高中物理解題中科學(xué)思維方法的教學(xué)策略

申翰聰

摘要：物理是現(xiàn)代科學(xué)的重要組成部分，按照現(xiàn)代科學(xué)思維方法進(jìn)行高中物理解題思維的訓(xùn)練，不僅可以培養(yǎng)高中生科學(xué)精神，而且可以引導(dǎo)學(xué)生在解題過(guò)程中打破固有思維的限制，提高物理學(xué)科理論的實(shí)用性，把物理知識(shí)變?yōu)閷W(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量與效率的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：高中物理 解題思維 教學(xué)策略

本文主要在探究科學(xué)思維方法的基礎(chǔ)上，豐富高中物理學(xué)科的解題方法，引導(dǎo)學(xué)生在掌握物理規(guī)律的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理規(guī)律使用方法的創(chuàng)新突破，從而滿足高中生物理學(xué)習(xí)需求，提高學(xué)生有效應(yīng)對(duì)物理問題的能力。

一、科學(xué)思維方法的內(nèi)涵

（一）科學(xué)思維的特點(diǎn)

科學(xué)思維是研究科學(xué)問題的基本方法，是可以有效透過(guò)現(xiàn)象分析事物本質(zhì)的方法?？茖W(xué)思維方法主要有以下特征：首先，科學(xué)的思維方法是系統(tǒng)性的思維方法，可以全面考慮科學(xué)問題，形成層次結(jié)構(gòu)清晰，理論構(gòu)架完整，突破經(jīng)典學(xué)科限制，實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)廣泛聯(lián)系的思維方式?，F(xiàn)代科學(xué)思維更注重從簡(jiǎn)單思維向有著較高好系統(tǒng)性和控制性方向過(guò)渡，試圖運(yùn)用定量與定性分析方法詮釋事物。其次，科學(xué)思維方法有不確定性特征，尤其是在物理相對(duì)論、宇宙學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)上，科學(xué)思維更強(qiáng)調(diào)規(guī)律發(fā)生作用的條件，更愿意用不確定性的思維來(lái)打破固有理論限制，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性的思維。第三，現(xiàn)代科學(xué)思維有發(fā)展性，現(xiàn)代科學(xué)思維承認(rèn)分歧，同時(shí)注重運(yùn)用辯證的方法來(lái)證明分歧，同時(shí)強(qiáng)調(diào)運(yùn)用互補(bǔ)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)相互補(bǔ)充，例如，牛頓經(jīng)典力學(xué)與相對(duì)論的互補(bǔ)，從而為了更好的解決問題提供方案，全面提高解決問題的效率。

（二）高中物理解題必備意識(shí)

提高高中解題教學(xué)的效率，必須提高學(xué)生的科學(xué)思維意識(shí)，讓學(xué)生運(yùn)用有效的思路方法解題。首先，要求學(xué)生具備質(zhì)疑精神，能夠以客觀的態(tài)度進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?，促進(jìn)學(xué)生仔細(xì)觀察現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)解題態(tài)度，讓學(xué)生把物理理論知識(shí)帶到實(shí)踐中去，達(dá)到促進(jìn)學(xué)生理解物理問題實(shí)質(zhì)的目標(biāo)。其次，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是態(tài)度，把已知、概念、判斷、推理等聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)思想的貫通，不斷引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)物理解題有效性。第三，運(yùn)用例題培養(yǎng)學(xué)生探究意識(shí)，增強(qiáng)物理學(xué)習(xí)趣味性，把知識(shí)與趣味有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生感受實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的樂趣。第四，注重采用歸納總結(jié)的方法，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的整體剖析，實(shí)現(xiàn)部分與整體的有效整合，避免學(xué)生在解題的過(guò)程中犯同樣的錯(cuò)誤。第五，還要實(shí)現(xiàn)物理解題思維多樣性教學(xué)，注重引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多樣的手段解題，達(dá)到拓展學(xué)生解決物理問題思維、促進(jìn)學(xué)生高效解題的目標(biāo)。

