物理教學中學生整合思維培養(yǎng)

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【摘要】整合思維是一種創(chuàng)新性思想，即頭腦中同時處理兩種相互對立的觀點,并從中得出匯集兩方優(yōu)勢的更佳解決方案。在物理教學中培養(yǎng)學生的整合思維，有利于提升學生的綜合能力，利用已有的知識、經(jīng)驗和資源，用全新的視角、變通的方法去分析和解決面臨的新問題。

【關(guān)鍵詞】物理；整合思維；培養(yǎng)

整合思維是指把客觀世界看成一個有聯(lián)系的、不斷運動和變化的統(tǒng)一整體來認識和思考的思維方法，強調(diào)選擇和組合優(yōu)質(zhì)要素，調(diào)整原有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，最大限度的發(fā)揮各類資源的作用。在物理教學中培養(yǎng)學生的整合思維，有利于提升學生的綜合能力，利用已有的知識、經(jīng)驗和資源，用全新的視角、變通的方法去分析和解決面臨的新問題。

1.培養(yǎng)學生的遷移能力

1.1設(shè)置豐富的教學情境，培養(yǎng)學生遷移能力

遷移能力是學生將所學知識應(yīng)用到新的情境，解決新問題時所體現(xiàn)的一種素質(zhì)和能力，包括對新情境的感知和處理能力、對新舊知識和新情境的鏈接能力、對新問題的認知和解決能力等層次。教師在教學中設(shè)置富有情趣的內(nèi)容，激發(fā)學生的興趣，使學生在積極的狀態(tài)下將已學知識遷移到新問題的解決中，實現(xiàn)知識點之間的貫通和轉(zhuǎn)換，進而認識事物的本質(zhì)和規(guī)律，構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，提高解決問題的靈活性和有效性。例如：著名科幻作家儒勒•凡爾納在輪船尚未被廣泛使用時，憑借魚深潛海底和浮出水面，想象出潛水艇的結(jié)構(gòu)和功能，并創(chuàng)作出了著名科幻小說《海底兩萬里》。敘拉古赫農(nóng)王讓工匠替他做了一頂純金的王冠，但是國王疑心工匠做的王冠并非全金，便請阿基米德來檢驗。最初阿基米德冥思苦想?yún)s也無計可施，一天他洗澡坐進澡盆時，看到水往外溢，同時感到身體被輕輕托起。他突然領(lǐng)悟到測定固體在水中排水量的辦法，他把王冠和同等重量的純金放在盛滿水的兩個盆里，發(fā)現(xiàn)放王冠的盆里溢出來的水多，這就證明了王冠里摻進了白銀。同時阿基米德還從中發(fā)現(xiàn)了浮力定律（阿基米德原理）：物體在液體中所獲得的浮力，等于它所排出液體的重量。直到現(xiàn)代，人們還在利用這個原理計算物體比重和測定船舶載重量等等。

1.2實驗設(shè)計開放性，培養(yǎng)學生發(fā)散思維

人們的思維可以從問題不同的角度進行探索，從不同的層面進行分析，從正反的兩極進行比較，這種以多端性和變通性為特點的思維方式叫發(fā)散思維。教學中應(yīng)注重內(nèi)容設(shè)計的開放性，留給學生更多的思維方向和想象空間。例如重力加速度是高中物理十分重要的物理量，問：利用所學知識你能設(shè)計那些方法測量本地區(qū)的重力加速度。實際中采用的辦法有多種，可以通過用彈簧秤和已知質(zhì)量的鉤碼測量重力加速度；用單擺結(jié)合周期公式測量重力加速度；用滴水法測量重力加速度，或用圓錐擺結(jié)合公式測量重力加速度等等。學生在開放性問題的引導下，運用已有的知識去分析問題，親身探究并動手實驗解決問題，在此過程中會有成功和挫折的體驗，從而獲得知識與技能并感悟其中的科學方法和科學思想。

2.培養(yǎng)學生的分析與綜合能力

2.1培養(yǎng)學生處理信息的能力

新課程背景下的高中物理教學內(nèi)容更貼近實際生活和科學技術(shù)，很多現(xiàn)實素材被編入各類題目中，形成“信息給予題”，用來考查學生搜集、處理和應(yīng)用信息解決問題的綜合能力。教學中，要引導學生搜索出有用信息，排除多余和無關(guān)信息的干擾，明確題目中描述的背景信息與物理原型之間的關(guān)系，抓住問題的本質(zhì)特征，從而實現(xiàn)快速解題。教學中可以選取一些與現(xiàn)代科技發(fā)展前沿相近的問題作為學生探究性學習的內(nèi)容，激發(fā)學生學習物理的興趣，鍛煉學生的閱讀理解能力。例如選取“液晶顯示”為主題的課題研究，通過收集相關(guān)材料，了解液晶顯示的原理，以及液晶顯示技術(shù)的應(yīng)用前景；又如通過對數(shù)碼相機有關(guān)資料的查閱，可以探究數(shù)碼相機拍攝和成像的物理原理以及影像信息的轉(zhuǎn)換、存儲和傳輸?shù)葐栴}。這樣既體現(xiàn)中學物理學習內(nèi)容的時代性，又提高學生處理和應(yīng)用信息的水平。

