抽象思维如何提高范文
时间:2023-11-14 17:41:14
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一、运用实验教学提高学生的抽象思维能力
物理是一门以实验为基础的学科,在实验中学生可以更直观地了解物理理论知识的由来,也可以更深刻地理解物理理论知识。传统的高中物理教学中,教师对实验没有足够的重视,认为实验是一件浪费时间的事情,只有让学生记忆并理解了理论知识,才能提高学生的物理学习水平,教师忽略了物理学科的抽象性和实验对于物理学习的作用。新课程背景下,教师要运用实验教学使物理理论内容变得更直观、更容易理解,让学生在实验过程中对理论知识进行思考,提高学生的抽象思维能力。比如,“机械能守恒定律”这节内容,教师可以运用实验教学让学生直观地看到机械能是如何守恒的,按步骤把纸带固定在重物上,让纸带穿过打点计时器;接通电源,松开纸带,让重物自由落下,纸带上打下一系列小点;更换纸带,以同样的方法再打几条以备选用;挑选字迹清晰的纸带测量高度和速度,看各点对应重力势能的减少是否等于动能的增加。学生通过实验更深刻地理解了机械能守恒
定律。
二、利用多媒体教学提高学生的抽象思维能力
物理是一门丰富多彩的学科,在物理教学中学生可以学到五花八门的知识,在物理学习中也可以学到比其他学科更多的知识,拓宽自己的知识面。传统的高中物理教学中,教师运用讲解和板书的形式给学生传授和展示教学内容,但是这两种方式都比较枯燥,容易引起学生的反感,而且也不能刺激学生的思维,教师忽略了物理学科的抽象性和教学形式对于物理学习的作用。新课程背景下,教师要运用多媒体教学给学生全面直观地展示教学内容,让学生在观看多媒体的过程中对知识进行思考,提高学生的抽象思维能力。比如,“生活中的圆周运动”这节内容,教师可以利用多媒体给学生展示生活中都有哪些圆周运动,火车转弯是圆周运动、摩天轮的运动是圆周运动、汽车过桥是圆周运动,而且火车转弯问题是这节内容中的一个重点问题,教师还可以把火车的脱轨、翻车事故也展示在多媒体中,让学生分析原因。学生会根据所学的知识,对火车进行受力分析,火车车轮受到重力、支持力、外轨对轮缘的弹力三个力的作用,外轨对轮缘的弹力提供向心力,火车脱轨就是由于大风、暴雨、海啸等外界原因使火车受力不均衡,通过多媒体的展示,学生对圆周运动有了更深刻的理解。
三、运用生活教学提高学生的抽象思维能力
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应该看到,这两个过程是紧密联系的,缺一不可的。教育并不能立刻直接地引起学生思维的发展,它必须以学生对知识的领会和掌握技能为中间环节。而智力、思维的发展又是在掌握和运用知识、技能的过程中才能完成的。没有这个“中介”,智力、思维是无法得到发展的。但是教师教学的着重点应是通过运用知识武装学生的头脑,同时给予他们方法,引导他们有的放矢地进行适当的练习,促进他们的思维或智力尽快地提高和发展,不断地发生“质”的变化。这也就是学生思维结构的“质变”过程或称“内化”过程。
具体到教学中如何培养学生的智力,特别是思维能力这个问题上,我国一些心理学家经过研究与实践,提出了“培养思维品质是发展思维能力的突破点,是提高教育质量的好途径”的观点,并在小学数学教学中取得了良好的效果。这是因为智力是存在层次的,它是由人的思维的个性差异确定的,这种差异体现为个体思维品质,包括敏捷性、灵活性、深刻性、独创性、批判性五方面。它也是思维能力的表现形式。因而由此可确定思维能力的差异;思维品质的客观指标是容易确定的,使定量研究成为可能;研究思维品质的发展与培养,有利于克服传统教学的一些弊病,并对之实施改革;思维品质的发展水平是智力正常、超常或低常的标志。其中思维的深刻性,思维活动的抽象程度和逻辑水平,以及思维活动的广度、深度和难度――是一切思维品质的基础。
一、关于教材前述
由于“结构的重要性”,必须要求有一套与之相适应的教材。目前,在物理教学大纲规定的范围内,可以对现行物理教材进行一番加工改造,突出结构,强调对抽象思维能力的培养。为此:
1.建立高中物理的整体的知识和逻辑的结构和系统;同时建立各部分(力学、热学和分子物理学、电磁学、光学、原子物理等)的子结构和子系统;以及各章、节的结构。并与学生的认知过程相适应。
2.实验应包含在上述系统中,构成不可少的组成部分。同时应强调通过实验培养学生抽象逻辑思维的能力。改变传统的认为观察和实验是不依赖于理论的观点,改变那种认为实验方法的本质是完全离开理性的体系,单纯起着事实的裁判作用的观点。大家都知道,随着实验研究对象远离人们直观经验的领域,特别是现代物理学实验的发展,使人们愈来愈认识到实验与观察依赖于理论,实验所获得的认识实际上受制于仪器和实验设计中所包含的假设,是不可能摆脱理性思维的指导的。
3.例题和习题的配制应包含在上述系统中,构成不可少的组成部分。教学中最重要的任务是概念的形成和问题的解决。概念不仅是学科结构的最基本的要素,是“框架”的“交结点”,而且是思维的“细胞”。而问题的解决,即应用,正是结构中各部分之间联系的建立以及结构的发展所必需经过的阶段。这也就是思维的过程。统计表明,仅就中学生而言,掌握归纳推理的水平略优于掌握演绎推理的水平。实践中,我们也常常发现就多数学生而言,从自然现象和实验归纳出概念和规律,学生掌握较好,而运用概念和规律去解决问题则困难较大。这是由于演绎推理较之归纳推理可以通过更多种形式来表现,掌握起来也复杂些,因此,就需要有意识的多加指导和训练。按照提高抽象逻辑思维能力的要求编写例题和习题,并加以适合的配量。
4.关于物理学史的教育,也应从有利于培养学生抽象思维能力加以组织。大家知道,从物理学发展史来看,“结构”是随着物理思想和对物理概念的理解更加深化而发展的,不是一成不变的。适当地、完整地围绕某一部分物理知识(如力学)介绍这种发展,较之分散地介绍某一部分历史事实,更有利于学生思维的发展。
二、关于教法
1.从有利于提高学生抽象逻辑思维能力出发,增强学习的目的性、方向性,应该让学生知道学习过程、思维过程、思维的形式和方法,以调动其自觉、主动性。只有自觉地遵循思维规律来进行思维,才能使概念明确、判断恰当、推理合理、论证得法,具有抽象逻辑性,培养出深刻性的思维品质。这是一切思维品质的基础。
2.按现代认知心理学的观点,学生在学校的学习的实质就是前述认知结构的“同化”和“顺应”的过程。学习的类型主要是“意义学习”,即在良好的教学条件下,学生理解符号所代表的知识,并能融会贯通,发展了智力,提高了能力。其实质是符号所代表的新知识与学生的认知结构建立了非人为的实质性联系。这是最有价值的学习。学习进行的方式主要是“接受学习”,即要学习的全部内容都是以定论的形式呈献给学生,然后让学生加以“内化”(即与原有知识有机结合),大量的知识和材料都要靠此获得。
