问,折断了学生联想的翅膀,把学生的思维一个个地抓进了他们不心甘情愿进去的知识框框中。教师必须为学生提供发展想象力、培养创造性思维的空间、机会和舞台,为学生的成材创设宽松的教学环境。在物理教学中要鼓励学生大胆联想和善于联想。敢想才是敢做的起点,教师对学生稚嫩、离奇的想象不要讽刺、讥笑,要珍惜并加以引导。

  爱因斯坦在回答别人问他为什么能做出创造时说:“我没有什么别的才能,不过喜欢寻根刨底地追问问题罢了。”所以,要培养创造性思维能力,首先教师要转变教学观念,把教学主体让位于学生,做学生学习的合作者、引导者,而不是主宰者;宽容待人,让学生能平等地参与教学,使学生能克服心理障碍,大胆地质疑问难。其次在教学中,要保护学生的好奇心和创造火花,不要以成人的所谓成熟的眼光看待学生的世界。多用启发式教学,引导学生求异质疑,激励学生多提问题,鼓励他们以研究者和创造者的姿态去独立思考。在教学中可以介绍哥白尼、伽利略等科学勇士的事迹,以此来鼓励学生对前人的一些现成的科学理论和传统观点,有大胆质疑的勇气;对前人尚未揭示的事物和规律,有勇于发展的精神。即使某些发问是可笑的,某些提法是错误的,某些探索是失败的,教师也要从积极的方面加以鼓励,并帮助学生分析错误和失败的原因,变错误为正确,变失败为成功,不挫伤学生求异思维的积极性。在培养学生的创造性思维中,不要把学生的创造性问题扼杀在萌芽之中,请记住爱因斯坦说过的话:“提出一个问题,往往比解决一个问题更重要。”

  二、训练直觉思维,发展学生的联想和想象能力

  伟大的物理学家牛顿说过:“没有大胆的猜测,就不能做出伟大的发现。”直觉猜测是创造性活动的起点,科学家的许多发明、创造都来自于他们的直觉。直觉对于新出现的现象或事物,能未经严密的逻辑程序,直接地认识到其内在本质或规律,是一种认识过程的突变、升华,当然直觉必须以丰富的知识和经验为基础。所以在教学中培养学生的直觉,有助于开发学生的创造性思维。联想和想象对于创造性思维的激发很重要。联想可以把多个不同事物联系在一起,容易触发灵感而导致新的发现。想象能不断地改造旧表象,创造新表象,是创造的基础。在物理教学中要鼓励学生发挥自由联想的习惯,使他们敢想、爱想和善于想,以开拓学生的思路,活跃他们的思维。还要启发学生:①根据已知进行联想,判断结果;②通过联想证实已知的结论;③运用联想进行实验设计;④根据有关知识进行比喻想象;⑤发挥自由假想。通过假想养成学生爱幻想、爱探索的习惯,从事物的另一面强化他们所学的知识。如在摩擦力的教学中提出:假如世界上没有摩擦力,或者地球没有引力,世界将是怎样的?

  三、全面想象题目给定的物理过程

  每一道物理题目都给我们展示了一幅物理图景,解题就是去探索这个物理过程的规律和结果。可是,不论在现实中还是在题中给出的物理过程往往不是一目了然的,因而解题首先要根据题意,通过想象弄清全部的物理过程,勾画出一幅完整的物理图景。

  例:汽车以12米/秒的速度运动,关闭油门后获得3米/秒的加速度,问6秒内汽车的位移是多少?对此例如能仔细分析,想象汽车是作匀减速运动,可知在4秒时汽车已停下来。如果这样分析,一般学生在解题中就不会把6秒直接代入公式,错误就会大大减少。对那些涉及知识较多的综合题,不想象出其全部物理过程,解题时就会感到无从下手。有的题目对某些物理过程含而不露,这就更需要我们去想象,才能全面弄清楚。

  在分析、想象物理过程中,要紧扣题意,对关键字眼仔细推敲。如“恰好平衡”、“恰好为零”的“恰好”二字;又如“最大输出功率”、“最小距离”中的“最大”、“最小”二字;再如“缓慢变化”、“迅速压缩”的“缓慢”、“迅速”二字等等。这些字眼往往都示意着一个复杂的、变化着的物理过程,如果轻易放过这些字眼,那么你所想象的物理过程往往是不全面的,或者是完全错误的。

  四、培养学生画情景图的习惯

  图像是一种直观的表述语言。画图是对视觉能力、想象能力和绘图能力的综合训练,也是表达实验设计示意图、交流设计思想、完善设计构思的重要手段,它可以把大脑内部的思维活动形象化、外显化。教师在教学中可以通过画情景图的方式,帮助学生建立形象的物理情景。

  教师在平时的物理教学中,应重视画图习惯的培养,指导学生通过画图去分析物理过程,思考物理问题。有一些题目很抽象,复杂的物理情景隐藏在文字背后,这时更需要引导学生依靠形象思维,通过联想和想象把物理过程展现出来。

  绘制情景图对我们正确分析、想象物理过程有很大的帮助,尤其对那些复杂的物理过程,如能抓住其关键形象,并草图表达(如物体运动轨迹草图、实验装置示意图、电路图等等),这对于进一步分析将有很大的帮助。

  俄国教育家乌申斯基说:“强烈的活跃的想象是伟大智慧不可缺少的属性。”中学生在学习各门课程中都要借助想象力。没有想象力,学生将难以理解教材中的图形、概念。想象力还直接关系到学生创造力的发展,现实生活中的许多发明创造都是从想象开始的。

  想象力是人对未知事物在头脑里的一种虚幻的解释,正因为有了想象力,人才会想尽办法去实现想象中的事物。想象力是动力的源泉,在实现理想的过程中,不断探索,不断失败,继而不断总结,不断进步,周而复始,形成了宝贵的经验,就是我们今天学习的知识。

  新时期需要创新人才,创新人才离不开想象,没有想象力不可能成为创新人才。

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