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利用实验设计题培养物理思维能力

主题:理论物理 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-02-24

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实验物理论文范文

理论物理论文

目录

  1. 一、物理思维是创造性思维的源泉
  2. 二、实验设计对抽象思维的培养
  3. 理论物理:实验物理学家 - 丁肇中 1
  4. 三、实验设计对形象思维的培养

程秀玲,毛建红

(1.湖北省黄石市第八中学,湖北黄石435000;2.湖北省黄石市第四中学,湖北黄石435000)

[摘 要] 物理思维是创造性思维的源泉,对其培养离不开实验设计题.例如由传统的烧杯测量物体体积,增加弹簧测力计,这一创新设计,可以训练抽象思维能力;通过伏安法测量电阻变式实验设计,可以将形象思维与抽象思维的培养结合起来.实验设计题可以弥补学生物理思维能力之不足.

[关键词] 实验设计;培养;物理思维能力

[中图分类号]G632.0 [文献标识码]A [文章编号]1009- 4733( 2011) 02- 0130- 02

培养学生创造性思维能力是素质教育中不可忽视的一个方面,对于初中学生来说,所谓创造性思维只能从低层次来要求,即使有所发明,也主要是指技能突破自己的思维成果,在一些特定的要求和条件下设计新的实验步骤和方法,完成实验.实验设计题是近几年来中考必考题型之一,源于物理思维在实验设计题中得到充分的展示,要求学生不仅对常规的实验非常熟悉,而且敢于打破常规寻求全新的测试方法,它可以很好培养学生创造性的思维能力.

一、物理思维是创造性思维的源泉

物理思维就是人脑对物理事物本质属性,内部规律间接的,概括的和能动的反映,它包括抽象思维,形象思维和直觉思维.物理思维是物理智力活动的核心,学习和研究物理都离不开它,一个学生思维能力的高低,将从根本上影响他的物理学习效果,物理思维能力主要包括四个基本要素:物理抽象能力、物理概括能力、物理判断推理能力、物理综合分析能力.物理思维能力的强弱,反映在物理思维的深刻性、灵活性、批判性、独创性和敏捷性这五个思维品质上.

抽象思维能力是提出物理问题,建立物理概念,解决物理问题的重要思维方式,而且是培养各种能力的前提和条件.形象思维就是运用概念进行判断、推理的思维活动.数学定理求证,物理问题的分析都是运用抽象的要领进行一系列的判断和推理从而得以证明和解决,而形象思维是以心象进行的思维,当我们研究对象不在面前时,我们头脑中浮现出的形象就是心象,或称表象,我们要分析一个沿斜面运动物体的力学问题,首先在我们的头脑中会浮现出一个斜面,斜面上有一个物体,我们根据这个心象可以画出示意图,然后进行受力分析,再运用我们学过动力学规律进行判断、推理.

创造性思维是多种思维的结晶,它是抽象思维和形象思维的统一.爱因斯坦在谈到自己创立的相对论的思维过程时说:“在我的思维机构中,书面的或口头的文字似乎不起任何作用,作为思想元素的心理的东西是一些记号和有一定明晰程度的表象,它们可以由我随意再生和组合等,这种组合活动似乎是创造性思维的主要形式,它进行在可以传达给别人的文字或别的记号建立起来的任何逻辑结构之前.”总之抽象思维和形象思维是创造思维的基石,在物理学中,我们既要培养形象思维,也要加强抽象思维的训练,只有二者完美的结合,才能迸发出智慧火花.

二、实验设计对抽象思维的培养

理论物理:实验物理学家 - 丁肇中 1

当前的实验教学中普遍存在的问题是,学生在实验预习时,照书本抄写实验目的、实验步骤,分组实验时机械地对照实验步骤,达不到思维训练的目的.针对这种情况,各地中考逐渐增设了实验设计题型,加强物理思维能力的训练.

在物理实验中,每一种测量工具都有基本的固定作用,如刻度尺测物体的长度,量筒测液体的体积.但是我们可以通过数理分析的逻辑推理可知:刻度尺可以测物体的面积、体积,与其它工具的配合使用,甚至可以测物体的密度和物体的压强等其它物理量.由乌鸦喝水的故事联想:量筒可以测形状不规则的固体体积,与天平、弹簧测力计配合使用,甚至可以测物体密度等物理量.这就要求学生对每一种测量工具了解它的固定用途,常规的测量方法及测量的物理量.广泛联系与之相关物理概念,物体知识,建设一种已有知识或体系形成固定的物理思维模式.完成物理实验设计.如烧杯是盛水的容器,它只能粗略知道物体的体积,不如量筒可以精确测出液体的体积,若给你弹簧测力计便可测出石块的体积.在设计过程中很有效地训练了抽象思维能力.