从这一点来看,班级授课,以课堂教学为主的教学形式没有改变。具体的课堂组织形式可以各人不同。但从着重思维能力的培养上看,似应更重视每学期一部分“结构”建立开始的绪言课,结束时的复习课。以及对实验课和习题课有关思维方法和物理方法的指导。以与教材处理的原则一致。
3.因材施教,开展课外活动,培养一些优秀学生。便他们不受思维定式的约束。大力培养他们的直觉思维和创造性思维。直觉思维是创造性思维的基础。强调直觉思维是爱因斯坦科学观的一个重要特征。他说:“物理学家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律,由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。要得到这些定律,并没有逻辑的道路:只有通过那以对经验共鸣的理解为依据的直觉,才能得到这些定律。”探索就得用直觉思维:整体的、跳跃的、猜测的,以知识结构为根据的直接而迅速的认识。
三、关于教学过程的控制和评价是仍需研究的,在此只提出一点线索
1.思维的智力品质研究是有客观指标的。我国一些心理学家,所进行的小学数学教改试验,即运用这一套指标。详情请见《思维发展心理学》朱智贤、林崇德著。
2.教学过程离不开信息的传递,因此也是可以量化的。现代系统科学据现代认知心理学的“产生式”理论,从信息加工的角度,把人的短时记忆的最小单位定为“组块”,多大是一个组块,不是固定不变的。一个数字、字、词、符号、成语、短语等都可以是一个组块。普通教科书一章所传授的知识约有十几个产生式。掌握一间课程等于掌握几百个产生式。而获得物理学科那样的专业能力,就得掌握几千或几万个产生式。从时间上讲,一天学习5小时,1小时可以学习4―20组块,1个产生式。这就是相当于一课时的信息量。依此类推。
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关键词 高中物理 抽象思维 教学
中图分类号:G633.7 文献标识码:A
0引言
高中的物理具有其独特的特点,是一门需要学生抽象思维发挥重要作用的学科,因此培养学生的抽象思维能力就显得至关重要。抽象思维是思维中最重要的一种,它的作用原理就是超越感官的直接感知,对事物进行抽象概括,归纳出事物最一般的、本质的特征从而形成事物的概念,属于对于事物认识的理性阶段。因此,高中教师应该讲培养学生的抽象思维能力作为教学的首要目标。
1高中物理的特点
1.1配套的教材
随着我国教育制度的不断改革和发展,我国的物理教材也在不断地更新,不断地完善,变得更加具体、更加全面,同时对于锻炼思维能力的知识的逻辑也更加合理,不断向着全面的新教材的道路前进。
1.2重视实验操作
物理作为理科中逻辑性最强的学科,与其他的理科课程一样,离不开实验实践,追溯物理的起源,也是众位科学家从实验中得到的,所以实验操作对于物理课程的学习也是不容忽视的。同时,通过实验操作也可以使一些抽象的物理原理得到具体平面化,更容易理解,从而促进对物理知识的掌握。此外,大多数的学生还是对实验存在较高的热情和好奇心,所以通过实验操作,也可以激发学生的学习兴趣,提高学生学习物理的积极性。
2培养抽象思维的重要性
2.1时代的要求
随着当今时代的发展,数字化、信息化已经成为主流,要想更好的融入社会,就需要不断地进行学习,而要学习不断更新变换的知识,最重要的就是要具有一定的抽象思S能力,所以培养学生的抽象思维能力是时展的必然要求。
2.2考试制度的要求
我国的高考制度决定了物理对于理科生来讲是至关重要的,它在一定程度上决定了学生的未来发展之路,所以学好物理对于理科生来讲是必要条件,而抽象思维能力又是学好物理的必要条件,所以要对学生的抽象思维能力进行培养。
2.3自身发展的需要
人类的智力在一定年龄阶段内是随着年龄不断发展的,在高中阶段,学生的抽象思维正在向稳定成熟的方向发展,是塑造抽象思维能力,发展智力的核心时期,一旦错过,就会错过抽象思维发展的关键期,造成一定方面的能力差异,影响自身的发展,所以,我们要积极培养学生的抽象思维能力。
3提高高中物理教学学生抽象思维能力的措施
抽象思维的培养是一个由量变到质变的过程,所谓量变就是在一段时间内不断积累,积累在到达一定程度后就会引起质变。所以学生的抽象思维能力的培养液是一个循序渐进的过程,在这个过程中不但需要学生自己的积累,同时也需要教师的积极引导,我们将从以下几个方面介绍提高学生抽象思维能力的具体举措。
3.1培养学生的形象思维
在高中阶段的学生的思维发展尽管主要是抽象思维,但是仍然存在一定的具体形象思维,处于过渡时期,一定原则上来讲,具体形象思维是抽象思维的基础。在日常的生活中,学生更多接触的是形象思维的物体,对于形象思维更容易理解接受,但是高中的物理属于抽象思维为主,所以学生在学习物理时会存在一定的困难,难以从具体的事物看到其本质,所以进行一定的具体形象思维的培养是有必要的,让学生在不断发展中慢慢融合,最终发生质变。
3.2精心设计课程教学
鉴于高中物理的抽象性,教师需要在一定程度上引领学生进行学习。所以老师要对高中物理的知识脉络、框架、重难点以及高中物理的大纲有一个全面、深刻的了解和掌握,同时重视概念、应用等方面,据此进行精细的课程设计,减少学生学习的难度。同时,学习物理知识,重要的在于掌握事物之间的联系,学生只有清楚明白事物之间的因果关系,才能真正将知识运用于实践。除此之外,也要注意因材施教,对不同的学生采用不同的教学方式,再者联系具体的生活情境进行教学,提升教学效果。
3.3积极引进实验和课外活动
在课堂上传授物理知识能够提升学生的思维水平,在课外积极进行实验和课外活动,一方面能够促进学生学习物理的兴趣,另一方面也在一定程度上巩固课堂上知识的学习,加深记忆,甚至在课堂上没有理解的知识在实验中或者课外活动中就突然顿悟。同时在实验教学阶段,教师可以引导学生科学、有目的的进项观察,找其因果、本质,同时教师要积极解决学生的疑问,让学生自我探索,自我总结,在过程中提升思维能力。
3.4提高学生学习兴趣
物理作为一门枯燥的理论学科,知识晦涩难懂,很多学生容易对它失去兴趣,而此时的学生又正好处于一个不太理智的阶段,会因为喜欢或讨厌一个教师而喜欢或讨厌一门课程,所以要想提高学生的学习兴趣,也要从教师的上课态度抓起。老师要经常面带笑容,积极鼓励表扬学生,要耐心解答每一位学生的疑问,多与优等生也不要过于关注纵容,要平等对待。
4结语
综上所述,在高中物理教学中,提高学生的抽象思维能力是首要任务,教师要在实际行动中引导学生,使学生的抽象思维能力得到提升,为我国教育改革贡献一份自己的力量。
参考文献
[1] .高中物理教学中怎样提高学生抽象思维能力[J].素质教育-综合版,2016(07):55-56.
[2] 丛晓亮.学生抽象思维能力在高中物理教学中的提高[J].科学・自然,2016,06(17):179-180.
