完善物理思維提高學(xué)生解題能力探賾

劉東全

摘 要：物理思維對學(xué)生解題能力的提高具有非常重要的作用，文章從高中物理思維型課堂教學(xué)的內(nèi)涵出發(fā)，分析培養(yǎng)學(xué)生物理思維能力時遇到的困境，并結(jié)合教學(xué)實際，研究教師如何在物理課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，最后給出一些用物理思維進行解題的實例，希望給諸多奮斗在教學(xué)一線的物理教師提供一些教學(xué)上的參考。

關(guān)鍵詞：物理思維；解題能力；能力培養(yǎng)；思維能力

中圖分類號：G421；G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008-3561（2018）16-0034-02

新課改對高中物理教學(xué)提出了更高的要求，要求注重培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。很多高中學(xué)生在學(xué)習(xí)物理課程時，總感覺有很大的難度，歸根到底是沒有形成物理思維。物理思維是物理學(xué)中的科學(xué)思維，是學(xué)生對客觀物理事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)部規(guī)律及物理事物間的聯(lián)系和相互關(guān)系的間接的、概括的和能動的反映。教師應(yīng)該在物理教學(xué)中注重構(gòu)建思維型課堂，從學(xué)生認(rèn)知事物的規(guī)律出發(fā)開展教學(xué)活動，要注重創(chuàng)設(shè)物理思維情境，拓寬物理思維渠道，提供物理思維空間，寬容物理思維缺陷，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，提高學(xué)生的解題能力。

一、高中物理思維型課堂教學(xué)的內(nèi)涵

思維是人腦的機能和對客觀存在的反映，是人腦接受、加工、存儲和輸出信息以指導(dǎo)人的行為的活動過程。思維屬于一種智力活動，所謂智力活動是指人結(jié)合自身先天遺傳的普通能力以及異于他人的特殊能力而進行的生活活動。每個人的智力活動都有一定的區(qū)別，而在觀察、實驗、記憶、思維、注意、想象等智力活動的諸多影響因素中，思維處于核心地位。學(xué)習(xí)和進行科學(xué)研究均離不開思維，思維活動涵蓋的范圍非常廣泛，包括問題的提出、概念的形成、數(shù)據(jù)的測量、實驗現(xiàn)象的觀察、結(jié)論的推導(dǎo)等活動，都是思維活動的范疇。一切學(xué)習(xí)與研究都以思維活動為基礎(chǔ)，因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)也是一種思維活動。

思維型課堂是以提升學(xué)生思維品質(zhì)為目的，促進學(xué)生學(xué)科思維發(fā)展的課堂。如果說知識性課堂是講知識，理解型課堂是講問題，那么思維性課堂主要是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自主地去分析問題、探究問題，評價問題解決的過程和結(jié)果，在解決問題的過程中發(fā)展思維能力。高中物理思維型課堂要求教師在物理課堂教學(xué)的各個環(huán)節(jié)進行思維活動情境的創(chuàng)設(shè)，注重開展對話教學(xué)、實驗教學(xué)，通過形象生動的課堂教學(xué)活動，激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力，讓學(xué)生學(xué)會用物理思維解決遇到的各種問題，以實現(xiàn)物理課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。高中物理思維型課堂對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力有一定要求，主要包括以下三個方面：一是能夠?qū)ξ锢砀拍詈臀锢硪?guī)律有比較深入的理解，具有一題多解、一題多問的能力；二是具有一定的自學(xué)能力，能夠在現(xiàn)有的學(xué)習(xí)方法上進行一定的創(chuàng)新，掌握一定的學(xué)習(xí)技巧；三是具有一定的合作學(xué)習(xí)能力。教師在物理思維型課堂教學(xué)中，要精心設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，注重對學(xué)生發(fā)散性思維的開發(fā)，使學(xué)生的批判性思維能力得到鍛煉和提高。物理思維型課堂的教學(xué)內(nèi)容要有思考的力度，設(shè)置的物理問題要具有認(rèn)知的寬度，思考的深度，利于學(xué)生理解物理學(xué)科的關(guān)鍵知識，利于學(xué)生運用探究方法進行深入學(xué)習(xí)。

