在物理解題教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維

摘要：創(chuàng)造性思維是人類思維的最高形式，是人類創(chuàng)造性活動(dòng)的核心成分，也是面向未來(lái)的現(xiàn)代學(xué)校素質(zhì)教育中應(yīng)努力培養(yǎng)的思維。本文以幾個(gè)典型題目為例，討論如何在解題教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

關(guān)鍵詞：物理；解題；創(chuàng)造性思維

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148(2007)12(S)-0016-3

創(chuàng)造性思維是指以新異、獨(dú)創(chuàng)的方式解決問(wèn)題的思維。學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)想出了某種新方法，就是大量運(yùn)用創(chuàng)造性思維的結(jié)果。創(chuàng)造性思維是人類思維的最高形式，是人類創(chuàng)造性活動(dòng)的核心成分，也是面向未來(lái)的現(xiàn)代學(xué)校素質(zhì)教育中應(yīng)努力培養(yǎng)的思維。

解題是物理教學(xué)中的一個(gè)基本形式。一般學(xué)生都比較重視，但學(xué)生對(duì)題目往往不加選擇，拿來(lái)就做，而不善于探索解題思路，不善于總結(jié)解題規(guī)律。因此，在解題教學(xué)中，教師若能從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，經(jīng)常有意識(shí)地向?qū)W生提出一些比較新穎的、典型的題目，并引導(dǎo)他們?nèi)ヌ剿鹘忸}思路，對(duì)鍛煉學(xué)生創(chuàng)造性思維、提高能力十分有益。下面談?wù)劚救嗽诮忸}教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的作法與體會(huì)。

1 聯(lián)系實(shí)際多思考

物理起源于生活，來(lái)自于實(shí)踐。這不僅體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)上，在題目中也蘊(yùn)含著許多聯(lián)系實(shí)際的知識(shí)點(diǎn)。教師若能選一些妙題在平時(shí)多注意啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際思考問(wèn)題、進(jìn)行各種妙趣橫生的探索，不但可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能使學(xué)生的思維縱橫馳騁，創(chuàng)造力得到發(fā)揮。

例1 一質(zhì)量均勻不可伸長(zhǎng)的繩索，重為G，將A、B兩端固定在天花板上，如圖1所示，現(xiàn)在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩拉至D點(diǎn)，在此過(guò)程中，繩子的重心位置將升高還是降低?重力對(duì)物體做正功還是負(fù)功?

答案 升高；負(fù)功。

說(shuō)明 此題的關(guān)鍵是繩子的重心上升。但這一點(diǎn)如何得出對(duì)很多學(xué)生來(lái)說(shuō)想不到，想不出。如果聯(lián)系一下實(shí)際，“水往低處流”這句話正反映了“物體在自然狀態(tài)下平衡，它的重心位置最低”。若我們的學(xué)生能及時(shí)聯(lián)系生活，就能克服這個(gè)思維阻滯點(diǎn)，之后整個(gè)思維就似行云流水了。

2 理解定理多應(yīng)用

從已知的物理概念、物理定律出發(fā)，對(duì)某一特定的現(xiàn)象或事物或過(guò)程進(jìn)行演繹、推理，通過(guò)理論的方法發(fā)現(xiàn)的物理規(guī)律或新的推論叫物理定理，如動(dòng)能定理。有些同學(xué)對(duì)定理的理解較膚淺，只會(huì)背，不會(huì)用，就是缺少了使用定理解題方便、準(zhǔn)確、快捷的好的感受。中學(xué)物理的一些“難題”，不外是一些綜合性強(qiáng)、比較抽象或情景過(guò)程較多的題目，對(duì)這類題目，教師若能逐步剖析，給學(xué)生以啟發(fā)誘導(dǎo)，加以總結(jié)歸納并適時(shí)進(jìn)行方法類比，則難題即可成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的好材料。

例2 一列質(zhì)量為M的列車在平直軌道上勻速行駛，某時(shí)刻尾部一節(jié)質(zhì)量為m的車廂脫鉤，當(dāng)列車駕駛員發(fā)覺(jué)并立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，列車自脫鉤起已行駛了距離L。設(shè)在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前機(jī)車的牽引力不變，車所受阻力和車重成正比，則列車的這兩部分在停穩(wěn)后相距為多少?

解法1 利用動(dòng)能定理

設(shè)阻力與車重成正比的比例系數(shù)為k、脫鉤后車廂m行駛了距離sm、列車(M-m)行駛了距離s(M-m)。由脫鉤前列車勻速行駛可得出牽引力與阻力大小相等：

F=kMg。

脫鉤后：車廂m只受到阻力kmg做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止。

列車(M-m)受到的阻力為k(M-m)g，發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有關(guān)閉時(shí)，還受到牽引力F，故先行駛的L距離內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉后，只受阻力做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止。

根據(jù)動(dòng)能定理：

說(shuō)明：此題很多學(xué)生會(huì)應(yīng)用牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)來(lái)解，但是運(yùn)算步驟多、計(jì)算量大。相比之下，用動(dòng)能定理做可以省去很多過(guò)程，需要的思維量少，運(yùn)算簡(jiǎn)單，正確率高。故能直接運(yùn)用定理來(lái)解的題要盡量用動(dòng)能定理解。

