緊扣學生問題進行物理思維方法的教育嘗試

林文海

摘 要：物理思維教育是教學的核心。通過教學實踐得出教學設(shè)疑所引起的學生思維活動起點不能太高，教學所引起的思維活動的目標指向必須明確，學生的思維障礙往往來自于思維活動的邏輯推理不嚴密，教學要力圖使思維活動得到的判斷可信四個思維教學的體會。

關(guān)鍵詞：思維教育；思維起點；思維指向；思維邏輯；思維判斷

學生在老師講課時聽得懂，但當他們回家自己做題時，卻往往感到無從下手，這是學生對物理概念、物理規(guī)律理解不透徹所造成的。怎樣讓學生深刻地理解概念和規(guī)律？筆者力求在教學中引起學生的思維，有了幾點體會，提出來與同行討論。

一、教學設(shè)疑所引起的學生思維活動起點不能太高

學生思維起點活動的不能太高就是教師所設(shè)計的問題必須貼近學生，能夠引起學生思維。解決問題的關(guān)鍵在于思維起點的選擇，如果教學過程的思維起點選擇得合理、準確，問題的解決就能變得得心應(yīng)手。

比如，對于鉛球在空中運動過程中所受力的問題，教師問：“推出去的鉛球，在空中受到幾個力的作用？”學生經(jīng)常不假思索地回答：“受到三個力的作用，推力、重力、空氣阻力的作用！”受到重力、空氣阻力，這是正確的，但受到推力卻是有問題的。學生錯誤的原因是沒有把力的概念弄清楚，理解得不透徹。這時候，教學應(yīng)該有這樣的進程：

師：讓我們一起來回顧力的概念：力是什么？

生：力是物體對物體的作用。

師：力是物體對物體的作用，說明有受力物體一定有施力物體。推力的受力物體是鉛球，施力物體是什么？

生：手。

師：是手嗎？

生：……

師：請大家從力的概念和彈力產(chǎn)生的條件進行討論。

生：推力是手和鉛球直接接觸而產(chǎn)生的，鉛球一旦離開人的手，沒有了接觸，這個推力也就不存在了！

這樣的教學進程，能夠讓學生進行討論。思維的產(chǎn)生，第一，需要有相應(yīng)的知識塊，這里就是力的概念和彈力產(chǎn)生的條件；第二，要在知識塊和問題之間產(chǎn)生聯(lián)系，這兩點就是思維的起點。教學中只有通過引導(dǎo)建立起學生的思維起點，才能引起學生的思維，問題才能得到順利、正確的解決。上面例子中，學生通過討論是能夠產(chǎn)生這個聯(lián)系過程的。

二、教學所引起的思維活動的目標指向必須明確

我曾經(jīng)布置這樣一道問答題：“手握瓶在空中靜止不動，握得越緊，手對瓶的摩擦力就越大，這句話對嗎？”很多學生從“正壓力越大，摩擦力就越大”推出這句話是對的。這是學生錯誤的思維目標指向所造成的。為了使學生的目標指向正確，就有了以下教學過程：

師：請問瓶受到幾個力的作用？分別是什么力？

生：兩個力。一個是豎直向下的重力，另一個是豎直向上的摩擦力。

師：如果手握瓶越緊，手對瓶的摩擦力就越大是正確的，但當摩擦力大于重力的時候，會出現(xiàn)什么情況？

生A：瓶會向上運動。

生B：不對！瓶不可能向上運動。

生C：摩擦力與握力無關(guān)。

師：我們所學的摩擦力有兩種，一種是滑動摩擦力，另一種是靜摩擦力。為什么用“正壓力越大，摩擦力就越大”來判斷會產(chǎn)生錯誤？這就是思維的目標指向錯誤造成的。如果我們用力的平衡條件來判斷摩擦力的大小，又會如何？這時我們首先要知道瓶子此時受幾個力的作用。

生：瓶受到四個力的作用！重力、靜摩擦力、一個向右的壓力，一個向左的壓力。

師：這些力是怎么樣的平衡關(guān)系？

生：瓶在空中靜止，向右的壓力和向左的壓力二力平衡，靜摩擦力和重力二力平衡，靜摩擦力的大小就等于重力的大小。因為重力不變，所以，即使手握得再緊，摩擦力也不會增大。

教學過程說明，思維的目標指向是非常重要的，許多時候，學生的錯誤往往來自于目標指向不正確，這時就需要教師的正確引導(dǎo)。教學中需要進一步總結(jié)的是，注意物理概念和物理規(guī)律的適用條件是使思維目標指向不至于發(fā)生偏離的重要條件。

思維的終極目標指向肯定是問題的解決。解題時，常常要把目標和題目中的信息、已知條件、物理概念和規(guī)律緊密聯(lián)系起來，從中找到解決問題的路徑。一旦目標被抓住，思維方向就更明確、更具體，解題過程中的推理就更有針對性。這種方法就是以解題目標為思維基礎(chǔ)，通過解題目標的分析及各階段性目標逐步推進，使思維越來越明確，解決問題的難度也就會相應(yīng)降低。

三、學生的思維障礙往往來自于思維活動的邏輯推理不嚴密

題目：額定電壓相同的小燈泡L1、L2串聯(lián)在電路中。閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)燈L1較亮，燈L2較暗。比較通過兩燈的電流和額定功率，則I1 I2，P1 P2。（均選填“>”、“<”、“=”）