二、培養(yǎng)學(xué)生物理思維時遇到的困境

1.學(xué)生沒有掌握正確的解題思路

大多數(shù)學(xué)生存在一個普遍的問題，即學(xué)習(xí)物理知識時只會死記硬背，缺乏合理的理解過程，沒有在學(xué)習(xí)過程中形成運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。這主要體現(xiàn)在物理問題的解答上，難以靈活地運用所學(xué)的物理知識，難以形成正確的解題思路。即便在課堂上已經(jīng)學(xué)習(xí)過相似例題的解題方法，遇到相似的問題時，也往往不會觸類旁通地對問題進行正確的解答。特別是一些情境分析題，極容易將思維比較僵化的學(xué)生引入解題的死胡同。

2.學(xué)生不會正確地分析問題

很多學(xué)生的分析能力較弱，對物理題設(shè)置的問題沒有辦法按照邏輯思維進行推導(dǎo)，往往運用和題目無關(guān)的知識點，摸不清問題的頭緒。因此，無法對物理問題進行正確的分析和解答。大多數(shù)學(xué)生的理解能力也不強，難以自如地用物理知識解決所遇到的問題。

三、在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生物理思維的策略

1.精心創(chuàng)設(shè)物理教學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

新課改對高中物理教學(xué)提出了更深層次的要求，強調(diào)進一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個方面培養(yǎng)學(xué)生，為學(xué)生終身發(fā)展、應(yīng)對現(xiàn)代社會和未來發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)。學(xué)生學(xué)習(xí)任何知識和技能都需要運用一定的方法，運用一定的方法解決問題都需要經(jīng)歷一個過程，在這個過程中學(xué)生總會伴隨著一定的情感和態(tài)度，因此，三維目標(biāo)是一個目標(biāo)的三個方面，而不是相互孤立的三個目標(biāo)。在物理課堂教學(xué)中，教師的教學(xué)活動必須緊緊圍繞教學(xué)目標(biāo)來設(shè)置，要精心創(chuàng)設(shè)物理教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的探究熱情，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。教師可以通過一定的探究性實驗來吸引學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生的思維隨時處于探究問題的興奮狀態(tài)。合理的問題情境不但可以吸引學(xué)生的注意力，而且可以激發(fā)學(xué)生對問題的探究興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探索和創(chuàng)造精神。學(xué)生通過對物理問題的探究，可以建構(gòu)一定的物理知識體系，找到適合自己的思維方法，而且通過探究性物理實驗，可以提高發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。例如，人教版高一物理教材中有彈簧的彈力與形變量的關(guān)系實驗。彈簧的形變現(xiàn)象是明顯和直觀的，教師操作這個實驗可以很好地創(chuàng)設(shè)物理教學(xué)情境。但為了追求更好的教學(xué)效果，教師可以只對實驗注意事項進行提示，而讓學(xué)生親自進行實驗操作。對于形變量的測量，有些學(xué)生提出“彈簧的自身重力對實驗會產(chǎn)生什么影響”的問題。這時，教師就可以發(fā)揮引導(dǎo)作用，啟發(fā)學(xué)生做豎直狀態(tài)、水平狀態(tài)兩種狀態(tài)下彈簧自然長度的對比實驗。通過兩種狀態(tài)下彈簧長度的測量，學(xué)生自主地解決提出的問題，物理思維能力得到進一步發(fā)展。這是一個典型的利用物理探究實驗創(chuàng)設(shè)物理情境的教學(xué)案例。

2.營造良好的課堂教學(xué)氛圍，引導(dǎo)學(xué)生拓寬知識視野

教學(xué)過程是師生共創(chuàng)共生的過程，教師必須改變以往的教學(xué)觀念，成為學(xué)生學(xué)習(xí)活動的組織者、引導(dǎo)者、合作者。要注重營造良好的課堂教學(xué)氛圍，避免一堂課由教師講到底，要盡量給學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)空間和思考空間，引導(dǎo)學(xué)生拓寬知識視野。在課堂教學(xué)中，學(xué)生是課堂的主體，教師起引導(dǎo)作用。學(xué)生的興趣是否能被激發(fā)，思維能否得到拓展，就看教師是否引導(dǎo)得當(dāng)。要通過有效的引導(dǎo)營造愉快的教學(xué)氛圍，使教學(xué)變得更加輕松，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性。愛因斯坦曾經(jīng)說過，提出一個問題比解決一個問題更為重要。因此，在物理課堂教學(xué)中，教師要善于提出一系列有探究價值的問題，引導(dǎo)學(xué)生對問題進行深入的思考和探究。為了解決這些問題，學(xué)生必須主動地學(xué)習(xí)教材內(nèi)容，積極思考與探究，而思考與探究的過程就是物理思維形成的過程。