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物理是一门实验学科,需要学生在试验的基础上,综合利用比较和分类、分析和综合、判断和推理、抽象与概括、归纳和演绎等方法来理解物理概念和物理定理定律,应用判断、推理等思维形式来掌握物理事物、物理规律,并将学到的知识运用在生活实践当中。从初中物理的学习到高中物理的学习,,学生的抽象逻辑思维慢慢的转变为理论型为主的思维方式,随着教育的深入化,学生的思维方式逐渐得以确立,以后的可塑性会变得越来越小。因此,在高中阶段对学生的抽象逻辑思维进行培养与提高,这是最佳的时机。根据学生的思维发展规律,反复的学习对于自身思维能力的增强具有极大的帮助。如果学习能够得到有效合理的指导,同时具有一定的目的与计划,能够有系统地对所学的知识进行掌握,这对于学生的思维能力的提高发挥着重要的导向作用。换言之,学生的思维与学习的内容、学习的动机、学习的兴趣具有密切的关系,通过对学习内容、动机以及兴趣的改变,可以有效促进学生抽象思维能力的提高。学生思维的发展需要经历两边与质变的过程,而且必然是首先经历量变的过程,才能实现飞跃性的质变,质变是在量变的基础上方可得以实现,通过这两个过程的转化,提高学生的思维能力,并让其思维能力得到稳定明显的发展。由此可见作为教师,主要任务在于通过对合适教材的利用,并采用科学的教学方法,从而培养和提高学生的抽象思维逻辑能力。
二、高中物理教学如何提高学生的抽象思维能力
1.通过对形象思维能力的培养来奠定抽象思维培养的基础
在高中阶段,学生的思维主要的形式是抽象思维,而且处于一个过度的时期。在日常生活中,学生更多接触的是形象具体的事物,所以对于形象思维学生往往更为容易接受,但是在抽象的概念原理方面,学生缺少一定的认知基础,而且需要经过判断以及推理等方法才能够真正掌握,因此具有比较大的理解困难,学生的知识经验尚浅,在对所接触的事物进行感知的时候,难以从片面、孤立的事物个体看到起内在的内在联系以及规律,甚至出现错误的认识。在教学的过程中,必须同时重视培养抽象思维以及形象思维能力,不能忽略任何一方。对于高中物理教学而言,形象思维能力的培养与加强是抽象思维培养的基础所在。因此,在高中物理教学的过程中,应当通过各种手段来让抽象的物理概念定理变得形象生动具体化,例如,在课堂教学当中,可以通过对各种各样新教具的创造与制作,让学生学会正确观察事物的方法,避免了盲目性,并且教导学生对事物的表象进行分析、比较、判断、推理以及总结,从而找到事物的根本所在,从而了解事物发展的内在因果关系以及发展规律,能够从事物的本身联系到其他的事物,并且鼓励学生进行推理与推演,在分析具体形象的生活事物与现象来促进学生抽象思维逻辑能力的提高,激发学生内在的学习潜能以及发展动力。
例如,在物理学习的运动学课堂中,对于追及与相遇的问题,学生往往很难明白其中的运动规律以及物理原理,那么教师可以通过多媒体的课件以及试验来给学生展示相关的运动形式,让学生对七种不同的运动形式的特点进行观察,并且寻找不同的运动形式之间的共同点以及区别,对运动过程中物体的位移与速度等关系进行了解,引导他们对这种关系进行区别与判断,并掌握三者之间的内在联系。由此可见武力的形象思维与正确的物理事物与现象具有密不可分的内在联系,正确的物理形象是抽象思维能力培养的关键所在,通过正确的物理形象,排除事物干扰的因素,并且建立起解决问题的正确的思维方向,紧抓事物的本质,建立其正确的新形象,促进了解事物的表象。
2.通过对课程内容的精心设计,来创建更具合理的逻辑结构
在物理学中,基本构成了物理的逻辑结构。在高中物理的教学过程中,应当对教学内容进行精心的设计,从而使物理学的逻辑结构更具有合理性。在制定教学方案的时候,应当对高中物理教材以及大纲进行深入的研究与了解,对每个章节的内容以及要求进行了解,同时把握好章节与章节之间的内在联系,创造性地针对教学重点难点内容进行教学方案的设计。例如,在学习运动的合成与分解的课堂中,使用飞机起飞的例子,来吧起飞的过程分解为水平方向的直线运动以及竖直方向的直线运动,从中了解运动的合成与分解的基本规律。
3.通过开展实验和课外活动等方式来培养抽象思维能力
如何将复杂问题简单化,抽象问题具象化,实验和模型是比较好的解决方法。直觉思维是创造性思维重要的基础。大多科学探索的前期都会依靠直觉思维,通过跳跃的、整体的思维方式来对一些不知道事物进行探索研究,并且依据知识结构迅速的对其产生认识,最后推导出一些规律和结论。那么对于学习物理较差的学生,教师应加强他们动手动脑能力的训练,加强实验设计和课外活动训练,通过教师努力和学生的实践,逐渐降低学生在心理上以及思维上的障碍,然后开发其抽象思维能力和过程分析水平,最后融入物理学习过程。
三、结语
篇5
关键词:抽象思维 科学方法
【中图分类号】G633.7
在初中科学六册内容里,有很大一部分教学内容是需要学生具备一定的抽象思维能力。因此这些内容往往是初中科学的教学难点。从学生心理发展的规律来讲,学生的大脑正处在从其形象思维向抽象思维转变的阶段。形象思维是借助于具体形象来展开的思维过程,亦称直感思维。抽象思维是运用概念、判断、推理等来反映现实的思维过程,抽象思维也称逻辑思维。大部分学生难以解决的内容:例如浮力、运动、力、电路等方面的问题。这些方面往往是因为学生只是应用其本身的形象思维去判断问题所呈现的情景,过多依靠了学生自己的直觉。 像浮力、运动、力、电路等方面问题情景的疏理往往需要学生能表象中分离出本质的信息,再应用科学的规律进行分析和判断。但是让学生从形象思维转变到抽象思维,让学生凭直觉来判断转变科学分析不是一蹴而就的事情。熟练应用科学方法则有助于学生对思维难点的疏理和分析。在长期间的教学中,体会到科学方法的教学指导不应该是简单的方法介绍,而是能让学生熟练应用各种科学方法。
科学方法有控制变量法、理想模型法、实验推理法等方法。在科学教学中充分让学生熟练运用这些科学方法,有助于学生对科学规律和科学概念的理解。科学方法不只是单纯的以知识的形式传递给学生。在实际的教学中,教师不应该仅仅介绍科学六册教材中有哪些内容分别使用哪些科学方法,而是在教学过程中更多地作为主要的教学内容让学生熟练应用。其实,科学方法的应用往往成为学生理解抽象内容的关键。下面介绍几种常见的科学方法在教学中深层次的应用:
1、理想模型法
理想模型法就是在用科学规律对实际事物进行研究或揭示物理现象在某种特定 条件 下遵循的某种规律时 。能再现事物本质和内在特性的一种简化模型。运用理想实验方法 , 可以简化和纯化研究对象及其所处状态和发展变化的过程 ,大大方便了对物理问题的处理 ;因此在教学中应该强调理想模型法的一些特点,以及如何把具体的实物模型化。对于教师反复分析过的模型或者情景,学生往往都能很好地了解。对于新模型或新情景学生就不能学会利用理想模型的方法来分析问题,对于事物就停留在形象思维层面上,解决问题最后也是靠学生自己的直觉。以下题为例:
