初中物理教学中如何体现“为丰富学生的思维而教”
陈培凤
摘 要： 思维能力在物理教学中起着十分重要的作用.不论是概念的建立，定律的理解，还是对理论的掌握，都离不开思维能力，而思维能力是学生分析问题、解决问题能力的基础，提高思维能力是学生智力发展的核心.以苏科版“压强”一课教学为例，初步阐述初中物理教学中，如何体现“为丰富学生的思维而教”的基本策略.
关键词： 思维能力;思维障碍;概念建立
1 相关背景分析
思维能力在物理教学中起着十分重要的作用，不论是概念的建立，定律的理解，还是对理论的掌握，都离不开思维能力;同时，思维能力也是提升学生分析问题、解决问题能力的基础.所以，提高思维能力是学生智力发展的核心.
初中物理教学中，如何体现为丰富学生的思维而教？物理学最基本的思维方法有六种：分析、比较、归纳、综合、抽象和概括.本文以苏科物理八年级下册第十章第一节“压强”教学设计为例，通过具体的设计案例，阐述使用这六种方法的一些基本策略.
“压强”一课属于物理概念课.初中物理中的概念，多数是从物理现象的分析中直接概括出来的，因此教学中要注意培养学生的分析概括能力，区分有关因素和无关因素，找出共同特征，从而概括出概念.在本节学习之前，学生对压力已经有了初步的不规范的认知 ，对于压强概念与“压力作用效果”的关联没有正确理解，甚至还有“认为压力大作用效果明显”的错误“前概念”.教师要能创设物理情境，提供给学生感性认识，利用一连串的问题引导学生进行分析概括，抓住主要矛盾，找出共同特征，揭示事物的本质属性，建立物理概念.
2 创设一个好情境，引发学生的认知冲突
【活动1】引入：猜一猜，气球会破吗？
【设计方法】如图1所示，设置3个舞台，（1） 和（2）舞台上扎有一根大头针，（3）上扎有很多根大头针，分别让气球登上舞台，（2）和（3）号气球上压有相同的重物.观察到（1）（3）气球未破，（2）气球破了.
【设计意图】课堂引入时，从学生熟悉的气球入手，活动情境真实简洁，以意想不到的现象引起学生探究兴趣.学生通过观察会产生“怎么会这样？”“为什么钉子数目多，气球却不会破？”这样的疑惑，引发学生的认知冲突、促进认知需求.本活动不仅为本节课开了场，还为探究影响压力作用效果的因素打下伏笔.学生通过（1）（2）的对比发现（2）号气球破是因为气球受到的压力更大，对比（2）（3）会发现（3）号气球没有破是因为钉子的数目多，气球受到的力被分散到很多点上，教师趁机规范学生对于受力面积的表达，并进一步引入对气球所受的力的探究，引入对压力的探究.
【活动2】探究压力的作用效果：比一比，谁的压力作用效果更明显？
【设计方法】如图2所示，学生体验用不同的力压气球，感受压力大，压力的作用效果更明显，这正好符合学生的前概念.教师设置教学活动：如图3所示，请一个力气大的同学和一个力气小的同学比赛压罐子，两个罐子外表一样，一个有底、一个没底.力气大的同学压有底的罐子，力气小的同学压没底的罐子.结果，力气大的同学压的罐子下陷不明显，而力气小的同学压的罐子却很容易地下陷较深.
【设计意图】在游戏过程中学生的思维活动最活跃.在经历了压力概念的建立后，为纠正学生认为压力大，压力作用效果就明显的错误前概念，设计这样一个比赛的教学活动，一方面维持学生的探究热情，二方面继续引发学生的思维冲突：“为什么力气大的同学压罐子却输了？”比赛的同学也很不甘心，积极查找原因.从而促使学生以活动为中介，在活动认识、思考相关的造成此现象的原因，并形成和发展物理思维.这样的活动具有创造性和实践性，能吸引学生主动参与、积极思考、自主探索、激发创造，促进学生在积累知识的同时，提高学生的学习能力.能促使学生思维能力发展，激发学生的创新意识.
3 提出一个好问题，以任务驱动学生发展思维
【活动3】探究影响压力作用效果的因素
【设计方法】以问题串的形式引导学生建立探究思路，驱动学生发展思维.
