高中生解決物理實際問題的困難分析及教學(xué)對策

趙玉晴

在許多物理教師看來，高考對實際問題的考察越來越簡單，但實際上對學(xué)生來說卻存在著新的困難。問題在于傳統(tǒng)的物理教學(xué)使學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣于簡化了的物理對象及物理模型，習(xí)慣于抽象的邏輯推理及數(shù)學(xué)運算，因而遇到實際問題就束手無策。針對這種現(xiàn)象，就需要在教學(xué)方法上加強(qiáng)物理圖像情景的教學(xué)，和指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)方法、提高學(xué)生解決問題的應(yīng)用能力。

一、高中生解決物理實際問題的主要困難

實際生活問題的解決過程包含這樣的流程：從實際問題中提取信息、排除次要因素，確立理想化的研究對象和物理場景，應(yīng)用所學(xué)的物理知識，尋找物理對象在變化過程中滿足的定量和定性的規(guī)律，直至解決問題。

在大多數(shù)情況下，傳統(tǒng)物理教學(xué)及有關(guān)問題的訓(xùn)練，往往直接給出簡化后的物理對象或物理圖景，因而在問題的處理上，學(xué)生缺乏對物理對象和物理場景做理想化處理的方法和能力。例如，學(xué)生習(xí)慣于解決細(xì)線懸掛小球的擺動問題，而對小孩蕩秋千卻一籌莫展；學(xué)生習(xí)慣于解決小球過頂?shù)膱A周運動問題，而對汽車過拱橋的問題卻束手無策，主要困難在于以下兩點。

1．學(xué)生缺乏準(zhǔn)確的物理模型。在實際問題的眾多對象中，思維容易受到問題表象的干擾，很難抓住對象本質(zhì)特征，因而難以從實際問題中抽象出物理圖景和物理模型，形成認(rèn)識上的思維障礙。

2．學(xué)生缺乏程序化的思維訓(xùn)練。由于現(xiàn)行教材、教科書中應(yīng)用性的生活事例很少，學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識時，缺少該環(huán)節(jié)的思維訓(xùn)練，在應(yīng)用上，學(xué)生仍然習(xí)慣于傳統(tǒng)的認(rèn)識經(jīng)驗和思維習(xí)慣。久而久之，就認(rèn)為物理是代代公式的數(shù)學(xué)運算而已，淡化了物理思維的訓(xùn)練，形成方法上的思維障礙。

因此，在今后的物理教學(xué)中必須重視圖像圖景的教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用能力的培養(yǎng)，提高解決實際問題的能力。

二、重視圖像圖景教學(xué)的策略

不同的信息對大腦中不同的部位產(chǎn)生不同的刺激作用，如，文字信息傳向左半腦，引起抽象思維，形成概念，完成數(shù)字計算和演繹；而具體的形象圖形和圖像信息將傳向右半腦，引起形象思維，形成空間概念。只有在教學(xué)過程中文字信息和圖形信息交替?zhèn)鬟f到大腦的左半部和右半部，使大腦皮層的興奮中心和抑制部分在左、右半腦交替出現(xiàn)并相互補(bǔ)充，思維品質(zhì)才能得到極大的提高，并保持持久的興奮。應(yīng)用能力的培養(yǎng)，要通過圖像圖景的教學(xué)建立由實際情景——理論模型——新實際情景的有機(jī)聯(lián)系。加強(qiáng)抽象的物理規(guī)律與形象的實際情景的緊密聯(lián)系。

1．充分展示知識發(fā)生發(fā)展的過程，幫助學(xué)生建立準(zhǔn)確的物理模型。傳統(tǒng)的物理教材安排的教學(xué)內(nèi)容都是已經(jīng)選擇、壓縮而具典型化和簡約化，具更高的抽象性。若是照本宣科，學(xué)生很難理解所學(xué)內(nèi)容，而若能充分利用圖形圖片、電視錄像、多媒體課件等手段再現(xiàn)知識發(fā)生發(fā)展的變化過程，用圖文并茂的方式向?qū)W生提供信息，降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，并將物理學(xué)研究問題的方法和物理思想寓于情景的建立和分析過程中，就能促進(jìn)學(xué)生開展分析問題的思維活動，自然地“悟”出其中的道理和規(guī)律，使學(xué)生掌握分析物理過程、建立正確物理情景和模型的方法，建立準(zhǔn)確的物理模型。例如，在講解單擺模型時，展示伽利略觀察油燈等時擺動的圖片或動畫，再現(xiàn)模型建立的思維過程。讓學(xué)生身臨其境，感知分析物理過程的方法，建立準(zhǔn)確的單擺模型。

