淺談物理習(xí)題課教學(xué)中學(xué)生發(fā)散思維能力的培養(yǎng)

王惠芳

[摘 要]新課程改革要求，在具體教學(xué)中要著力培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，要逐漸提高學(xué)生的發(fā)散性思維能力，文章結(jié)合高中物理習(xí)題課教學(xué)，從三個方面介紹了學(xué)生發(fā)散性思維能力的培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]習(xí)題課教學(xué) 發(fā)散思維 一題多解 一題多變 一因多果

[中圖分類號] G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 16746058（2015）230050

物理教育作為學(xué)校教育的重要內(nèi)容之一，對學(xué)生創(chuàng)造思維能力的形成與發(fā)展有重要的作用。作為物理教師，在物理課堂教學(xué)中有意識地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思性維能力，不僅是必要的，而且是切實(shí)可行的。

物理習(xí)題課教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分之一，通過習(xí)題課教學(xué)，一方面可以鞏固和加深學(xué)生對已經(jīng)學(xué)習(xí)過的物理知識的理解；另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力、邏輯思維能力、發(fā)散思維能力、分析問題和解決實(shí)際問題的能力等。在物理習(xí)題課教學(xué)中，通過“一題多解”、“一題多變”、“一因多果”、“一果多因”的變化，既可以使學(xué)生所掌握的知識大量增值，又可開拓思路，促進(jìn)學(xué)生頭腦中知識的活化，同時又可以遏止單向定勢思維的影響，因此，在物理課堂教學(xué)中，經(jīng)常提供一些能夠用多種方法求解的、能夠不斷變化的、沒有固定或唯一答案的發(fā)散性問題，誘導(dǎo)學(xué)生多途徑、多方向思考問題和解決問題，培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維能力。下面就談?wù)劚救嗽谶@方面的嘗試。

一、通過“一題多解”培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力

【例1】 一輛公共汽車進(jìn)站后開始剎車，做勻減速直線運(yùn)動。剎車后的第1s內(nèi)和第2s內(nèi)的位移依次為9m和7m。則剎車后6s內(nèi)的位移是（ ）。

A.20m B.24m C.25m D.75m

此題的關(guān)鍵是想辦法求出汽車的初速度和加速度。

解法一：由位移公式求解。

設(shè)汽車開始剎車時的速度為v0，加速度為a，則：

第1s內(nèi)汽車的位移x1=v0t+12at2

前2s汽車的位移x2=v0（2t）+12a（2t）2

代入x1=9m x2=16m t=1s解得

v0=10m/s，a=-2m/s2

汽車減速停下所用的時間t1=5s。

∴汽車實(shí)際運(yùn)動的時間為5s。

則6s內(nèi)汽車發(fā)生的位移x=v0t1+12at21=25m，選項C正確。

或者x=|v20/2a|=25m。

解法二：巧用平均速度求解。

由速度公式得：

1s末汽車的速度v1=v0+at

2s末汽車的速度v2=v0+a（2t）

由平均速度公式得：

x1=v0+v12×t=

v0+v0+at2×t

x2=v0+v22×2t

=v0+v0+2at2×2t

同樣代入x1=9m x2=16m t=1s解得

v0=10m/s，a=-2m/s2

通過這種一題多解的訓(xùn)練，讓學(xué)生對同一問題從多個不同的角度進(jìn)行思考，運(yùn)用不同的已知條件的組合，形成解決問題的多種渠道，不僅對所學(xué)知識進(jìn)行了一次全面的復(fù)習(xí)，而且對提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力有極大的幫助。