问题1 探究压力作用效果与其中一个因素的关系，另一个因素应该怎么办？请举例说明
问题2 你打算选择什么样的受压物？为什么？
问题3 你用什么作为施压物体？你如何控制变量？
【设计意图】
通过小组活动图4，自选器材，探究压力的作用效果与其中一个因素的关系，练习使用控制变量法探究物理问题，体验过程与方法.本活动既提供了课本器材，还提供了橡皮泥，粗细不同的棉线，钩码等器材.让学生根据实验目的选择器材，并进行组合进行探究.在选择器材时，学生需有控制变量的意识，既要考虑如何改变变量还要考虑如何控制另一个变量不变.实验后通过代表汇报：选用器材、操作方法、观察到的现象、得出结论的交流过程，规范物理语言表达，得出正确结论.并运用该结论比较下一环节中砖块对桌面的压力作用效果.
4 指导一个好方法，帮助学生突破思维障碍
【活动4】压强概念的建立
【设计方法】运用活动3的结论，压力作用效果与压力大小和受力面积大小两个因素有关，通过活动：比一比，谁的压力作用效果最明显？让学生对比（1）（2）得出压力相同比受力面积，对比（1）（3）得出受力面积相同比压力大小两种方法.此时，教师再提出（2）与（3）相比，谁的作用效果最明显（如图5所示）？学生发现上述两种方法均不行.出现思维障碍.
此时，教师引导学生回顾曾经学过的比较物体运动快慢的方法，从路程、时间均不相同如何比较快慢类比，引導学生思考压力大小和受力面积均不同如何比较压力作用效果.从而引入物理量压强，引导学生类比速度定义建立压强概念见表1.
【设计意图】通过砖块对桌面压力作用效果的比较，引入当压力和受力面积都不同时该如何比较压力作用效果.此时，思维较活跃的学生可能已经想到比值法，教师就此提出“用什么比值来比较压力作用效果？”的问题，从而引出压强概念.如果学生没想到比值法，教师可以通过类比速度、密度的定义，引导学生用比值法给压强下一个定义.
在讲解相近概念时常用类比、对比法来区分概念.很多学生不能区分压力和压强，教师可以根据教学内容把直接呈现或讲授概念变为适当设计问题情境，引导学生提出问题到自主设计方案解决问题，获取结论的教学方法，凸显学习过程中的发现、探索、研讨等认知活动，从而自然地实现主动学习，真正有意义地知识建构.在经历知识的发生、发展过程中，帮助学生掌握科学方法，培养科学思维能力和优良的思维品质.对于相似概念给学生带来的思维障碍，可以抓住两个概念的本质差异，从不同的角度突出这种差异，进行区别.比如压力和压强，从本质上来说，压力属于弹力，是垂直作用于物体表面的力，而压强是表示压力作用效果的物理量，这种效果不仅和压力大小有关，还跟受力面积有关.通过例举具体的典型例子加以纠正，使概念深化.
学生思维障碍的内在因素主要来源于学生思考的积极性不够高和不会思考，遇到问题不知道该往哪里想，久而久之，也就失去了思考的兴趣，只坐等教师给答案了.当学生思维受阻后，教师可以设计有趣的小实验，再现物理概念的形成和物理模型的建立过程，将抽象的概念活化，学生从形象具体的实验自然过渡到抽象的概念.拓宽思维的深度和广度，优化思维品质，培养思维的灵活性和创造性.
5 留一段好时间，给学生思维的空间
【活动5】粗略估测人站立时对地面的压强
【设计方法】从压强的公式入手，引导学生思考估测人站立时对地面的压强的测量原理、需测物理量，要用到的测量工具以及用什么方法测.留一段好时间，给学生合作思考测量方案，通过阅读课本获取信息和方法，通过方案交流完善方案，理清注意点.
【设计意图】通过小组合作交流，培养学生通过阅读提取信息和方法的能力、运用数学知识解决物理问题的能力，巩固压强公式的计算和应用.