2.2培養(yǎng)學生建立物理模型的能力

中學物理問題的解決，通常經(jīng)過以下步驟：建立正確的物理模型；正確選擇條件和規(guī)律；應(yīng)用數(shù)學關(guān)系求解；驗證所得結(jié)論。顯而易見，建立正確的物理模型，實現(xiàn)具體思維向抽象思維的提升，是邁出正確解題的最關(guān)鍵一步。在具體教學中，教師要注意引導學生從題目中尋找有用的信息，畫出清晰、簡化的示意圖，實際上無論試題情景多么新穎、與日常生活聯(lián)系多么密切，都可以歸結(jié)為學生熟悉的物理模型。比如：運動員跳水是一個“豎直上拋”運動的物理模型；人體心臟收縮使血液在血管中流動可簡化為一個“做功”的物理模型，鍋爐水位計可簡化為一個“連通器”的物理模型等。其實物理模型就是同類性質(zhì)問題的本質(zhì)體現(xiàn)和核心歸類，教師要善于引導學生用熟知的物理原理、規(guī)律及熟悉的解題方法、經(jīng)驗去分析處理問題，不斷提高學生解決物理實際問題的能力。

2.3多角度培養(yǎng)，提高學生歸納能力

讓學生將復雜的物理知識結(jié)構(gòu)梳理出頭緒，必須強化他們的概括能力和歸納能力。課堂上教師如果能多角度、全方位培養(yǎng)學生的歸納能力，不僅有助于學生掌握各知識點之間的聯(lián)系，將學到的知識點串聯(lián)起來形成整體認識，還有助于學生明晰知識規(guī)律，更系統(tǒng)的理解和掌握所學知識。教師在物理課堂教學中應(yīng)注重培養(yǎng)學生多方面、多角度的思考和分析問題，引導學生提出問題，使學生的思維不斷深入，并強調(diào)學生語言的邏輯性和嚴密性，提升學生的整合思維能力。例如金屬受熱膨脹的歸納推理，如果金受熱膨脹、銀受熱膨脹、銅受熱膨脹……所以，凡金屬受熱即膨脹，是不完全推理歸納，無法說明有沒有受熱不膨脹的金屬。但是如果我們找出金屬受熱膨脹的原因，那么歸納的結(jié)果應(yīng)當是確信無疑，物理知識告訴我們：金屬受熱，其內(nèi)部分子活躍程度加大，擴散力增強，這反映在宏觀上是金屬體積膨脹，由此金屬受熱膨脹是可靠的。

3.培養(yǎng)學生科學思維

3.1類比推理，培養(yǎng)學生思維的抽象性

由于兩個或兩類事物在許多屬性上相同，推出它們在其他屬性上也相同，這種思維過程稱為類比。在教學中兩類知識進行類比，既可以降低新知識的教學難度，起到化難為易的作用，又可以鞏固舊知識，加強兩類知識聯(lián)系。如靜電場中電勢能、電勢差的概念與重力場中的重力勢能、高度差概念進行類比；用太陽行星模型去類比原子結(jié)構(gòu)，將氣體分子間相互作用與小球彈簧模型類比等。此外在中學物理教學內(nèi)容中，我們在分析中常用到推理，比如：分析一道物理力學問題，我們常經(jīng)歷“此問題是用牛頓定律或者機械能守恒定律或者功能原理求解”，但由于其中有摩擦力做功，機械能不守恒，所以只能用第一、第二方法求解。還有判斷電路故障，常經(jīng)歷“此故障是短路或者斷路，通過分析電路排除短路，所以故障因斷路引起。”類似的思考，當我們引導學生作上述思考時，已經(jīng)不自覺用到推理的方法。思維抽象性的提高，可以對創(chuàng)造性活動起到重要的、積極的能動作用，從而獲得更多解決問題的途徑。

3.2延伸拓展，培養(yǎng)學生思維方法

思維方法是科學方法的核心內(nèi)容，物理中的各種結(jié)論都是學生對已有材料進行思維加工得出的。中學物理教學應(yīng)使學生掌握一些基本的思維方法，如分類法、比較法、類比法、歸納法、假設(shè)法等，通過這些思維方法的教育，使學生具備一定的分析和綜合能力。具體教學中，教師對每一個知識點，都要設(shè)計出合理的思維程序去組織教學，讓學生始終在有思維積極參與的情況下主動學習，充分發(fā)揮思維訓練的作用。例如電容定義式的教學，學生對于電容與兩極板間電勢差及電量無關(guān)這一點很難理解，此時若用量筒來類比，對于一個已知的量筒來說，它的容積與量筒中裝不裝水、裝多少水無關(guān)，而取決于量筒本身，學生就容易接受。這樣不僅降低了物理教學的難度，而且使學生逐步掌握物理思維的方法。

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[4]朱龍祥著.物理教學思維方式[M].首都師范大學出版社，2000

作者：蘇斌 單位：南通中學