高中物理習題課教學中如何進行科學思維培養(yǎng)

李延龍

摘 要：高中物理習題課教學中要層層遞進，讓學生建立思維的“坡度”;要多角度的發(fā)散類比，擴展學生思維的“廣度”;要科學技巧地挖掘學生的思維“深度”;要引導學生從多角度思考問題，鼓勵創(chuàng)新解題，提升學生的科學思維“高度”。

關鍵詞：科學思維培養(yǎng);坡度;廣度;深度;高度

高中物理習題課教學主要分為直接教學和共同學習兩部分。直接教學是以教師為主體，按照教學計劃引導學生完成教學任務。共同學習是以學生為中心，教師引導，師生互動，學生之間討論互助完成教學任務。

習題課教學要創(chuàng)設更多的機會讓學生動腦、動口、動手，提出問題應給學生留下充分的思維空間，讓它們在主動探索和討論中使問題有效解決。針對不同的教學內容、任務和目標可選擇“分析討論”“講練結合”“討論歸納”“板演評議”等方法進行。

思維指的是人的思考方式，首先它是包含諸如歸納、演繹、分類、推理等各種心理活動的過程，同時，思維也是一個對真實事物和事件進行抽象反映（通過語言和數學），并運用這些抽象反映來揭示事物和事件本質規(guī)律的過程，它是一種在合理推論或判斷基礎上進行分析批判并得出結論的能力。物理是高中各學科中最抽象的學科，它對學生的思維品質有很高要求。思維質量的優(yōu)劣決定學生能力高低，因此，教師在習題課中一定要加強對學生科學思維的培養(yǎng)。

在習題課教學中，教師應如何對學生進行科學思維培養(yǎng)呢？

首先，習題的設計要層層遞進，讓學生建立思維的“坡度”。

例如，在“帶電粒子在電場中偏轉”這節(jié)習題課中，設計這樣一道習題。

一平行板電容器長為l，兩板間距離為d，兩板加有u的電壓且上板電勢高。一質量為m電量為q的帶電粒子以速度v0垂直電場線由兩板中央進入電場（不計粒子重力）。

問題（1）：粒子在電場中做何種運動，速度變化有何特點？

問題（2）：如帶電粒子穿過平行板電容器，則其運動時間為多少？如帶電粒子打在極板上，其運動時間又為多少？

問題（3）：如帶電粒子穿過平行板電容器，在電場方向發(fā)生的位移為多少？偏轉角多大？

問題（4）：如帶電粒子穿過平行板電容器，其電勢能變化多少？

問題（5）：以帶電粒子進入電場為0時刻寫出其穿過平行板電容器的過程中動能隨時間變化關系式。

問題（6）：如帶電粒子初速增為原來的2倍，求其離開電場時的動能。

設計的這一系列問題由易到難，由簡到繁，層層推進，環(huán)環(huán)相扣，給學生建立思維的坡度，有利于促進學生思維的發(fā)展，并養(yǎng)成良好解決問題的思維習慣。

其次，習題的設計要多角度的發(fā)散類比，擴展學生思維的“廣度”。思維發(fā)散主要包括縱向發(fā)散和橫向發(fā)散，類比是指在共同物理模型基礎上進行知識的遷移。

這樣設計習題，能夠一題多變，思維發(fā)散，對比歸納，思維求異，進一步提升學生思維的靈活性和變通性，真正的改善學生的科學思維品質。

第三，習題的設計要有科學技巧性，從反面挖掘學生的思維“深度”。建構主義學習觀認為，學生的錯誤不可能單獨依靠正面的示范和反復的練習得以糾正，必須有一個“自我否定”的過程，這樣，科學思維才有深度。

例題，經檢測汽車甲的制動性能：以標準速度20m/s在平直公路上行駛時，制動后40s停下來?，F(xiàn)甲在平直公路上以20m/s的速度行駛發(fā)現(xiàn)前方180m處有一貨車乙以6m/s的速度同向勻速行駛，甲車司機立即制動，是否會發(fā)生撞車事故？

某同學解答如下：

解：當甲車停止時發(fā)生位移 X1=v1t/2=400m

乙車發(fā)生位移 X2=v2t=240m

X1-X2<180m 所以兩車能夠相撞

請問這位同學解答是否正確？

本題這樣設計，讓學生自己去尋找錯誤的原因，在批判的基礎上進行反思，使學生的思維更加豐富，當然也就更加深刻。

第四，習題教學要引導學生從多角度思考問題，鼓勵創(chuàng)新解題，提升學生的科學思維“高度”。創(chuàng)新性思維是指一個人在已有經驗和一般思維邏輯規(guī)律的基礎上，用一種靈活新穎的思維方式來解決問題、探索求知的思維活動，是思維的高級層次。在習題教學中，教師要有意識突破常規(guī)，巧妙設題，引導學生求新求異，激活新思維。

例如，我們這樣來設計“測電源的電動勢和內電阻”的實驗設計習題課題目，逐步擴展，層層深入，思維創(chuàng)新。

1.基本方法常規(guī)思路

設計題目：用下列器材測電源的電動勢和內阻。 被測電源（電動勢約3V ），電壓表（0～3V， 0～6V），電流表（0～0.6A ，0～3A），滑動變阻器（0～20Ω），開關，導線若干， 畫出實驗電路及主要步驟

2.巧用定值電阻，電路創(chuàng)新

擴展題目：測量電源的電動勢E及內阻r（E約為4.5V，r約為1.5Ω）。器材：量程3V的理想電壓表，量程0.5A的電流表（具有一定內阻），固定電阻R=4Ω，滑線變阻器R，電（下轉第81頁）（上接第39頁）鍵K，導線若干。

①畫出實驗電路原理圖。圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標出。

②實驗中，當電流表讀數為I1時，電壓表讀數為U1;當電流表讀數為I2時，電壓表讀數為U2。則可以求出E=______，r=_____。（用I1，I2，U1，U2及R表示）

3.電表改裝，測量儀器創(chuàng)新

創(chuàng)新題目：利用伏安法測量干電池的電動勢和內阻，現(xiàn)有的器材為：干電池：電動勢約為1.5V，電壓表：量程1V，內阻998.3Ω，電流表：量程1A，變阻箱：最大阻值99999.9Ω，滑動變阻器：0～20Ω，單刀單擲開關1個，導線若干。設計測量電源電動勢和內阻的電路并將它畫在指定的方框內，要求在圖中標出電壓表、電流表的接線柱的正負。

設計性試驗，考查的是學生創(chuàng)新型的理念和靈活機智的科學思維，在平日的教學中必須刻意的培養(yǎng)，積極地引導，才會有好的效果。

總之，在習題課教學中，要綜合考慮習題的內容、難度和教學方式，注重策略的連續(xù)性，在實現(xiàn)目標過程中形成合力，最大限度的提高教育效果。同時，在教學方式上，應倡導學生積極主動參與、親身體驗的教學方式，注重學生科學思維的培養(yǎng)，最終使學生養(yǎng)成正確和嚴謹的科學思維觀。