如何通過高中物理解題培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

◎ 肖 劍

《高中物理課程標準》指出教師要引導(dǎo)學(xué)生認真審題,總結(jié)思路,掌握方法,提高思維能力,在探究中達到靈活應(yīng)用知識的目標。教師通過解題的方式來引導(dǎo)學(xué)生會促進學(xué)生參與到思考過程中,主動探究,挖掘知識間的聯(lián)系,通過思考的方式了解知識規(guī)律,建構(gòu)知識框架,形成對知識的客觀性認識。學(xué)生通過主動思考試題會活躍思維,在探究中挖掘潛能,充分發(fā)揮主觀能動性,實現(xiàn)思維能力的提高。

一、逐步探究,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力

學(xué)生是物理解題的主體。在高中物理解題中,教師要指導(dǎo)學(xué)生通過認真審題尋找關(guān)鍵信息,探究已知量,分析各個量之間的關(guān)系,通過邏輯思考的方式來推理判斷。教師要鼓勵學(xué)生在解題過程中運用邏輯思維,通過主動推理和判斷的方式尋找已知信息,并探究各個數(shù)據(jù)量之間存在的關(guān)系,之后進行邏輯驗證,提高學(xué)生的邏輯思維能力。例如教師提供試題:用質(zhì)量為1kg 的模型火箭點火,50g燃燒的氣體從火箭口迅速噴出,速度為600m/s.燃氣噴出的瞬間,火箭的動量是多少? 學(xué)生在分析問題時需要考慮系統(tǒng)動量守恒規(guī)律。在探究中學(xué)生會認識到燃氣噴出時火箭會產(chǎn)生動量,假設(shè)它的動量是為p,學(xué)生會列出公式p-mv0=0,解得p=mv0=0.05kg×600m/s=30kgm/s.通過學(xué)生一步步地分析和思考,學(xué)生解題過程中通過邏輯思考和推理判斷的方式來形成解題思路。面對每一道題教師都要鼓勵學(xué)生通過邏輯思考的方式來分析和探究,尋找解題的方法,探究解題的思路,總結(jié)解題策略,提高學(xué)生的思維能力。

二、畫圖分析,培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力

很多學(xué)生都感覺物理知識的抽象性非常強,很多知識很難理解,學(xué)生難以把握其中的規(guī)律和知識要點。因為物理知識的抽象性,學(xué)生難以用具體的語言或具體的數(shù)據(jù)來概括,增加了學(xué)生理解物理知識的難度。教師可以鼓勵學(xué)生采用畫圖的方式來分析,借助圖形的幫助來理解物理知識,提高理解能力。學(xué)生通過閱讀試題和題目中的信息并不能直接理解題目。面對這種抽象性比較強的試題,畫圖是解決問題比較直接、形象的方法。學(xué)生在圖像的幫助下會更好地理解題目要求,并且借助圖形把抽象性的知識直觀化表現(xiàn)出來,使學(xué)生形成形象認識。例如在三角形ABC上,AB為斜面并且光滑,傾斜角θ為30°,AC=h,C點固定有電荷量為Q的正點電荷?，F(xiàn)在把一個質(zhì)量為m的帶正電物塊從A點釋放,在物塊下滑過程中,只有一次不離開斜面,重力加速度大小為g,靜電力常量為k,求物塊恰好不離開斜面時到點A的距離s,以及物塊所帶的電荷量q。為了方便學(xué)生答題,教師可以鼓勵學(xué)生畫圖,把題目中的已知信息表示在圖片上,通過畫圖的方式來更好地了解題目信息。如圖所示,學(xué)生畫出上圖,在對圖形的分析中,學(xué)生會作CD⊥AB交于D點,結(jié)合圖片分析。學(xué)生會想到物塊不離開斜面時只有一點,假設(shè)當物塊到達D點時恰好不離開斜面,此時物塊與斜面之間恰好沒有彈力。有了圖形的幫助,學(xué)會結(jié)合已知的計合知識就會得到s=hsinθ,獲得答案。有了圖像的幫助,學(xué)生會更好地理清各種數(shù)據(jù)的關(guān)系,促進學(xué)生形象思維的形成,快速而準確地解答問題。