小明为了在取书时不把书架弄乱,设计了一个“方便书架”,每本书都加上一个铁支架小明取书时,作用在按压块上的力始终与按压块垂直,铁支架从图甲状态匀速转动到图乙状态的过程中,小明所用的力的大小______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
很多学生第一次看到这个杠杆模型的时候,有一些学生甚至没有和杠杆联系起来。还有一些学生没能很好地分析出杠杆的五要素,并错误回答所用力大小的变化情况。本题中的书架可以进行模型化处理,从中分析出杠杆五要素。杠杆模型的五个要素:动力、阻力、支点、动力臂、阻力臂都需要由它们的定义来找出。对于新模型或新情景学生就不能学会分析,只能凭直觉判断不能进行有效抽象分析。这其中与学生没有建立模型的观念和掌握相应模型化技能。因此在教学过程中,应该强调学生应用理想模型法进行熟练应用,并树立事物分析时的模型意识。
2.实验推理法。
实验推理法它以大量的可靠的事实为基础,以真实的实验为原形,通过合理的推理得出结论,深刻地揭示规律的本质,是科学研究的一种重要的思想方法。推理熟练应用对于学生加强抽象思维的严密性和完整性具有很重要的作用。推理也有助于学生对科学本质更深入的理解和学习。在教学中时时渗透推理思维,对于学生抽象思维能力的培养应该有积极的影响。学生学会敢于科学推理,拒绝接受式科学知识学习,树立学生良好的科学价值观。
学生在学习牛顿第一定律的时候,对于运动是改变物体运动状态的原因而不是维持物体运动原因的理解存在主观上形象认识错误。在教学中充分利用伽利略斜面实验对实验与推理想结合的方法进行方法教学,让学生的主观判断和实验推理发生思维冲突以激发学生深入的思考。
在探究空气能传声的实验中,逐渐将真空罩内的空气抽出,听到罩内的闹钟的声音逐渐变弱。很多学生在回答本实验本身可以得出什么结论时,答案往往都是声音在真空中不能传播。由于无论怎样抽气是不可能将真空罩内的空气抽完的,因此实验中并没有真正做到真空,也不能得出声音在真空中不能传播的结论,而只能说明声音的传播需要空气等介质。
声音不能再真空中传播这个结论是需要在实验的基础上推理得出。由此,学生才能深刻体会到推理方法在科学中的重要性。
3. 类比法
类比法就是在我们学习一些十分抽象的,看不见、摸不着的科学量时,因为有一些比较相识的概念比较难以理解,所以相互类比彼此的相同之处和不同之处。在科学教材中常见的类比有:电流类比水流,电压类比水压,电路类比水路,电源类比水泵,,导线类比水管,研究声波时类比水波。
篇6
[关键词]大学教育 形象思维 抽象思维
[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)16-0031-03
形象思维是以事物的表象为载体进行的思维,它是以人们感觉到或想象到的事物为起点的思维形式,其显著特点是直观性和具体性,使抽象问题形象化。
而抽象思维是以概念为起点进行的思维,它是舍去了事物的具体形象,而运用概念、判断、推理等思维形式,对客观现实进行间接的、概括的反映过程。
对于大学教育来讲,学生已经积累了一定的生活经验,掌握了一定的数学工具,具有一定的分析问题能力,因此,大学教育应着重培养学生的抽象思维能力。
一、合理运用多媒体,加强抽象思维的培养
上世纪八十年代多媒体教学引入课堂,顿时给人耳目一新的感觉,它对推动教学方法和手段的改革起到了不可替代的作用。经过几十年的实践表明,多媒体教学提高了教学效率,但我们还需冷静地思考:它对提高教学效果作用如何?对培养大学生抽象思维的作用如何?合理适度地运用多媒体可以收到事半功倍的效果,而过多过滥地运用多媒体则会事倍功半。若精美的图像、丰富的视频、强烈的音响将学生的注意力引向的是外在形式而非实质内容,这种不是由学习内容本身所引起的兴趣无疑是喧宾夺主。实践表明,能真正引起学生兴趣并形成长期学习动力的是科学本身,而不是具有功利色彩的所谓应用和眼花缭乱的动画视频。
(一)多媒体教学功不可没
1.多媒体教学对培养学生的形象思维功不可没,有些空间图像用平面媒体难以展示,用语言描述苍白无力,而用多媒体则突出主体,形象直观,一目了然。
2.多媒体教学集文字、图像、视频于一体,激发了学生的学习兴趣,使授课方式变得方便快捷,灵活多样;节省了教师板书和擦黑板的时间,既环保又健康;提高了教学效率,既丰富了授课内容,又拓展了相关知识,有利于学生智能的发展。
3.多媒体教学可以将抽象思维与形象思维有机地结合起来,最大限度地调动学生的思维空间,充分发挥抽象思维与形象思维各自的优势,便于学生对概念的深刻理解和对问题的深入分析,从而达到提高教学效果的目的。
(二)对多媒体教学的反思
多媒体教学虽然功不可没,但是存在着一个“度”的把握问题,目前多媒体教学存在着过多过滥的现象。笔者听查课中发现,有的具有强烈逻辑推理的课程,全程课件无一板书,大屏幕成了教材的搬家,学生根本来不及阅读和消化,更来不及思考和联想;原来的“教师满堂灌”变成了“课件灌满堂”,虽然教学过程中信息量大了,节奏快了,但重点不突出,逻辑不严密,讲课变成了流水账,信息量大只是表象,学生没有消化吸收则是现实。
1.教师的主导地位被削弱了。讲课既是知识的传授过程,也是师生情感的交流过程,若教师的言谈举止能深深地吸引着学生,则学生的眼神是发光的;若教师过多地依赖多媒体,把它作为一个甩不掉的拐杖,而失去了自己灵活多变的主线,那么学生的目光会迅速变得呆滞和发散,课堂会变成只有知识的传输,没有知识的吸收。教师的职责之一是教学,是教会学生学好一门科学;教师的作用之一是指导,是指导学生学习的方法。教学实践表明,学生真正掌握的知识没有多少是教师课堂上教会的,而是在教师的指导下,学生通过二度消化,逐渐理解和领悟才能真正掌握,并达到活学活用的程度。一旦发挥了教师的主导地位,对于学生获得知识来讲,指着走比领着走好,领着走比抱着走好。
2.学生的抽象思维被弱化了。在多媒体教学中,很少见到培养学生抽象思维的逻辑推导过程,学生的分析、综合、归纳、演绎能力弱化了,取而代之的是定义的叙述、动画的演示、结果的讨论、应用的外延,或者是快速浏览,随即翻过,美其名曰:为了提高课堂效率,增大信息量、节约时间,具体推导过程请学生课后自己看书解决。这种缺乏推演的跳跃式教学对培养学生的科学思维能力成效较差,学生了解的只是知识的点,并没有通过逻辑思维形成知识的线,更编制不成知识的面。知识在学生脑海里没有思辨的过程,真正的思维就不会发生,当课程结束关掉屏幕时,学生往往大脑一片空白,课后复习相当于自学,其教学效果可想而知。
