例谈渐变思维在物理教学中的渗透

1、例谈渐变思维在物理教学中的渗透顾惠君无锡市东林中学摘要：事物的发展都将经历量变到质变的过程，这也是物理现象的普遍规律，所谓的 “量变”对应的就是一个渐变的过程，学生利用渐变的思维来分析物理过程，有助于他们探究物理规律，处理物理问题，教师在教注屮要注意渐变思维在教 学中的渗透，从而提升学生的思维品质。关键词：初中物理;渐变思维;教学举例;初中物理教学要关注学生思维方法和物理思维的培养，下面就以“渐变”思维 为例，介绍一下笔者在教学屮的思考和体会。一、渐变和突变要将某种科学思维渗透到教学中，教师首先要明确这种思维在物理研究中有着 怎样的体现，能够发挥怎样的作用。渐变和突变是物理现象发展的两个基本形

2、式, 前者体现为变化的连续性，比如人体身高的增长情况、气候温度的调整、时间的 推移等等，后者则体现出不连续的特点，比如不同原子质量的大小、原子能级的 分立、粒子带电量的变化。一般来讲，渐变和突变应该是两条永不相交的平行线，是各不相容的变化情形， 其实二者却存在着相互辩证的关系。我们可以尝试分析以下问题:我们将一桶水 向另外一个空桶屮不断倾倒，该过程屮的水流是不发生间断的，我们可以确认 原本的那只空桶储水量在不断增加，但是其质量是在连续增加吗？你可能会给岀两个截然矛盾的答案：（1）质量在连续变化，因为水流是稳定而 连续的，因此当水桶中水量在增加时，自然有结论:质量连续增大；（2）质量的 变化不连

3、续，因为水是由分子组成的，即便水分子一个个地倒进了桶里，桶里 而水质量的增大也是不连续的。上述两个貌似矛盾的答案其实有着统一性:在微观世界中，微观粒子的小份额变 动是不能忽略的;但是当微观粒子的数量增大到一个较大的数量级时，微观问题 也就变成了宏观问题，这时一个粒子的变化，或是成千上万粒子的变化都可以 忽略不计，其所表现的宏观特点就是连续的。所以，在微观世界中变化往往是不连续的，是量子化的，但是宏观世界所涉及 到的变化都是连续的。初屮物理主要研究的是宏观问题，所涉及到的物理量也是 以宏观量为主，因此教师在教学过程中要渗透相关物理量变化规律中的“渐 变”思维，由此训练学生相应的科学方法和处理思想

4、。二、对“渐变”思维进行渗透教学的举例1“渐变”思维在凸透镜成像规律探索中的应用探究凸透镜的成像规律是初屮物理的一大难点，这一块内容的探究性本身就很 强，我们也是强调让学生在科学探究中体验规律的形成过程，以期提升学生对 规律的理解，但是很多学生往往是管中窥豹，其认识很难实现融会贯通，以致 于在演示过程中，他们觉得相关规律一目了然，但是回头在处理问题时却乂全 都发生遗忘。于是笔者将实验和图象进行结合，以渐变的思维来帮助学生搭建规 律：当物体从无穷远处向着透镜逐渐靠拢时，其成像将越来越大，而且成像位置 也越来越远。当物体到达焦点处时，则所成像就达到无穷大，成像也将岀现在无穷远处，实 际上这时就看不

5、到像了 ；当物体在焦点以内朝着焦点逐渐靠拢时，虚像也就越来 越大，而口成像位置也将越来越远，到焦点处吋的结论与之前的连续变化吻合。 如此这般，物距不同时的成像特点就像一个电影片断以渐变的形式呈现在学生 的脑海中，这样的处理将学生原本琐碎的知识拼凑起来，使得整个画面更加连 贯和谐。为了增强渐变思维的教学效果，我们也可以通过课件的形式将这一场景动态地 呈现在学生眼前，让学生形成一种身临其境的感觉，从而将生涩而枯燥的成像 规律以生动而活动的影像呈现在学生的记忆中，这就是渐变思维生动性的体现。2“渐变”思维在过程分析中的应用渐变也就是哲学层面的量变，当渐变达到一定程度时，就必然引起质变，这反 映在物理

6、过程中也就体现为突变。突变因为其独特的地位而容易为学牛所识別并 加以掌握，所以在研究问题吋，我们可以指导学生以突变为立足点，从而让学 生进一步探求事物演变的过程，也就是渐变过程。如图1所示，将滑动变阻器的滑片由最左端滑到最右端时a、b两点z间的总电 阻将怎样变化？要采用渐变思维来处理这一问题，首先就要找到最为特殊的那个位置:当滑片位 于滑动变阻器的最左侧或最右侧时，其总电阻为0;当滑片位于中段时，其电阻 不为0。我们再联系渐变思维的一项基本认识发展和变化都应该是连续的,由此不难得到结论:滑动变阻器在移动滑片的过程中，电阻先变大后变小。初中生的思维普遍有这样的特点:依赖形象思维，抽象能力尚有不足

7、，思维体系 性和严密性尚有欠缺。在物理教学中我们也发现，如果让学生用一个复杂的理论 或抽象的概念来研究和分析物理问题，他们会产牛严重不适应的感觉。而渐变思 维的感性体验与学生粗糙的思维特质实现吻合，从而显示岀较强的亲和力。教学 实践表明，这种亲和力将主宰学生整个初屮阶段的物理思维发展过程，所以我 们在教学中积极渗透这一思维特点有着非常重要的现实意义。物理探究的任务就是揭示事物背后的一般化规律，而渐变作为物理现象最为普 遍的变化形式，更应该能够为学牛的研究和讨论提供思维上的启发。例如电阻大 小与导体长度之间的关系、液体压强与深度的关系等等，教师在类似的问题探究 过程屮，要引导学生体会渐变思维在其屮的应用。当然，教师述必须让学生明确渐变作为宏观事物变化的基本写照，是对相关变 化的定性描述，所以在具体性和精确性等方面上存在一定的局限。但是随着学生 认知的不断发展，学牛定量处理的方法将更加娴熟，他们也将更能体会出渐变 思维使用