三、總結(jié)模板,培養(yǎng)學(xué)生聚合思維能力

物理解題中,當學(xué)生解答某一種類型試題多了之后,就會了解這類試題考查的內(nèi)容和考查方式,總結(jié)出有效的答題模板,在模板中運用相應(yīng)的物理原理和物理方法,提高學(xué)生對知識的掌握能力。學(xué)生在大腦中形成解題模板是將所需的物理知識融合起來的結(jié)果,對學(xué)生的聚合思維有很高的要求。

例如:甲、乙兩船在靜水中航行速度為v1和v2,現(xiàn)在它們同時從同一地點出發(fā)。已知甲船渡河想要用最短時間,乙船渡河想以最短航程,結(jié)果它們同時到達對岸相同的地點。問甲、乙兩船渡河所用時間之比等于多少? 通過對試題的分析和探究,學(xué)生會看到試題為運動的合成與分解的典型問題之一——小船過河問題。面對這類問題,學(xué)生會主動總結(jié),思考題目中給出的信息,認識到:首先是船頭指向是分速度方向,不是船的航向。其次要以最短時間過河,船頭必須只想對岸。最后要認識到最短位移有兩種情況:一種是如果v船>v水,當船頭方向與上游夾角θ滿足v船cosθ>v水時,合速度垂直河岸,渡河位移最短,等于河的寬度d。另外一種就是如果v船

四、一題多解,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

物理解題中教師要鼓勵學(xué)生從不同角度來探究其中的等量關(guān)系、物理現(xiàn)象和物理規(guī)律。學(xué)生從不同的角度分析和探究,有利于學(xué)生運用不同的方法來分析問題,明確各種關(guān)系,快速而準確地答題。學(xué)生在探究中會進行發(fā)散思考,提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,促進學(xué)生找到不同的問題解決方式。例如試題:火車緊急剎車后經(jīng)7s停止,設(shè)火車勻減速直線運動,它在最后1s內(nèi)的位移是2m,則火車在剎車過程中通過的位移和開始剎車時的速度各是多少? 解題過程中,教師要鼓勵學(xué)生從不同角度探究問題,主動思考,尋找解決問題的答案。分析中學(xué)生會想道:

解法一:運用學(xué)習(xí)過的物理基本公式、平均速度,可以看到質(zhì)點在第7s內(nèi)的平均速度為:

則第6s末的速度:v6=4(m/s)結(jié)合這些知識可以求出加速度:a=(0-v6)/t=-4(m/s2)

求初速度:0=v0+at,v0=at=4X7=28(m/s)運用這些數(shù)據(jù),學(xué)生就可以計算出位移

解法二:在學(xué)生的深入分析和探究中,學(xué)生會運用逆向思維,從不同角度進行推論。通過思考和分析,學(xué)生會想到另外一種解題方法:

則7s內(nèi)的位移:sj=49s1=49X2=98(m)之后學(xué)生可以求出初速度:

學(xué)生從不同角度探究會促進學(xué)生用創(chuàng)新的方法解決問題,提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,實現(xiàn)學(xué)生思維品質(zhì)的提高。

總之,在物理解題中教師要鼓勵學(xué)生主動探究,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思考;鼓勵學(xué)生畫圖,培養(yǎng)學(xué)生的形象思維;總結(jié)答題模板,培養(yǎng)學(xué)生的聚合思維;同時關(guān)注一題多解,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。通過不同形式的訓(xùn)練和實踐,學(xué)生的思維會變得更加活躍,促進學(xué)生在體驗中感受思維探究的樂趣,提高學(xué)生的思維能力。