【活动6】利用一个矿泉水瓶的小实验展示液体压强、气体压强
【设计方法】在装水的矿泉水瓶子上扎孔，观察到水流出来，过一会儿水停止流出.此时拧开瓶盖，水继续流出，盖紧瓶盖，水停止流出.如此反复数次.教师只提问“这是为什么呢？”却并不解释，引起学生后继学习的兴趣.
【设计意图】本节课标题是“压强”，主要目标是建立压强的概念，整节课探究的都是固体压强，后继学习内容中相继出现液体压强和固体压强.而压强的定义和公式却是通用的，设计此环节一是为了使压强的定义更完整，二是承上启下，为后继学习做好铺垫.以一个简单有趣又令人意想不到的现象承接整章引入，激发学生再思考的兴趣，促进学生的自主思考和探究.
思考就是力量.要使学生真正学会思考，首先要给学生提供足够的思考机会和充足的思考时间，不要越俎代庖，让学生有运用已有知识思考解决问题方法的机会，避免直接给出答案，包办代替学生的思考.在物理课堂教学过程中，教师的主导作用要运用恰当，善于把握教学内容，善于设计激发和引导学生思考的问题，善于鼓励不同思路，在引导问题和结论之间留有足够的空间给学生，培养学生发散思维和独立思考问题的能力.
6 建立知识网络，促进学生思维的完整性
【板书设计】（如图6所示）
【设计意图】通过板书设计，简单而又直观地呈现整节课内容，有助于学生整体把握整节课学习内容，促进学生再思考和归纳能力，帮助学生建立思维网络，完善思维体系，掌握思维导图的制作方法.
7 结束语
设置一个好情境、提出一个好问题、留出一段好时间、激发一个好思维.物理教学除要传授给学生相应的概念之外，还要注重知识和技能、过程与方法以及以学生为本，强化学生主体地位的教学模式.如何在教学中培养学生的创新思维，需要教师通过多样的教学方式，研究科學的方法，加强探索意识，教会学生怎样学习.同时还应在教学内容上加以丰富，突破固有的教学思路，拓展学生视野，为学生终身学习奠定基础.
参考文献：
[1]刘炳昇，李容.义务教育教科书·物理（八年级下册）[M].南京：江苏凤凰科技出版社，2012.
摘 要： 思维能力在物理教学中起着十分重要的作用.不论是概念的建立，定律的理解，还是对理论的掌握，都离不开思维能力，而思维能力是学生分析问题、解决问题能力的基础，提高思维能力是学生智力发展的核心.以苏科版“压强”一课教学为例，初步阐述初中物理教学中，如何体现“为丰富学生的思维而教”的基本策略.
关键词： 思维能力;思维障碍;概念建立
1 相关背景分析
思维能力在物理教学中起着十分重要的作用，不论是概念的建立，定律的理解，还是对理论的掌握，都离不开思维能力;同时，思维能力也是提升学生分析问题、解决问题能力的基础.所以，提高思维能力是学生智力发展的核心.
初中物理教学中，如何体现为丰富学生的思维而教？物理学最基本的思维方法有六种：分析、比较、归纳、综合、抽象和概括.本文以苏科物理八年级下册第十章第一节“压强”教学设计为例，通过具体的设计案例，阐述使用这六种方法的一些基本策略.
“压强”一课属于物理概念课.初中物理中的概念，多数是从物理现象的分析中直接概括出来的，因此教学中要注意培养学生的分析概括能力，区分有关因素和无关因素，找出共同特征，从而概括出概念.在本节学习之前，学生对压力已经有了初步的不规范的认知 ，对于压强概念与“压力作用效果”的关联没有正确理解，甚至还有“认为压力大作用效果明显”的错误“前概念”.教师要能创设物理情境，提供给学生感性认识，利用一连串的问题引导学生进行分析概括，抓住主要矛盾，找出共同特征，揭示事物的本质属性，建立物理概念.
2 创设一个好情境，引发学生的认知冲突
【活动1】引入：猜一猜，气球会破吗？
【设计方法】如图1所示，设置3个舞台，（1） 和（2）舞台上扎有一根大头针，（3）上扎有很多根大头针，分别让气球登上舞台，（2）和（3）号气球上压有相同的重物.观察到（1）（3）气球未破，（2）气球破了.