3.学生的想象空间被压缩了。在课堂教学中,教师运用恰当的方法把思维暴露给学生,并运用生动的语言、灵活的手势、丰富的表情,通过层层设疑、问题驱动、启发诱导,为学生创造一种情景,让学生思维发散,才能激发起学生的创造力,而有些多媒体教学,教师编好思路,讲课按部就班,不但过程显得生硬,而且损害了学生求知过程中创造性的发挥。有的教师过度地运用多媒体,把简单问题复杂化,一两句话就可以说清楚的问题非要动画演示,例如讲开普勒第二定律时非要演示质点的椭圆运动;讲惯性力时非要演示地球的自转,等等。这既浪费了资源,又浪费了时间,不给学生一点想象的空间,长此下去,学生离开了形象化教学就不能有效地形成抽象思维,这对大学教育是有害无益的。
4.师生间的交互被切割了。传统的教学模式中,学生紧跟教师的思路、语言导向、板书推导、环环紧扣,学习的是方法,享受的是过程。学生的思维有一个逐渐展开的过程,教学双方在思维上也基本同步,因此,学生始终处于积极主动的参与状态,只有学生亲身投入到发展和应用概念的推理过程之中,真正的理解才有可能得到发展。而有的多媒体教学,往往将内容整体呈现在学生面前,学生思维的连续性、独立性必然被破坏,而教师忙于解释投影内容、操作动画演示,学生忙于记笔记,但由于文字太多,动画太快,师生在忙乱之中又进入到下一个页面了,很少有交流的时间,这样会严重挫伤学生认真听讲的积极性。
二、抽象思维和形象思维在物理教学中的作用
大学物理对培养学生的科学思维方法是素质教育不可或缺的重要环节。在物理教学中,运用数学方法对物理定律、定理进行推理,得到的规律再由实验来直接或间接地验证,是抽象思维的重要手段。
抽象思维最显著的特点是抽象性与概括性的统一,学生的抽象思维能力直接影响着他们对知识理解的深度和广度。没有抽象就无法进行逻辑推理,没有概括就无法进行知识迁移。实践表明,我们的教学往往会将学生的大脑训练成几个储存区,各学科的知识独立存放,运用路径单一,交互迁移不畅。当测验数学时,学生能迅速地将大脑中的数学知识调动出来,运用自如;当测验物理时,学生能熟练地将大脑中的物理知识调动出来,得心应手。但是,当需要用数学知识来解决物理问题时,学生往往不知所措,无从下手。造成这种困难的主要原因是我们对学生的抽象思维能力培养不够,学生的推理能力和概括能力不足。我们通常是靠测验来衡量学生对知识掌握的程度,而测验题目往往计算题占较大比重,但相当一部分学生往往靠的是对公式和解题程序的记忆,而没有发展出对物理知识的真正理解,因此不具备将有关的概念和原理应用到新的情境中去的能力。而能够将知识应用于各种情境之中,学生不仅要清楚概念本身,而且要能够将之与其他概念联系起来,还需要从相互联系的概念中区别出概念的本质差异,这正是我们培养学生抽象思维能力的任务之一。
形象思维是科学家进行科学发现和创造的一种重要的思维形式,物理学的研究过程从某种角度来看是建立模型的过程,客体通过形象思维抽象为模型,依据模型寻找物体的运动规律,并通过实践的检验、修正和完善,再将通过模型得到的结果应用于客体以解决实际问题。如在机械波的传播教学中,分子间的相互作用力看不见摸不着,学生往往很难理解,但若把它们设想成中间用弹簧连着的小球,当弹簧伸长时表现为引力,当弹簧收缩时表现为斥力,这样变无形为有形,立刻在学生大脑中建立了一个形象模型,再来描述其运动规律,学生就容易理解了。
爱因斯坦惯用的“思维实验”就是一种形象思维。“思维实验”就是对研究对象在思维中进行的实验,牛顿第一定律的发现就是“思维实验”的典型代表,它看似简单,实则复杂。长期以来,经验使人们深信:要使物体运动,必须施以力,当力不再作用时,运动就会停止。古希腊哲学家亚里士多德就指出:“静止是水平面上物体的自然状态。”直到十七世纪中叶意大利科学家伽利略才领悟到把人们引入歧途的是摩擦等阻力,并用形象思维构建了“伽利略理想实验”,否定了亚里士多德的观点,指出维持物体的运动是惯性,改变物体的运动状态是力。爱因斯坦在回顾第一定律的发现史时,把科学家探索自然界的奥秘比作读福尔摩斯的侦探小说,最明显的线索往往把人们引导到错误的猜疑中,仅凭直觉推理的结果是靠不住的。爱因斯坦评价到:“伽利略的发现以及他所用的科学推理方法是人类思想史上的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。”
三、形象思维是培养学生创新能力的源泉
想象是创造者对头脑中储存信息的一种形象性描述,它常伴随着生动的图像,所以是形象思维的结果。
为了培养学生的创新能力,大学教育要注重传递不饱和知识,想方设法留给学生更多的想象空间,创造情境让学生自己在知识的海洋里漫游。讲课滴水不漏的教师不一定是好教师,若由教师的讲深讲透来代替学生的思考探究,学生没有生疑、解惑、省悟的一波三折,必然造成学生学习兴趣得不到良好培养,思维能力得不到有效激发;大学教育要注重知识的拓展,多为学生打开知识的天窗,引导学生思考,学生的思维惯性往往是教师讲书、学生看书、考试考书,记住的是一堆公式符号,物理思想却没有真正掌握,许多学生关注的是解题步骤和方法以获得必要的技能,但往往是一旦列出方程式,物理意义就被学生丢在了一边,长此下去,学生的视野被束缚在课本之中,思维不再发散了,奇思妙想不见了,这样不利于培养学生的创新能力。
实际上,在人的思维活动中,抽象思维与形象思维总是相互渗透、共同发生、协调发展的。形象思维可以表现出直观的物理图像,直觉和灵感都属于形象思维;抽象思维可以得到完整的数学表达,它具有概括性,反映的不是个别事物或个别属性,而是事物的一般属性以及规律性的东西。正如物理及数学家彭加勒所言:“逻辑和直觉各有其必要的作用,二者缺一不可。唯有逻辑能给我们以可靠性,它是证明的工具,而直觉则是发明的工具。”例如在氢原子定态薛定谔方程的教学中,利用薛定谔方程解出运动粒子的波函数,波函数模的平方代表核外电子的概率分布,这是抽象思维的结果;但这部分内容过于抽象,教师难以讲清楚,学生也难以理解,而借助于多媒体的动画演示,可使抽象概念转化为客观事物的直观形象,将电子的空间分布概率图像多方位地展示给学生,这样抽象思维与形象思维的有机结合,将抽象的、难以直接用语言来表达的概念和理论以形象的易于接受的形式呈现出来,突出了重点、突破了难点,便于学生的理解和掌握,使学生既理解了波函数的形,又看到了概率分布的像,学生对所学知识有豁然开朗之感,充分体现了多媒体教学在培养学生形象思维能力上的优势。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 陈志斌.西点军校制胜法则[M].北京:中国纺织出版社,2010.
[2] 韩宝燕.数学课堂教学中使用多媒体的几点体会[J].科技信息,2008,(36).
[3] 丁同成.形象思维基础[M].北京:高等教育出版社,2007.
