學(xué)生的思維能力與高中物理教學(xué)策略

史艷龍

高中物理所要教授的內(nèi)容對學(xué)生思維能力的要求比較高，包括分析、概括、抽象、推理等。然而，由于很多原因，學(xué)生的思維能力往往很難達(dá)到理想狀態(tài)，這就要求教師根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)出的不同思維能力調(diào)整教學(xué)策略，以使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中逐步養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣與品質(zhì)，進(jìn)而促進(jìn)良好教學(xué)效果的生成?，F(xiàn)總結(jié)高中生思維特點(diǎn)如下，具體談?wù)勏鄳?yīng)現(xiàn)象的具體破解方法。

形象思維強(qiáng)，抽象思維弱——模型法

學(xué)生往往對直觀的、具體的、感性的或熟悉的知識比較容易接受和理解，而對不具體的、隱含的問題往往不能抓住本質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為可感知的過程去分析和討論。初中物理教學(xué)中的大多數(shù)內(nèi)容是看得見、摸得著的，基本建立在形象思維的基礎(chǔ)上。而進(jìn)入高中后，物理課程的內(nèi)容要求學(xué)生從形象思維向抽象思維領(lǐng)域過渡。高中物理知識有些將研究對象理想化，如質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、理想變壓器、理想氣體、彈簧振子、單擺、原子核式結(jié)構(gòu)等。有些將運(yùn)動過程模型化，如勻速直線運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動、勻變速曲線運(yùn)動、圓周運(yùn)動、簡諧運(yùn)動等。還有一些引入了生活中的實(shí)例和熱點(diǎn)問題，如連接體問題、子彈打木塊問題、滑塊—木板疊加體問題、簡諧運(yùn)動問題等，這些都要求學(xué)生具備較強(qiáng)的抽象思維能力。

針對這種狀況，教師可采用物理模型法進(jìn)行教學(xué)。對于一些相關(guān)條件、因素比較隱蔽的復(fù)雜物理問題，如果選用某種物理模型來研究，可建立起已知和未知的關(guān)系，使復(fù)雜的物理問題變得簡單，使學(xué)生對物理現(xiàn)象的本質(zhì)理解得更加深入，有助于學(xué)生抽象思維能力的形成和發(fā)展。比如追擊相遇問題，往往在追擊過程中會出現(xiàn)極值，此時(shí)應(yīng)該知道一個(gè)條件——速度相等，并找到兩個(gè)關(guān)系——時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系。而相遇問題要找的關(guān)鍵點(diǎn)就是兩個(gè)物體同時(shí)出現(xiàn)在空間的一個(gè)點(diǎn)。然后再利用物理分析法、極值法、圖像法等方法進(jìn)行分析和解決。常見的追擊模型有兩個(gè)：速度大者（減速）追速度小者（勻速）、速度小者（初速度為零的勻加速直線運(yùn)動）追速度大者（勻速）。

單一思維強(qiáng)，發(fā)散思維弱——類比法

學(xué)生在分析和解決問題時(shí)，往往順著固有習(xí)慣去思考過程，比如只會由因到果地分析問題，缺乏多方面探尋解決問題的途徑的能力。比如：已經(jīng)掌握了直線運(yùn)動中的追擊相遇問題，也能解決圓周運(yùn)動中時(shí)針、秒針經(jīng)過多長時(shí)間再次重合的問題，但是對天體運(yùn)動中的衛(wèi)星的追擊與相遇問題仍感覺陌生。

要使學(xué)生克服這種思維定式，類比教學(xué)法是個(gè)不錯(cuò)的選擇。類比法可以培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性，幫助學(xué)生創(chuàng)造性地解決一些比較陌生、甚至無法直接求解的問題。比如剛才提到的衛(wèi)星追擊相遇問題，如果類比生活中常見的操場上跑圈扣圈問題，學(xué)生便會豁然開朗——原來這和在直線運(yùn)動中同一軌道上的追擊相遇問題有相似的地方，即必須找出各相關(guān)物理量間的關(guān)系，直線運(yùn)動的追擊相遇要找位移差，而圓周運(yùn)動的追擊相遇應(yīng)該找角度差。又如電場強(qiáng)度、電勢能、電勢差、電勢都是用比值定義的物理量，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，但是學(xué)生習(xí)慣了從數(shù)學(xué)公式角度去分析，直觀感覺這些物理量與檢驗(yàn)電荷的電量是有關(guān)系的，此時(shí)如果教師將其類比初中的密度公式，反問學(xué)生“物體體積增加時(shí)，密度是否變化”，進(jìn)而告訴學(xué)生這些物理量是由自身性質(zhì)決定的，公式只是求解的一種方法而已，學(xué)生定會加深理解。又比如物體在斜面上的類平拋運(yùn)動、帶電粒子在電場中的類平拋運(yùn)動，其本質(zhì)都是勻變速曲線運(yùn)動，利用運(yùn)動的合成與分解知識求解，采用類比物體在重力作用下的平拋運(yùn)動分析，也能達(dá)到舉一反三的效果。

知識遷移能力弱，推理能力弱——等效法

推理分析是一種高級的思維能力，也是學(xué)好物理的重要能力。等效變換的教學(xué)方法有助于學(xué)生推理能力的提升，可在保證某一方面物理效果相同的前提下，將陌生、復(fù)雜的物理情境或過程轉(zhuǎn)變?yōu)槭煜?、簡單的情境或過程，從而達(dá)到簡化問題的目的。在高中物理中，重心、合力與分力、合運(yùn)動與分運(yùn)動、平均速度、總電阻與分電阻、熱功當(dāng)量等，都是根據(jù)等效概念引入的。如勻強(qiáng)電場與重力場構(gòu)成的復(fù)合場中物體速度變化問題，由于恒定電場與重力場在性質(zhì)上相似，運(yùn)用等效法將電場等效為重力場，聯(lián)想重力場中熟悉的模型，運(yùn)用相應(yīng)的規(guī)律，就會使電場問題得以簡化，大大降低分析推理的難度，使學(xué)生更容易接受。

學(xué)生思維能力的發(fā)展是滲透在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的。使學(xué)生的思維模式從直觀形象發(fā)展到抽象邏輯，甚至具有創(chuàng)造性，教師在其中充當(dāng)著重要的角色。教師在這個(gè)過程中要遵循由淺入深、由簡入繁、由低級到高級的順序逐步進(jìn)行，不可操之過急。