【设计意图】课堂引入时，从学生熟悉的气球入手，活动情境真实简洁，以意想不到的现象引起学生探究兴趣.学生通过观察会产生“怎么会这样？”“为什么钉子数目多，气球却不会破？”这样的疑惑，引发学生的认知冲突、促进认知需求.本活动不仅为本节课开了场，还为探究影响压力作用效果的因素打下伏笔.学生通过（1）（2）的对比发现（2）号气球破是因为气球受到的压力更大，对比（2）（3）会发现（3）号气球没有破是因为钉子的数目多，气球受到的力被分散到很多点上，教师趁机规范学生对于受力面积的表达，并进一步引入对气球所受的力的探究，引入对压力的探究.
【活动2】探究压力的作用效果：比一比，谁的压力作用效果更明显？
【设计方法】如图2所示，学生体验用不同的力压气球，感受压力大，压力的作用效果更明显，这正好符合学生的前概念.教师设置教学活动：如图3所示，请一个力气大的同学和一个力气小的同学比赛压罐子，两个罐子外表一样，一个有底、一个没底.力气大的同学压有底的罐子，力气小的同学压没底的罐子.结果，力气大的同学压的罐子下陷不明显，而力气小的同学压的罐子却很容易地下陷较深.
【设计意图】在游戏过程中学生的思维活动最活跃.在经历了压力概念的建立后，为纠正学生认为压力大，压力作用效果就明显的错误前概念，设计这样一个比赛的教学活动，一方面维持学生的探究热情，二方面继续引发学生的思维冲突：“为什么力气大的同学压罐子却输了？”比赛的同学也很不甘心，积极查找原因.从而促使学生以活动为中介，在活动认识、思考相关的造成此现象的原因，并形成和发展物理思维.这样的活动具有创造性和实践性，能吸引学生主动参与、积极思考、自主探索、激发创造，促进学生在积累知识的同时，提高学生的学习能力.能促使学生思维能力发展，激发学生的创新意识.
3 提出一个好问题，以任务驱动学生发展思维
【活动3】探究影响压力作用效果的因素
【设计方法】以问题串的形式引导学生建立探究思路，驱动学生发展思维.
问题1 探究压力作用效果与其中一个因素的关系，另一个因素应该怎么办？请举例说明
问题2 你打算选择什么样的受压物？为什么？
问题3 你用什么作为施压物体？你如何控制变量？
【设计意图】
通过小组活动图4，自选器材，探究压力的作用效果与其中一个因素的关系，练习使用控制变量法探究物理问题，体验过程与方法.本活动既提供了课本器材，还提供了橡皮泥，粗细不同的棉线，钩码等器材.让学生根据实验目的选择器材，并进行组合进行探究.在选择器材时，学生需有控制变量的意识，既要考虑如何改变变量还要考虑如何控制另一个变量不变.实验后通过代表汇报：选用器材、操作方法、观察到的现象、得出结论的交流过程，规范物理语言表达，得出正确结论.并运用该结论比较下一环节中砖块对桌面的压力作用效果.
4 指导一个好方法，帮助学生突破思维障碍
【活动4】压强概念的建立
【设计方法】运用活动3的结论，压力作用效果与压力大小和受力面积大小两个因素有关，通过活动：比一比，谁的压力作用效果最明显？让学生对比（1）（2）得出压力相同比受力面积，对比（1）（3）得出受力面积相同比压力大小两种方法.此时，教师再提出（2）与（3）相比，谁的作用效果最明显（如图5所示）？学生发现上述两种方法均不行.出现思维障碍.
此时，教师引导学生回顾曾经学过的比较物体运动快慢的方法，从路程、时间均不相同如何比较快慢类比，引導学生思考压力大小和受力面积均不同如何比较压力作用效果.从而引入物理量压强，引导学生类比速度定义建立压强概念见表1.
【设计意图】通过砖块对桌面压力作用效果的比较，引入当压力和受力面积都不同时该如何比较压力作用效果.此时，思维较活跃的学生可能已经想到比值法，教师就此提出“用什么比值来比较压力作用效果？”的问题，从而引出压强概念.如果学生没想到比值法，教师可以通过类比速度、密度的定义，引导学生用比值法给压强下一个定义.