二、通過“一題多變”培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力

【例2】 質(zhì)量為m的物體沿傾角為θ的光滑斜面下滑時，物體的加速度是多大？

解：以物體為研究對象，由牛頓第二定律得：

mgsinθ=ma 則a=gsinθ

變化一：若斜面不光滑，且物體和斜面的動摩擦因數(shù)為μ，物體下滑的加速度又是多大？

同理得：mgsinθ-μmgcosθ=ma

a=gsinθ-μgcosθ

變化二：若給物體一初速度，讓物體沿光滑斜面上滑，加速度是多大？

物體所受合外力仍為mgsinθ，所以a=gsinθ。

變化三：若給物體一初速度，讓物體沿粗糙斜面往上滑，且物體和斜面的動摩擦因數(shù)為μ，物體下滑的加速度是多大？

由牛頓第二定律得：mgsinθ+μmgcosθ=ma

∴a=gsinθ+μgcosθ

變化四：若加一平行斜面的拉力F，拉著物體沿斜面往上滑，物體的加速度是多大？

由牛頓第二定律得：F-（mgsinθ+μmgcosθ）=ma

∴a=F-（mgsinθ+πmgcosθ）m

變化五：在變化四中，若拉力F的方向改為水平方向，情況又如何？

由牛頓第二定律得：Fcosθ-mgsinθ-f=ma

而f=μ（mgcosθ+Fsinθ）

∴a=Fcosθ-mgsinθ-μ（mgcosθ+Fsinθ）m

通過這種由易到難，由簡單到復(fù)雜的變化，不僅可以使學(xué)生深刻理解牛頓第二定律的內(nèi)涵，而且可以培養(yǎng)學(xué)生具體問題具體分析的能力，克服思維定勢的影響。

三、通過“一因多果”，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力

【例3】 設(shè)地球的質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為ω，地球表面重力加速度為g，萬有引力常量為G，同步衛(wèi)星離地面的距離為h，則同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度為（ ）。

A.v=ω（R+h）

B.v=GM（R+h）

C.v=3GMω

D.v=RgR+1

分析：萬有引力提供了同步衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的向心力，此力決定了同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度。由于向心加速度有不同的表達(dá)式，衛(wèi)星圍繞地球做圓周運(yùn)動的線速度也有多個不同的表達(dá)式。緊緊抓住萬有引力提供向心力這一關(guān)鍵，可以列出不同的表達(dá)式：

F=mv2R+l

GMm（R+l）2=

mω2（R+l）

GMmR2=mg

（地球附近）

同時考慮到v=ω（R+h），可知A、B、C、D都正確。

通過從同一概念、規(guī)律出發(fā)，向著不同的方向探求，得到了v的不同數(shù)學(xué)表達(dá)式。用多種表達(dá)式描述一個物理量，往往會遺漏一些正確答案。通過這種訓(xùn)練，可以避免因考慮不全面而造成的失誤。

四、通過“一果多因”的揭示，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力

【例4】 如右圖所示，一電子以初速度v沿與金屬板平行的方向飛入MN極板間，若突然發(fā)現(xiàn)電子向M板偏轉(zhuǎn)，則可能是（ ）。

A.電鍵S閉合瞬間

B.電鍵S由閉合到斷開瞬間

C.電鍵S是閉合的，變阻器滑片P向左迅速滑動

D.電鍵S是閉合的，變阻器滑片P向右迅速滑動

分析：由于電子向M板偏轉(zhuǎn)，可知M板帶了正電，與M相連的線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，由楞次定律可知，穿過與M相連的線圈的磁通量增加，電路中電流增大，故答案A、C正確。

通過尋求產(chǎn)生某一結(jié)果的原因，可以讓學(xué)生充分挖掘物理規(guī)律的內(nèi)涵，加深對所學(xué)知識的理解，有助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。

總之，通過物理習(xí)題課教學(xué)中的“一”與“多”的轉(zhuǎn)化，教會學(xué)生變換思維角度，進(jìn)行多方向、多途徑思考，使大腦中儲存的大量知識充分調(diào)動起來，使得多個知識點(diǎn)能在具體問題中互相溝通與綜合，從不同角度、不同側(cè)面，運(yùn)用不同的物理概念、規(guī)律探索解決問題的各種途徑，使學(xué)生的思維得到極大的訓(xùn)練。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

喬際平.物理創(chuàng)造思維能力的培養(yǎng)[M].北京：首都師范大學(xué)出版社，1998.

（責(zé)任編輯 易志毅）