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长期以来,在儿童从具体形象思维为主要形式向抽象思维为主要形式过渡的理论影响下,一些人误认为抽象思维才是人类思维的高级形式,人类只有通过抽象思维方式才能把握事物的本质,认识客观真理。因此,中学语文课比较重视学生抽象思维的训练,而忽略形象思维的发展;教学中注重对文章内容作理性的分析、概括,而缺乏对语言情味、意蕴的挖掘,对具体形象的感知,以及对作品情感因素、审美因素的体会。
美国著名脑心理学家、诺贝尔奖金获得者斯佩里博士经过多年研究,探明了人脑两半球的功能分工,左脑控制抽象思维,右脑控制形象思维。这一现代脑科学的最新研究理论,从根本上纠正了长期以来的左脑优势理论和只有抽象思维才是认识的高级阶段的错误观点。它表明:在人的主观世界中,抽象思维并非是把握事物本质的唯一方式,形象思维同样也能够反映事物的本质及规律,它们是人类认识客观世界的两个基本方式,不能互相代替;它们必须得到协调和平衡发展,互相补充,才能使人的创造力得到最大限度的提高,人格得到健全、发展和完善。21世纪的高素质人才,必将是左右脑协调发展、更加聪明、更富有创造力的一代新人。因此,语文教学既要发展学生的抽象思维,同时也要发展学生的形象思维。
二、语文教学中如何把握两种思维的有机结合
形象思维方法和抽象思维方法是两种不同的思维方法体系,但二者之间又存在密切的联系。二者互相渗透,互相补充,互相结合。中学语文教材中的记叙文,特别是文学作品,它是两种思维的产物,既有抽象思维(主题的形成),又有形象思维(人物、情节、场面等生活画面的构思),因而就要求教师在教读记叙文,特别是文学作品时,必须注意这类文章的特点,注意两种思维的结合。
那么,教师应该怎样引导学生才能达到既有情感感染、又有理性分析;既能走进作品之中与人物一起体验人生的悲欢离合,又能走出作品之外,对其进行客观的分析、评价?我在教学中是这样做的:以语言训练为核心,注意把握好以下四个方面的有机结合,从而达到既训练抽象思维,又训练形象思维的目的。
1、情感体验与理性分析结合
形象思维的特征之一就是具有情感性。语文教材中文学作品的艺术形象,都饱含着作者及人物的丰富情感,具有激动人心、扣人心弦的艺术魅力。学生在阅读作品的过程中,如果没有形象思维,没有感情的波澜,缺少作为主体的投入和参与,那么,即使教师作出多么细致、周密的理性分析,学生对人物形象的认识也是枯燥抽象的。而教师如果能够激发学生的形象思维,使学生入情入境,丰富他们在学习过程中的情感体验,然后再作理性分析,那结果可就大不一样了。
例如,讲《孔乙己》这篇小说时,文中有一处描写孔乙己到酒店喝酒的情形:“孔乙己一到店,所有喝酒的人便都看着他笑,有的叫道,‘孔乙己,你脸上又添上新伤疤了!’他不回答,对柜里说,‘温两碗酒,要一碟茴香豆。’便排出九文大钱……”阅读这段文字,我不是让学生首先研究分析“排出”这个词语如何运用得准确生动,而是引导学生体会孔乙己在看到别人的“笑”,听到别人的“话”之后,“排出九文大钱”时是怎样的心态,揣摩“排出”这一动词的丰富内涵,并让学生做出孔乙己排出九文大钱的动作,来表现孔乙己的心理和神情,让学生走进孔乙己的内心世界,体验孔乙己的思想感情。然后,再对“排出”这一动词使用的妙处作理性的分析:如果换成“拿出”、“摸出”,表达效果好不好?为什么?由于有了对“排出九文大钱”这一动作的丰富内涵的体验、感受,学生对作品语言的理解深化了,认识到“排出”一词准确写出了孔乙己拿钱买酒时的得意神情,以及他要在平日取笑他的短衣帮面前摆摆阔气、聊以的心理,如果换成“拿出”、“摸出”,都不足以表现孔乙己的这种神情及心理。
学习《皇帝的新装》,我组织学生先进行表演,然后再对课文作理性分析;学习《我的叔叔于勒》,为了使学生对菲利普夫妇冷酷自私思想性格的理解不是简单的、概念化的,我指导学生反复分角色朗读人物语言,充分体会人物的思想性格;学习《背影》,我先让学生看课本剧,用直观的艺术形式,把学生带入特定的情感氛围中,师生共谈自己与父母之间的感情,然后再对课文进行分析、研究等等。
这些教学活动决不只是为了激发学生的学习兴趣,它是一种伴随着学生全身心投入、参与的情感体验的认识活动。在这个情感体验与理性分析交融的过程中,学生对语言运用的认识更加丰富深刻,知识记忆更加持久。重要的是,学生在这个过程中,得到的不仅是语文知识、语文能力,还有品德、情感、审美、心理等多方面的全方位发展。
2、形象感知与归纳概括结合
在语文教学中,对人物形象的思想性格的归纳概括不应是简单的、抽象的,而应是具体的、生动的。通过挖掘、体味作品中形象化的语言,使之留下深刻印象,从而引发学生想像,头脑中浮现出以作品语言描述的艺术形象为基本原型的、且带有自己经验色彩的新的形象。学生有了深切的形象感受作为基础,他们对人物思想性格的理解才是准确鲜明的。
例如,《药》这篇小说中的康大叔是个封建统治者的爪牙和帮凶的形象,学生对这个反面人物思想性格的归纳概括,是通过挖掘、体味作品中形象化的语言之后得出的。康大叔的眼光“像两把刀,刺得老栓缩小了一半”,一只手“摊着”,向老栓要钱,一只手“撮着”一个鲜红的、血淋淋的人血馒头,同时还嚷道“怕什么?怎的不拿!”接着“便抢过灯笼”,“扯下纸罩,裹了馒头,塞与老栓;一手抓过洋钱捏一捏,转身去了。”我用表情、声音、动作对加点词语加以强调,使人物形象变得更加鲜明,让学生头脑中伴随着栩栩如生的形象,归纳概括人物的思想性格:这是一个多么凶狠、贪婪、粗野、蛮横的人物。
学习《变色龙》,我让学生看录像;学习《祝福》,我让学生看电影。这样做的目的,并不是要用直观的影视形象,取代对作品语言的理解分析,而是要使抽象概括的语言与生动的形象、丰富的情感、作品的意境紧密交织在一起,使学生的认识更加深入、全面。如果说抽象思维使学生对人物形象的认识变得清晰而简明,那么,形象思维则使学生对人物形象的认识变得丰富而生动,二者相互补充,学生的认识活动才是情味盎然而富有生命活力的。
3、联想想像与逻辑推理结合
联想想像是形象思维的基本方式,也是形象思维的基本特征。文学作品的集中性、概括性、典型性,给读者留下了无限广阔的想像空间。教学中应该挖掘出可供学生进行丰富联想想像的语言因素,并使学生能够对人物形象进行合乎逻辑的想像。
例如,《祝福》中的鲁四老爷在听到有人把祥林嫂绑架抢走之后,说了一句“可恶!然而……”,卫老婆子赔罪并说“我一定荐一个好的来折罪”之后,鲁四老爷又说了一句“然而……”,这两个“然而”后面省略的内容是什么?鲁四老爷到底想说什么?我让学生进行联想想像,说出鲁四老爷想说的话,结果是各不相同。那么,哪一种说法才是鲁四老爷想说的话呢?我又让学生依据鲁四老爷维护封建礼教而又自私伪善的思想性格特点,依据人物对话的前后语境,进行逻辑推理,选择出合理想像的说法。第一个“然而”后面的内容是:“祥林嫂私自外逃,礼教不容。如今她婆婆做主让她回去,无话可说。”这与前文鲁四老爷的说话一致,同时又更充分表现了鲁四老爷作为封建地主阶级的代表人物,其忠实维护封建礼教的态度和立场。第二个“然而”后面的内容是:“再荐一个好的,也比不过祥林嫂勤快,到头来吃亏的还是我!”这与卫老婆子的赔罪之言紧密相联,既表示了鲁四老爷对卫老婆子的不满,同时也深刻地折射出鲁四老爷伪善自私的丑恶灵魂。