學生解題錯誤思維：學生一看到題目中一盞燈亮，一盞燈暗，大腦的第一感覺就是，燈亮電流大，功率大，燈暗電流小，功率小，這是學生很習慣的一種定式思維，這種思維活動的問題就是邏輯推理不嚴密造成的。嚴密的邏輯推理體現(xiàn)了學生的一種學習能力和綜合素質(zhì)，針對學生的錯誤，我進行了下面的教學過程。

師：電燈的亮暗程度，是取決于電燈的實際功率還是額定功率？

生：實際功率。

師：實際功率與電阻之間的關(guān)系如何？

生：電流相同的時候電阻越大，功率越大，電壓相同的時候電阻越大，功率越小。

生：題目給出了這兩盞燈是串聯(lián)的，所以I1=I2。

師：題目給出了它們的額定電壓相同，現(xiàn)在要判斷哪一個電燈的額定功率更大，就是要比較哪一個電燈電阻大。

生：燈L1較亮，說明實際功率大，根據(jù)公式P=I2R可知，實際功率大的，電阻大，又根據(jù)公式R=燈泡的額定電壓相同，電阻大的，額定功率小，所以P1

嚴密的物理思維活動需要學生對概念和規(guī)律有較好的理解，這就需要我們在教學中更多地還原概念和規(guī)律的建立過程，弄清楚它們的內(nèi)涵和外延，注意規(guī)律的適用條件。要使邏輯推理不出現(xiàn)偏差，必須有合理假設(shè)、適當而且科學的轉(zhuǎn)化、問題模型的建立和正確的數(shù)學演算，這個過程就是習題在思維訓練中的作用。物理課的學習過程，實際上就是觀察、思維、應(yīng)用的過程，學生學習時若不能真正把握知識的內(nèi)涵、知識間的聯(lián)系及其區(qū)別，在運用物理知識進行物理思維時，就會產(chǎn)生一些思維障礙，出現(xiàn)各種各樣的錯誤，如，亂套公式、張冠李戴、思維混亂等現(xiàn)象，從而影響學生正確應(yīng)用物理知識解決實際問題。

四、教學要力圖使思維活動得到的判斷可信

例如，在教學慣性問題時，教師提出了這樣一個問題：在公交車上，你向上跳，會回到哪里？在地面上，因為地球自西向東自轉(zhuǎn)，你不停地往上跳，可不可以從中國跳到美國？很顯然，“不停地往上跳，可以從中國跳到美國”的判斷是錯誤的。教學過程讓學生對這些問題充分地發(fā)表了自己的意見，經(jīng)過討論得出結(jié)果，不僅可以提高學生利用慣性知識分析生活問題的能力，而且學生也為學會用物理知識來解釋生活中的問題而感到有成就感！更重要的是，可以讓學生對于思維判斷必須具有可信度有較好的理解。

又如，在教學壓力和壓強時，教師可向?qū)W生分析“氣功碎石”的表演。一個人把大石頭壓在身上，用鐵錘打石頭，石塊斷，人無恙。問：這個人是否有氣功？如果真有氣功的話，主要表現(xiàn)在哪里？能把大石頭拿掉，直接用鐵錘打肚子嗎？對這個問題，也需要學生對這些問題充分討論，然后展示自己的觀點，這樣不僅可以幫助學生增長對壓力和壓強問題的分析能力，鍛煉思維，同時，學生也為學了物理知識能夠解釋氣功而高興，充分體現(xiàn)物理知識的有用和有趣。

實際教學中，學生對物理事實的直覺判斷通常發(fā)生在兩種情形下，一種是在基本未對物理事實展開物理思維之前，另一種是在物理思維進行中遇到較大的困難之時。直覺判斷對于學習物理是有很大阻礙的，但是學生自發(fā)地，甚至在一定程度上習慣使用直覺來做出判斷，是一種難于回避的事實。因此，教學中要經(jīng)常提醒學生，正確的物理思維取決于對概念規(guī)律的理解，要自己多讀課本，研究課文內(nèi)容，最好從字縫里面讀出字和句來；同時教師要經(jīng)常引導(dǎo)學生對于概念和規(guī)律的仔細研讀，以此提高自己的思維能力。當物理思維進行中遇到較大的困難時，要進行合理的假設(shè)和適當?shù)霓D(zhuǎn)化。假設(shè)是物理解題中的一種常用的思維方法，有些問題直接由條件難以找到解題的突破口，此時可通過合理的假設(shè)推出結(jié)論與已知條件相矛盾，然后進行適當?shù)卣{(diào)整，得出問題的結(jié)論。轉(zhuǎn)化作為物理解題思維的重要策略，有其獨特的作用。解題過程的實質(zhì)通常就是對問題進行一連串的轉(zhuǎn)化，進而達到求解的探索過程。

參考文獻：

[1]閻金鐸、田世昆、胡衛(wèi)平.物理思維論[M].南寧：廣西教育出版社，1996.

[2]喬際平，續(xù)佩君.物理教育學.江西教育出版社，1992.

（作者單位 福建省龍巖市新羅區(qū)蘇坂學校）

編輯 張珍珍