多向性思維視野中的高中物理力學(xué)教學(xué)

秦大明

摘 要：每個(gè)學(xué)科都有其自身的基本知識(shí)體系和技能要求，而相應(yīng)思維能力的訓(xùn)練則是重要的不可缺少因素。思維是基于學(xué)生對(duì)該學(xué)科基本知識(shí)的理解，引導(dǎo)學(xué)生能夠?qū)⒁恍┕铝⒌?、零碎的知識(shí)和具體的物理問題相關(guān)聯(lián)，其本質(zhì)是訓(xùn)練學(xué)生識(shí)別并駕馭物理知識(shí)、靈活運(yùn)用物理知識(shí)解決問題和理解基本規(guī)律的能力。

關(guān)鍵詞：多向性思維;高中物理;力學(xué)教學(xué)

在實(shí)施和擴(kuò)大教育教學(xué)改革中，高中物理教師需要將物理學(xué)科知識(shí)與物理學(xué)習(xí)思維有效地相結(jié)合，以不斷改變和完善教育模式和物理模型，從而提高教學(xué)效率和質(zhì)量。實(shí)踐表明，多向性思維在物理學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用能有效地提高了課堂教學(xué)的高效性。物理學(xué)習(xí)要以理性思維為中心，教師要善于發(fā)現(xiàn)問題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)提出問題，通過師生共同探討，讓學(xué)生能從多角度思考問題、解決問題，最終使學(xué)生樂于思考、善于思考。

1.多向性思維的含義

多向思維是從不同的角度、不同的方向、不同的層次進(jìn)行多方面的思維判斷，從而形成解決問題的多種思路、多種方法、多種方案，進(jìn)而為決策選擇打下良好的基礎(chǔ)。在從一種腦力勞動(dòng)轉(zhuǎn)向另一種腦力勞動(dòng)的過程中，這種思維多向性尤為重要。與外科手術(shù)在性能上有類似之處，這種多向性思維出現(xiàn)在各種解決方案中，并以解決常見方案的能力加以體現(xiàn)，顯示了重新配置某些知識(shí)和操作的多種可能性。

2.多向性思維的高中物理力學(xué)教學(xué)方法

2.1牛頓第二定律加運(yùn)動(dòng)學(xué)方程

牛頓第二定律是力和運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)關(guān)系，在解決在恒定的空間和時(shí)間中發(fā)生的機(jī)械運(yùn)動(dòng)問題時(shí)，僅僅運(yùn)用力的瞬時(shí)作用顯然還不夠。因此，通常將力的瞬時(shí)效應(yīng)與運(yùn)動(dòng)學(xué)方程結(jié)合起來使用。這時(shí)，加速度便成為聯(lián)系運(yùn)動(dòng)與力的橋梁和紐帶。

2.2從動(dòng)量入手解決問題

在動(dòng)量不守恒的情況下，使用動(dòng)量定理，這一定理的研究對(duì)象是一個(gè)物體;在動(dòng)量守恒的情況下，使用動(dòng)量守恒定律，其研究對(duì)象是一個(gè)系統(tǒng)。動(dòng)量守恒定律在系統(tǒng)∑F=0時(shí)，通過對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)物體分別使用動(dòng)量定理可以推導(dǎo)出來。因此，動(dòng)量不守恒是一般情況，而動(dòng)量守恒則是特殊情況，有比較嚴(yán)格的限制條件。

2.3從能量入手解決問題

機(jī)械能不守恒時(shí)，可以使用動(dòng)能定理研究問題，它的研究對(duì)象是一個(gè)物體;機(jī)械能守恒時(shí)，使用機(jī)械能守恒定律，它的研究對(duì)象是一個(gè)系統(tǒng)。該定律可以在系統(tǒng)內(nèi)∑W=W重+w彈+……的條件上，使用動(dòng)能定理推導(dǎo)出來的。總的來說，機(jī)械能不守恒是一般情況，而機(jī)械能守恒是具有嚴(yán)格限制條件的特殊情況。

特別要注意，能量守恒定律具有廣泛的用途。在牛頓運(yùn)動(dòng)定律不再有效的微觀領(lǐng)域中，能量守恒定律仍然有效。解決“動(dòng)力學(xué)問題”時(shí)，三種基本方法中的每一種都應(yīng)預(yù)見到，因此，抓住了解決動(dòng)力學(xué)問題的三種基本方法，也就抓住了高中物理學(xué)習(xí)的主要思維結(jié)構(gòu)。在高中物理問題中，牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)理論中的力局限于恒力，而動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律既適用于直線運(yùn)動(dòng)，又適用于曲線運(yùn)動(dòng)或有往返的運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)于從能量角度解決問題可以非常靈活。

解決動(dòng)力學(xué)問題的三種基本方法也被稱為三件金鑰匙，可用于解決任何一個(gè)動(dòng)力學(xué)問題。無論動(dòng)力學(xué)問題有多復(fù)雜，實(shí)質(zhì)上都可以將其視為三種基本方法的排列或組合。

以下通過一個(gè)具體實(shí)例加以說明。

例題、在水面以上H米的高度有一個(gè)小球，小球的質(zhì)量為m千克，密度為ρ（小于水的密度ρ’）。如果小球從當(dāng)前高度自由下落，那么小球可以到達(dá)水中的最大深度h=？（水的阻力忽略不計(jì)）

以上多向性思維訓(xùn)練過程中，需要注意以下幾點(diǎn)：首先，要開拓學(xué)生的思維，不要試圖只依靠牛頓第二定律。后兩種方法可以從牛頓運(yùn)動(dòng)定律中得出，但是它們只分析運(yùn)動(dòng)開始和結(jié)束位置，而不必考慮復(fù)雜且通常很繁雜的中間過程，解決問題時(shí)很有優(yōu)勢(shì)。其次，如果循著某一條思路無法走得通時(shí)，則要善于選擇嘗試其他兩種方法是否有效。第三，在所有方法都適用的情況下，可以通過計(jì)算來得到哪種方法最簡(jiǎn)單，這就對(duì)學(xué)生有了更高的要求。通過教學(xué)可以促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的積累、聯(lián)系、組織、檢索變得有條理，使學(xué)生形成物理解題觀點(diǎn)，從能解題向解決問題過渡。只有這樣，解題時(shí)才能形成有向思維和有序思維，而不是無目的的胡思亂想，從而實(shí)現(xiàn)跳出題海的目的，最終達(dá)到開發(fā)智力、提高能力的目標(biāo)。

3.結(jié)語(yǔ)

教師應(yīng)著重于幫助學(xué)生理解學(xué)科的整體結(jié)構(gòu)，從而選擇更好的教學(xué)方法，并了解各部分知識(shí)在每本教科書中特定的位置。多向性思維訓(xùn)練一定要以扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能為前提，否則就會(huì)變成“空中樓閣”和“海市蜃樓”，就像立足于“沙灘”上的結(jié)構(gòu)框架一樣難以形成，本身也就成了“無水之源、無本之本”。

參考文獻(xiàn)

[1]劉君.新課程背景下高中物理生活化教學(xué)研究與實(shí)踐[D].東北師范高中2017

[2]陳基.創(chuàng)設(shè)高中物理教學(xué)情景的研究與實(shí)踐[D].西北師范高中2016