学习《我的叔叔于勒》,我让学生想像:如果于勒认出了菲利普夫妇,小说的情节该如何发展?他们相见又是怎样的情形?如果于勒没有破产,而是发了财回来,菲利普夫妇对他是什么态度?学生想像说出具体情景后,还要指出为什么这样,要求学生对想像的内容依据人物的思想性格及情节发展作出合理解释。这样的想像,既有对原来人物形象的补充创造,又有对小说主题、情节、人物的合理推论,显示了形象思维和抽象思维的有机结合。
4、整体把握与局部论证结合
在传统语文教育思想中,“意会”和“涵泳”是学习语文的有效方法。这种语文学习的模式,实质上是通过直觉对言语的意义、情味综合地进行感受和判别。这种培养学生语感的传统经验,至今仍应重视。当然,它还要和语文知识(包括语法、修辞、文章、文学等方面)相结合,使具有感性经验的直觉思维得到修正和提高。
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一、初高中产生台阶的原因
1、初高中物理知识本身的差异。初中物理具有形象性、直接性、经验性的特点,以形象思维为主,主要通过对现象的观察和演示实验使学生建立物理概念认识其规律,获得定性知识。高中物理具有概括性、间接性、逻辑性的特点,抽象思维为主,如高一物理所讲的摩擦力产生条件、静摩擦力方向、物体受力分析、力的合成与分解、瞬时速度、加速度等,都要求学生具有较强的抽象思维能力。刚进入高中的学生对从形象思维到抽象思维的跨越难以适应。
2、学生学习心理的主观台阶
(1)思维过渡困难。根据皮亚杰的儿童思维发展理论,中学生思维处于从具体运算阶段向形式运算阶段过渡,即从初步逻辑思维向抽象思维过渡。初中生的思维处于具体运算阶段,此时他们能进行初步的逻辑思维,但还离不开具体事物的支持。初中物理研究的是实实在在的物体,物理知识也是建立在形象思维的基础上,初中物理学习内容基本适应学生的思维发展水平。但高中物理研究对象大多是理想模型,要求学生更多地运用抽象思维来获得物理知识,要求学生在头脑中把形式和内容分开,离开具体事物,根据假设来进行逻辑推演。多数高一学生的抽象思维正从经验性思维向理论性思维过渡,其中经验思维仍占优势,思维在很大程度上仍依靠具体经验材料,不善于从理论上进行演绎推导。而高中物理有相当严密的推理系统,始终强调抽象思维,学生的思维水平很难马上适应高中物理思维抽象程度的要求,故造成了进一步学习物理的困难。
(2)认知结构重建。高中物理相对于初中物理而言,是具有更强包括性的上位知识,对上位知识的学习应重新组织认知结构,把原来已有的相应的下位知识,作为理解和支持新的上位知识的生长点。掌握了上位知识,下位知识不难由此记忆或导出。但原有的知识结构往往对更新认知结构产生障碍作用。经验性错误和原有知识的负反馈影响正确概念的形成。其一,学生对日常生活中原有的一些认识,包括不少浮浅或错误的认识,影响学好新的物理知识。
3、学生学习方法的台阶。初中生掌握物理知识习惯于教师多讲、细讲,解决物理问题从头到尾,步步不缺,教师也常为学生指出重点、难点,要学生背牢记熟,对于如何指导学生认真读书、建立物理情景、分析物理过程,极少考虑。学生逐渐养成了死记硬背的呆板学习方法。高中物理学习要求学生能在教师指导下独立主动地去获取知识,教师在教学中主要是精讲,帮助学生在头脑中建立完整的物理情景,灵活运用学过的知识去解决各种实际问题,让学生独立思考和总结课堂学习的知识,独立完成实验,培养学生的自学能力。
二、如何搞好初、高中物理教学的衔接
1、重视教材与教法研究。高中物理教师不单是研究高中的物理教材,还要研究初中物理教材,了解初中物理教学方法和教材结构,知道初中学生学过哪些知识,掌握到什么水平以及获取这些知识的途径,在此基础上根据高中物理教材和学生状况分析、研究高中教学难点,设置合理的教学层次、实施适当的教学方法,降低"阶差",保护学生物理学习的积极性,使学生树立起学好物理的信心。
2、坚持循序渐进原则。高中物理教学大纲所指出,教学中应注意循序渐进,知识要逐步扩展和加深,能力要逐步提高。高中教学应以初中知识为教学的出发点逐步扩展和加深;教材的呈现要难易适当,要根据学生知识的逐渐积累和能力的不断提高,让教学内容在不同阶段重复出现,逐渐扩大范围和增加难度。
3、透析物理概念和规律。使学生掌握完整的基础知识,培养学生物理思维能力,能力是在获得和运用知识的过程中逐步培养起来的。首先要加强基本概念和基本规律的教学,要重视概念和规律的建立过程,让学生知道它们的由来;其次弄清每一个概念的内涵和外延及来龙去脉,要使学生掌握物理规律的表达形式的同时,明确公式中各物理量的意义和单位,规律的适用条件及注意事项。
4、物理模型的建立。高中物理教学中常用的研究方法是确定研究对象,对研究对象进行简化建立物理模型,在一定范围内研究物理模型,分析总结得出规律,讨论规律的适用范围及条件。建立物理模型是培养抽象思维能力、建立形象思维的重要途径,要通过对物理概念和规律建立过程的讲解,使学生领会这种研究物理问题的方法;通过规律的应用培养学生建立和应用物理模型的能力,以实现知识的迁移。
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一、思想方法主导性增强
学习数学离不开解题,高中数学解题对数学思想方法的运用要求增强。高一的起始学习中,就频繁用到数形结合(如集合运算)、分类讨论(如指、对有关问题)、函数与方程思想(如方程根的问题)、等价转化、整体代换等,这些数学思想方法,在初中数学解题中,学生处于潜意识的“直觉”运用状态,到高中则要求能有意识的“自觉”运用,学生在这点上有所欠缺。
二、思维层次要求提高
高中学生处在以经验型为主的抽象思维向理论型抽象思维过渡,并初步形成辩证思维阶段。初中学生处在形象思维为主逐步向经验型的抽象思维过渡阶段。从初中升入高中,在函数部分,特别是函数的单调性奇偶性的定义描述完全是数学的理性刻画,应用上要进行代数推理,较之学生熟悉的几何推理,缺少了图形的支撑,对学生的抽象思维、理性思维有较高的要求,实际教学过程中发现不适应这种思维变化要求的学生不在少数,主要是思维呈现较强的定势,给高中阶段的起始学习带来了一些困难。
三、内隐性结论增多
到了高中,一些数学内隐性的知识在数学解题中的应用日渐增多。如函数的定义域、值域是函数图象在横纵坐标轴的投影;求一个集合的子集要考虑空集;函数奇偶性的判断首先要考虑其定义域是否关于原点对称;定义域包括零的奇函数图象必过原点(或f(0)=0)……这些内隐性知识的应用在学习中常属“盲区”,使解题不完整、走弯路或致错。
另外,高中数学中语言叙述数学化,概念呈现形式化,运算趋向符号化,再加上初中数学中知识点脱节较多,这些都为刚刚高中入门的新生的数学学习带来了相当多的困扰,如何才能帮助他们走出困境呢?