3 巧用方法練思維

物理題目中很多問(wèn)題會(huì)運(yùn)用同一方法或技巧，如等效法、轉(zhuǎn)化法等。解一類或不同類型的題目，能培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)、歸納、綜合的能力。教師在解題教學(xué)時(shí)讓學(xué)生自己來(lái)總結(jié)解題規(guī)律，不但能收到舉一反三、觸類旁通之效，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力起著重要作用，以下重點(diǎn)介紹一種思維方法：過(guò)程比較法。

所謂過(guò)程比較法就是比較兩個(gè)相似物理過(guò)程，抓住兩個(gè)過(guò)程中不變的因素或規(guī)律，利用物理規(guī)律進(jìn)行列式解題的一種方法。它往往能收到意想不到的效果，是一種創(chuàng)造性思維方式。有時(shí)為了解題可假設(shè)一個(gè)相似的物理過(guò)程來(lái)幫助理解題意并列式。下面我們?cè)賮?lái)用用過(guò)程比較法研究一下例題2。

解法2 用過(guò)程比較法

先分析兩物理過(guò)程中不變的規(guī)律。

先假設(shè)司機(jī)在脫鉤時(shí)立即發(fā)現(xiàn)并撤去牽引力F，那么F就不做功，其結(jié)果是機(jī)車頭和車箱必定停在同一位置，間距為零；機(jī)車的總動(dòng)能全部在損失在開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停下位置過(guò)程中克服阻力做功上。

當(dāng)司機(jī)在脫鉤后機(jī)車多走L才發(fā)現(xiàn)并撤去牽引力時(shí)，這時(shí)F做功的效果是使機(jī)車頭多克服阻力做功，使機(jī)車頭比車廂多前進(jìn)了一定距離s（M-m)-sm。

例3 當(dāng)重物的質(zhì)量超過(guò)某桿秤的量程時(shí)，一位同學(xué)用相同的另一秤砣與原秤砣系在一起，用雙秤砣法來(lái)稱物的質(zhì)量，用此法稱7kg重物時(shí)，秤上示數(shù)為3kg，則用此雙秤砣稱5kg重的物體時(shí)，秤上讀數(shù)為多少kg?

解 用過(guò)程比較法，先分析兩物理過(guò)程中不變的規(guī)律。

先假設(shè)不考慮桿秤的重心的力矩，那么用雙秤砣法來(lái)稱7kg重物時(shí)，秤上示數(shù)應(yīng)該是原來(lái)的一半即3．5kg，而現(xiàn)在秤上示數(shù)只有3kg，顯然這0．5kg的差值是由于桿秤的重心的力矩所造成的。當(dāng)用此雙秤砣秤5kg重的物體時(shí)，由于桿秤的重心的力矩不變，故所造成的影響不變。它的影響仍然是使讀數(shù)比正確值大0．5kg，這就是這兩個(gè)物理過(guò)程中不變的因素。

所以，此時(shí)秤上讀數(shù)為原來(lái)的一半少0.5kg即2．5-0．5=2kg。

例4 如圖2所示，質(zhì)量均為m的小球A、B、C用兩條長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線相連，置于高為h的光滑水平桌面上，(L＞h)，A球剛好跨過(guò)桌邊。若A、B球落地后均不反彈，則

1)A球落地時(shí)C球的速度為多大?

2)C球最后離開(kāi)桌邊時(shí)的速度是多大?

解 先分析第一個(gè)A球下落中能的轉(zhuǎn)化和分配規(guī)律。

A球下落過(guò)程中A、B、C三個(gè)小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A球重力勢(shì)能的減少mgh，此能量等于A、B、C三個(gè)小球動(dòng)能的總增加量。由于動(dòng)能和質(zhì)量成正比，每個(gè)小球的質(zhì)量又相同，每個(gè)球增加的動(dòng)能相同，所以，C球動(dòng)能的增加等于A球重力勢(shì)能的減少的13。

同樣的道理，在A球著地后，B球繼續(xù)下落中BC兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，B球重力勢(shì)能減少的還是mgh，此能量用來(lái)增加B、C二個(gè)小球的動(dòng)能，由于動(dòng)能和質(zhì)量成正比，每個(gè)小球的質(zhì)量又相同，每個(gè)球增加的動(dòng)能相同。所以，C球動(dòng)能的增加等于B球重力勢(shì)能的減少的12。

由以上例題的分析可見(jiàn)：形式不同，分散在各處的許多題目，從表面上看，差別甚大，但經(jīng)過(guò)觀察、分析，用過(guò)程比較的思想方法，能使解題過(guò)程簡(jiǎn)捷、方法巧妙。思想方法的使用就是對(duì)創(chuàng)造性思維的鍛煉。

總之，如能在解題教學(xué)中堅(jiān)持引導(dǎo)學(xué)生探索、總結(jié)解題思路，不僅可以不斷提高學(xué)生的解題能力，積累豐富的經(jīng)驗(yàn)，還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造才能。

參考文獻(xiàn)：

［1］盧家楣.心理學(xué)和教育.上海教育出版社

［2］戴麗萍.高中數(shù)學(xué)教學(xué)研究論文選.華東理工大學(xué)出版社

(欄目編輯 趙保鋼)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。