实验器材:弹簧测力计、烧杯水、石块、细线.

实验步骤:

(1)用弹簧测力计测出小石块的重力G.

(2)将小石块浸没在水中,读出弹簧测力计读数为G.

(3)计算:

物理实验即使在相同实验目的下,由于被测物体不同,实验器材不同,实验方法也就不同.物理实验本身就具有多样化的特点,可以培养学生的应变能力.又如将弹簧测力计换成天平如何测出石块的体积.

实验器材:天平(砝码)、烧杯、水、小石块、抹布.

实验步骤:

(1)用天平测出小石块的质量为m..

(2)用天平测出装满水的烧杯的质量为m2.

(3)将小石块浸没在烧杯中,用抹布擦干溢出的水,再称出其质量为II13.

(4)计算:ml等于m3+mm1-m2

V等于V排

可见,创造性思维的主要成分是发散性思维和集中性思维,就是一种不依靠常规,寻求尽可能多样化答案的思维.

三、实验设计对形象思维的培养

探索性实验是在较高层次上培养学生实验能力的一种实验形成,它没有给定实验器材,更没有规定实验步骤,这些都需要实验者自己预先设计,形象思维在这里就更为重要,学生要根据实验目的,构思实验方案,选择实验器材,并且将实验过程在头脑中显示一遍,以便确定实验方案的可行性.这时形象思维加上抽象思维会使实验设计题迎刃而解.如伏安法测电阻变式设计题,给你一只电压表,一只定值电阻,怎样测待测电阻的阻值呢?此时最要紧的是将伏安测电阻的实验原理,实验电路图,实验过程在头脑中显示一遍,进而联想再思考:电压表只能测电压,不能测电流,怎么办呢?怎样才能测电流呢?马上想到定值电阻,电压表和欧姆定律,可得定值电阻的电流,怎样才能让定值电阻的电流和待测电阻的电流相同呢?只有串联才解决问题,脑子马上出现串联电路图,电压表测两次解决问题.这就是形象思维与抽象思维完美结合.如何用电流表和定值电阻测待测电阻呢?

实验器材:电流表一只、定值电阻和待电阻、导线、开关.

实验电路图:

实验步骤:(1)根据电路图连好实物图.

(2)断开开关Sl测R.的电流为I,.

(3)断开开关S2测R.的电流为I2.

(4)计算:I,R.等于IzR,

创造性思维是抽象思维和形象思维的统一,对于初中学生来说落点要低,但是运用相关知识解决难题不是很大的问题,只要有非常具体的设计题,又如对上述题目加以变式:有一只刻度均匀,但不能读数的电流表和电阻箱测待测电阻的阻值.联想曹冲称象的故事,此时须把曹冲称大象的流程在大脑中显示一遍,形成心象,再思索,反复在大脑中闪现.就会抓住称象的实质是等量代换(即船浮到刻度相同时为止),抓住等量代换,电阻箱可以调节且能读数,问题迎刃而解.

实验器材,电流表、电阻箱,待测电阻R.、开关、导线若干.

实验电路:

实验步骤:(1)按实验电路图连接好电路.

(2) Sz断开,S.闭合,记下电流表指针偏

转位置.

(3) Si断开,闭合S2,调节电阻箱,使电

流表指针偏转的位置相同.

(4)计算即R.等于R

物理成绩好的同学在解决实验设计时,往往能把解决的问题与所学的知识和理论联系起来,进行理性的逻辑推理,从而得到科学的正确的结论,而成绩差的学生解决问题时,更多的是采取经验的解题模式,差生与好生的主要差别就在于好生具备很强的物理思维能力,能够对不同物理实验设计进行逻辑推理和判断,从而有效解决问题,而差生往往缺乏的就是数理的逻辑思维结构和智力操作性知识不能解决问题.实验设计题可弥补差生的物理思维能力的不足,可加强好生的创造性思维能力的培养.

(责任编辑:王国红)

总结:本文关于实验物理论文范文,可以做为相关参考文献。

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