3.注重培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑和猜想能力

新課標(biāo)對物理教學(xué)的基本要求之一就是要讓學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容提出質(zhì)疑，注重培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑和猜想能力。高中學(xué)生已經(jīng)具備一定的分析問題、解決問題的能力，而且通過學(xué)習(xí)掌握了一定的物理知識。因此，教師在物理教學(xué)過程中要積極引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從已知推導(dǎo)未知，獲取新知，要注重培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力，即使一些猜想是錯誤的也沒有關(guān)系。教師可以設(shè)置對猜想進行實驗論證的課程，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)猜想進行實驗論證，讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象力。例如，在學(xué)生對摩擦力進行論證的過程中，教師可以提出這樣的問題：“假設(shè)世界上不存在摩擦力，那么這個世界會是什么樣的？”學(xué)生可以針對教師提出的問題，開動腦筋，對問題進行探究和論證。

四、一些通過物理思維進行解題的實例

1.整體思維

整體思維又稱系統(tǒng)思維，它認(rèn)為整體是由各個局部按照一定的秩序組織起來的，要求以整體和全面的視角把握對象。整體思維法是以多個物體為研究對象，把不同部分看成一個整體，從而全局地把握物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律的解題方法。這種解題方法注重從整體上對物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律進行把握，可以將復(fù)雜的物理問題變繁為簡、變難為易。例如，如圖所示（圖略），水平地面上放置了質(zhì)量為M的三角形大木塊，質(zhì)量為m1 和m2的兩個小物體沿著大木塊勻速下滑，求大木塊受地面的摩擦力大小。解題過程：采用整體思維法，利用平衡條件即可得到正確答案。因為m1、m2 均在M上勻速下滑，m1、m2 和M均處于平衡狀態(tài)，整體所受合外力應(yīng)為零。整體在水平方向不受外力，故摩擦力大小為零。

2.逆向思維

逆向思維也叫求異思維，它是對司空見慣的似乎已成定論的事物或觀點反過來思考的一種思維方式。這種思維方式可以避免學(xué)生的思維僵化或者產(chǎn)生思維定式，能夠開闊學(xué)生的思路，讓學(xué)生的解題過程變得更加靈活，提高學(xué)生的解題能力。例如，有三塊平行疊放而且厚度相同的木板，一顆子彈垂直向這三塊木板射出，剛好能穿過第三塊木板。已知子彈在三塊木板受到的阻力相同，求子彈穿過三塊木板用的時間比t1：t2：t3。解答過程：子彈在木板中運動時所受阻力相同，故子彈穿過三塊木板的運動是勻減速運動。本題可以采用逆向思維進行解答，把子彈在木板中勻減速直線運動當(dāng)成反方向的初速度為零的勻加速直線運動來處理。根據(jù)初速度為零的勻加速直線運動通過連續(xù)相等位移的時間比，可得子彈穿過三塊木板的時間之比。從本題不難看出，這道題目的解答如果從正面思維出發(fā)，具有較大的解題難度，但是換一種角度，從逆向思維出發(fā)，就很容易地對問題進行解答。因此，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維，引導(dǎo)學(xué)生從問題的相反面深入地進行探索，獲得新的思路，使問題簡單化。

五、結(jié)語

綜上所述，教師在物理教學(xué)中除了要讓學(xué)生掌握基本的物理知識、技能與方法之外，更重要的是注重完善學(xué)生的物理思維，提高學(xué)生的解題能力，促使學(xué)生可持續(xù)發(fā)展。教師要在課堂教學(xué)中精心創(chuàng)設(shè)物理情境，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，營造良好的課堂教學(xué)氛圍，引導(dǎo)學(xué)生拓寬知識視野，注重培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑和猜想能力。要發(fā)揮自己的主導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生從物理事實出發(fā)進行抽象概括，拓展學(xué)生的多元化思維，引導(dǎo)學(xué)生對物理問題進行具體分析，讓學(xué)生學(xué)會從已知推導(dǎo)未知，并將多元化思維用于解題過程中。物理思維對物理的解題過程是非常重要的，教師要指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納知識并形成體系，引導(dǎo)學(xué)生靈活運用物理思維對物理問題進行解答，注重提高學(xué)生一題多解的能力，增強學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

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