2．重視解決實際問題的思維程序訓(xùn)練和學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)。學(xué)生遇到問題時的困難還表現(xiàn)為思緒的混亂、缺乏思維的程序化。因此，在教學(xué)中更要重視思維程序的建立和訓(xùn)練，解決實際問題的思維程序大體可分六步，即審題→文字信息→抽象出物理對象和物理情景→尋找問題所滿足的定量和定性的規(guī)律→建立模型→求解。第一步，從實際問題中提取與問題有關(guān)的文字信息，并用相應(yīng)的圖形或符號表示，使復(fù)雜的變化過程代碼化。第二步，確定物理對象，建立物理情景，運用示意圖幫助理解題意，尋找變化規(guī)律，建立各物理量的聯(lián)系。邊審題、邊畫圖，并一一把條件和問題用字母符號注在圖上，使問題能在腦中形成完整的表象，不至于因忘記條件或問題而中斷解題過程的思維去重新審題，同時，示意圖能使解答問題所必須的條件同時呈現(xiàn)在視野內(nèi)，圖像成為思維的載體，視圖凝思實際上是視覺思維參與了解題的過程。最后，建立模型關(guān)系，立式求解。

蘇霍姆林斯基說過“教會學(xué)生把應(yīng)用題‘畫’出來，其用意就在于保證由具體思維向抽象思維的過渡。”實際上在第二步，由文字到示意圖的思維跨度非常大，有時學(xué)生問問題時，教師可能會無意中畫出示意圖，而此時學(xué)生的問題已經(jīng)得到解決，關(guān)鍵就在于學(xué)生不會畫圖。因此，在教學(xué)方法和學(xué)生學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)上，應(yīng)加強(qiáng)圖像圖景的教學(xué)。一方面在平時教學(xué)中，要重視教學(xué)中示意圖畫法的訓(xùn)練。教會學(xué)生如何通過審題，畫示意圖，逐步消除思維障礙，這一過程教師不得包辦代替學(xué)生的思維過程。另一方面在學(xué)生的學(xué)習(xí)練習(xí)過程中，重視畫圖習(xí)慣的培養(yǎng)。例如從高一開始，可把練習(xí)本的左側(cè)折出三分之一，專門用作畫圖區(qū)，把圖像作為建立關(guān)系、立方程的依據(jù)。畫圖習(xí)慣的培養(yǎng)需要一個過程，從嚴(yán)要求，形成習(xí)慣。同時，重視課本插圖的觀察和思考，要注意指導(dǎo)學(xué)生如何畫圖、看圖，建立文字和圖像的聯(lián)系。養(yǎng)成讀圖釋義、審題畫圖的習(xí)慣，最終能從靜態(tài)圖中聯(lián)想到動態(tài)變化的過程，由動態(tài)圖中能看到瞬時的狀態(tài)圖景。不斷訓(xùn)練學(xué)生的物理形象思維和抽象思維，建立正確物理模型，是提高學(xué)生解決實際問題能力的有效教學(xué)策略。

當(dāng)然，高中學(xué)生解決物理實際問題的困難是多方面的，但只要重視圖像圖景的教學(xué)和畫圖習(xí)慣的培養(yǎng)，加強(qiáng)應(yīng)用性知識的教學(xué)，建立與實際生活的緊密聯(lián)系，不斷培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)良的物理思維品質(zhì)，物理教學(xué)就會越來越生動，就一定會使更多的學(xué)生愛學(xué)物理，喜歡學(xué)物理，以至更會學(xué)物理。