一、遵循规律,关键处“细嚼慢咽”
教材编排有“观察、思考、讨论、归纳、探究”的结构,基本上遵循具体事例观察思考、分析讨论共性、抽象归纳描述本质、探究深入思考的认知规律。这对学生来说,既是经历从具体到抽象,从特殊到一般的一个知识发生与发展过程,也是一个从现实走进数学,从感性走进理性的过程;对教师来说是知识的“暴露”过程,因此,问题情景的设置,共性的启发发现,讨论的组织开展,数学语言的描述,都要跟“节奏”对得上“拍”,根据学生特点,我们一般按“起点低坡度缓、抓关键快反馈”来操作。
以函数单调性(增)概念教学为例,学生对单调性的感性认识在初中有较好的基础――正反比例函数、一次函数、二次函数中“……图象上升,y随x的增大而增大”,如何提升为数量刻画是难点,笔者作以下处理:在某区间内,(1)图象上升是宏观的感性描述,如何进一步微观描述?图象由点组成,点是图象的不可再分“元”,图象上升即右边的点B比左边的点A高,且与具置无关,这是图点(2)如何用数学语言描述点?点的位置由坐标(横纵)决定,设A(x1,y1)、B(x2,y2),且与具体数值无关。A在B左边(横),则x1
从感性认识上升到理性认识,抽象出本质特征,需用简洁而明确的数学语言描述,并有严格的逻辑结构,其中有些词或符号简洁而含义丰富,对数学本质的理解起着关键作用,这时,就要“细嚼慢咽”,帮助学生理解。
二、帮助学生建立知识网络
认识建构论科学地反映了人的认知规律,学生的学习不是被动容纳,而是一个主动建构的过程。只有与学生已有的知识经验有密切联系,只有教学内容的抽象性和概括性和学生智力水平处于相当(或相近)的发展水平,才容易被学生所接受,才能产生新旧知识的同化作用,从而改造和进一步加工出新的认知结构,发展新的认知能力水平。这虽是学生的自主发展问题,但离不开教师作为引导者的引领作用,数学有极强的延续性连贯性,教师的起点观点比学生高。
三、作业、辅导细致到位
教学中,工作的细致在作业批改中要有显著体现。学生刚进高一,对高中数学的严谨性不适应,作业中常表现为考虑不周全、书写不规范、叙述不精简、符号不恰当等,简单地批一个“叉”或打个“半勾”,学生根本不知道自己的问题出在哪里。这就要求教师对作业精批细改,在有问题的地方,做上记号,如圈、横线等,对学生的数学素质的提升才有效率。对作业及测试中的错误,有针对性的个别辅导,有利于学生存在问题的解决也有利于和谐师生关系的建立。
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浙江省普通高考考试说明指出:“化学科考试以能力测试为主导,全面检测学生的化学科学素养”。对化学学习能力的要求中明确指出:“考察学生接收、吸收、整合信息的能力,要求学生通过对实际事物、实验现象、实物、模型、图形、图表的观察,获取感性知识,并能进行初步加工、吸收和有序储存;要求学生将分析解决问题的过程和成果,用正确的图形、图表等表达出来,并作出解释”。而在平时教学中发现:“要求学生把形成的化学知识、规律用化学图像表达出来,以及从已知图像中获取有用信息为解题服务的学习过程中出现普遍性困难,原因在于学生的思维特点与构建高中化学知识和方法体系的高能力要求不相匹配”。如何突破高能力的学习要求跟学生低水平思维间的不匹配矛盾呢?本文就破解此问题在高三电离平衡复习课的课堂教学中做了以下尝试:
一、运用图像处理化学反应过程,培养和提高学生的科学素养和探究能力
【案例1】在复习溶液导电性问题时,进行了如下设计:
①课堂演示:1mol/L醋酸、盐酸、醋酸钠、硫酸亚铁、硫酸铜溶液的导电性实验。(装置相同)
现象:导电性:硫酸亚铁=硫酸铜>盐酸=醋酸钠>醋酸
学生讨论并回答导电性不同的原因。
结论:影响溶液导电性的因素:1.离子浓度2.离子所带电荷数3.溶液温度、电极间距
②学生思考:将0.1mol/L盐酸滴入0.1mol/LNaOH中,溶液的导电性将如何变化?
③教师点拨与引导分析:滴加盐酸过程中,溶液中的离子浓度如何变化?得出导电性I――V(酸)的图形。
④变式:若将盐酸换成同浓度的醋酸,图像又该怎样?
体会:此案例利用图像从定性和定量两方面描述反应过程中溶液导电性的变化,不仅能提供给学生处理问题的过程、方法,还贯穿着化学思想和方法的教育,培养了学生思考问题的能力和解决问题的严谨态度、科学方法,对化学概念和规律的描述有采用文字、解析式和图像三种等价但抽象水平不同的描述方法。其中图像是用化学理论推导或实验中得出来的,是数与形相结合的产物。对化学过程和实验现象的描述具有直观、形象和简洁的特点。很显然,运用图像来呈现和构建知识体系,更符合学生“以形象思维为主逐渐向抽象思维为主过渡”的特点。
二、利用图像类比优化学生的认知结构,提高学生思维的品质和能力
人类最早表达思维的方式并不是语言式的文字,而是图画。图形能将多种因素之间的复杂关系用简单的线条直观地展示出来,能将数学公式或抽象理论转换为清晰的化学图像。
图像类比充分利用人的非语言处理系统,以表象形式促使学习者进行类比推理,图像类比含有解释功能,不仅避免了冗长的文字叙述,而以直观简明的特点,传递复杂、抽象的科学概念,对学习过程有正确的帮助。在教学中使用图像类比,有助于提高教师活动的质量和学生的学习成效。
【案例2】在复习强弱电解质的本质差异的教学时,进行如下设计:
1.问题:同物质的量浓度的盐酸和醋酸如何鉴别。学生讨论并回答。
教师汇总学生的结论并总结解题思路及鉴别方法。
解题思路:相同点:浓度相同。
不同点:氢离子浓度不同、总的离子浓度不同、阴离子种类不同。
鉴别方法:①根据总的离子浓度不同,可用测溶液的导电性
②根据氢离子浓度:可用测PH及加碳酸氢钠、碳酸钠、镁、锌等看气泡快慢。
③根据阴离子不同:(醋酸根的检验不做要求)
2.演示:0.1mol NaHCO3固体分别与100mL1mol/L的盐酸、醋酸混合。
要求学生从开始反应的速率大小、哪个反应先停止、最终气球的大小三方面来描述实验现象。
实验现象:开始反应速率盐酸快,盐酸反应先停止,最终气球一样大。
然后要学生解释现象,再根据现象画出产生的V(CO2)与反应时间t的关系图。得出图A。
变式一:画出产生CO2的速率与反应时间的v-t图。(学生动手),师生一起得出图B。
变式二:将0.1mol NaHCO3固体与pH=2的盐酸、醋酸混合(酸过量),则产生的CO2体积与反应时间的V-t图像又该怎样?学生画图。师生一起得出图C。反应速率v-t图呢?得出图D。
变式三:将pH=3的盐酸、稀醋酸分别加水稀释,此时溶液pH将如何变化?画出所加水的体积V与溶液的pH的变化关系图。得出下面图像:
体会:课堂是向未知方向挺近的旅程,随时都有可能发现意外的通道和美丽的图景,而不是一切必须遵循固定路线而没有激情的行程,高三复习教学应注意知识的生成,生成是知识建构的一种方式,在生成的理念下,学习不是被动的接受知识,而是独立选择、重组、加工,重新构建新的知识结构过程。
在教学实践中,我们把有关化学规律的文字表达和图像表达,通过图像类比进行了有机整合,如“案例2”所示,促进学生抽象思维水平的提高和学习能力的提升,较好的解决了化学知识构建高能力要求跟学生抽象思维发展低水平间的矛盾。
三、运用化学图像表述化学原理,提高学生综合运用知识解决问题的能力
【案例3】在复习电离平衡的影响因素的教学时,进行如下设计:
1.除了加水,还有哪些措施能促进醋酸的电离?①降温;②去H+;③去CH3COO-
2.例题:某温度下,1.01mol/L的醋酸的pH=2,求电离度α及该温度下的电离常数Ka=?
(1)若平衡后加NaOH固体,忽略溶液温度和体积变化,各粒子浓度及Ka如何变化?
(2)若重新平衡时pH=3,求此时c(CH3COOH)、c(CH3COO-)的值。
(3)画图:加NaOH时,pH由2到3的过程中,pH、c(CH3COOH)、c(CH3COO-)三者变化的关系图。
追问:①倘若再加NaOH呢?pH、c(CH3COOH)、c(CH3COO-)三者又如何变化?
②当c(CH3COOH)=c(CH3COO-)时,此时pH=?
师生一起完成加NaOH使溶液pH由2变为3、4、6过程中,pH、醋酸根、醋酸三者浓度变化的关系图。
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