在讲解相近概念时常用类比、对比法来区分概念.很多学生不能区分压力和压强，教师可以根据教学内容把直接呈现或讲授概念变为适当设计问题情境，引导学生提出问题到自主设计方案解决问题，获取结论的教学方法，凸显学习过程中的发现、探索、研讨等认知活动，从而自然地实现主动学习，真正有意义地知识建构.在经历知识的发生、发展过程中，帮助学生掌握科学方法，培养科学思维能力和优良的思维品质.对于相似概念给学生带来的思维障碍，可以抓住两个概念的本质差异，从不同的角度突出这种差异，进行区别.比如压力和压强，从本质上来说，压力属于弹力，是垂直作用于物体表面的力，而压强是表示压力作用效果的物理量，这种效果不仅和压力大小有关，还跟受力面积有关.通过例举具体的典型例子加以纠正，使概念深化.
学生思维障碍的内在因素主要来源于学生思考的积极性不够高和不会思考，遇到问题不知道该往哪里想，久而久之，也就失去了思考的兴趣，只坐等教师给答案了.当学生思维受阻后，教师可以设计有趣的小实验，再现物理概念的形成和物理模型的建立过程，将抽象的概念活化，学生从形象具体的实验自然过渡到抽象的概念.拓宽思维的深度和广度，优化思维品质，培养思维的灵活性和创造性.
5 留一段好时间，给学生思维的空间
【活动5】粗略估测人站立时对地面的压强
【设计方法】从压强的公式入手，引导学生思考估测人站立时对地面的压强的测量原理、需测物理量，要用到的测量工具以及用什么方法测.留一段好时间，给学生合作思考测量方案，通过阅读课本获取信息和方法，通过方案交流完善方案，理清注意点.
【设计意图】通过小组合作交流，培养学生通过阅读提取信息和方法的能力、运用数学知识解决物理问题的能力，巩固压强公式的计算和应用.
【活动6】利用一个矿泉水瓶的小实验展示液体压强、气体压强
【设计方法】在装水的矿泉水瓶子上扎孔，观察到水流出来，过一会儿水停止流出.此时拧开瓶盖，水继续流出，盖紧瓶盖，水停止流出.如此反复数次.教师只提问“这是为什么呢？”却并不解释，引起学生后继学习的兴趣.
【设计意图】本节课标题是“压强”，主要目标是建立压强的概念，整节课探究的都是固体压强，后继学习内容中相继出现液体压强和固体压强.而压强的定义和公式却是通用的，设计此环节一是为了使压强的定义更完整，二是承上启下，为后继学习做好铺垫.以一个简单有趣又令人意想不到的现象承接整章引入，激发学生再思考的兴趣，促进学生的自主思考和探究.
思考就是力量.要使学生真正学会思考，首先要给学生提供足够的思考机会和充足的思考时间，不要越俎代庖，让学生有运用已有知识思考解决问题方法的机会，避免直接给出答案，包办代替学生的思考.在物理课堂教学过程中，教师的主导作用要运用恰当，善于把握教学内容，善于设计激发和引导学生思考的问题，善于鼓励不同思路，在引导问题和结论之间留有足够的空间给学生，培养学生发散思维和独立思考问题的能力.
6 建立知识网络，促进学生思维的完整性
【板书设计】（如图6所示）
【设计意图】通过板书设计，简单而又直观地呈现整节课内容，有助于学生整体把握整节课学习内容，促进学生再思考和归纳能力，帮助学生建立思维网络，完善思维体系，掌握思维导图的制作方法.
7 结束语
设置一个好情境、提出一个好问题、留出一段好时间、激发一个好思维.物理教学除要传授给学生相应的概念之外，还要注重知识和技能、过程与方法以及以学生为本，强化学生主体地位的教学模式.如何在教学中培养学生的创新思维，需要教师通过多样的教学方式，研究科學的方法，加强探索意识，教会学生怎样学习.同时还应在教学内容上加以丰富，突破固有的教学思路，拓展学生视野，为学生终身学习奠定基础.
参考文献：
[1]刘炳昇，李容.义务教育教科书·物理（八年级下册）[M].南京：江苏凤凰科技出版社，2012.