二、培養(yǎng)學(xué)生物理解題思維的原則

（一）整體與隔離的原則

高中生在物理解題的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)運(yùn)用整體與部分的科學(xué)方法，既要在大背景下考慮物理問題，同時(shí)又要注意局部的細(xì)節(jié)，從而把物理量之間本質(zhì)聯(lián)系挖掘出來(lái)，并且把物理分析有效分解為幾部分，實(shí)現(xiàn)先整體后局部，以及從部分或整體中分析出隱含條件，實(shí)現(xiàn)有效解決問題的目標(biāo)。例如，在例題輕繩一端系一質(zhì)量為M的物體，另一端系在穿過(guò)橫桿AB的圓環(huán)上，用拉力F拉動(dòng)繩的某一點(diǎn)，使物體M緩慢上升而圓環(huán)保持不動(dòng)的情況下，拉力F、環(huán)與橫桿之間的摩擦力f和環(huán)對(duì)桿的壓力N的變化情況如何？教師主要引導(dǎo)學(xué)生考慮M在豎直情況下的受力，以及在運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況，然后在綜合考慮變化過(guò)程中摩擦力與拉力之間的關(guān)系，由此可以得到當(dāng)拉動(dòng)角度越大時(shí)拉力F變大，f也變大。

（二）歸類與轉(zhuǎn)化原則

高中物理解題的過(guò)程中實(shí)際上是運(yùn)用物理定律有效分析物理現(xiàn)象的過(guò)程。因此，只有建立起必要的物理解題模型，正確選擇物理問題解題的知識(shí)門類，才能達(dá)到幫助學(xué)生分類物理問題、明確物理問題屬性、提示學(xué)生解題技巧的目標(biāo)。學(xué)生只有善于歸類物理問題，才能找出有效的解題辦法。例如，在AB兩球質(zhì)量相同，用固定長(zhǎng)度細(xì)線連接，置于均勻電場(chǎng)當(dāng)中，小球帶正電，且電量分別為Q1、Q2將細(xì)線拉直并與電場(chǎng)方向平行，將兩小球從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，求兩小球之間的庫(kù)侖力。本題從表現(xiàn)看是電學(xué)問題，實(shí)際上可以轉(zhuǎn)換為力與加速度的力學(xué)問題，教師可以引導(dǎo)學(xué)生在牛頓第二定律條件下，促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用相關(guān)的力學(xué)知識(shí)解決問題。

（三）使用正反向思維

高中物理解題教學(xué)還要引導(dǎo)學(xué)生具備正反向互動(dòng)思維，正向思維就是按照物理現(xiàn)象的發(fā)展過(guò)程進(jìn)行思考。逆向思維就是由物理變化的結(jié)果反推物理現(xiàn)象原因的思維。學(xué)生具備正反向相互轉(zhuǎn)化思維，可以簡(jiǎn)化問題分析的過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生理解物理問題，達(dá)到全面提高解題效率的目標(biāo)。例如，勻速行駛的汽車制動(dòng)8秒，若最后1秒汽車移動(dòng)2米，求該車加速度和初速度。教師引導(dǎo)學(xué)生把制動(dòng)過(guò)程看作初速度為零的勻加速運(yùn)行的逆過(guò)程，那么最后1秒位移可以看成勻加速的最初1秒的位移，這樣可以簡(jiǎn)化物理分析過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用運(yùn)動(dòng)公式更好解決問題。

三、科學(xué)思維方法具體應(yīng)用

（一）理想化法

理想化法主要用來(lái)假設(shè)運(yùn)動(dòng)變化理想狀態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生在忽略次要因素的基礎(chǔ)上，促進(jìn)學(xué)生研究物理問題的宏觀特征的方法，幫助學(xué)生運(yùn)用理想化的模型來(lái)理解抽象的問題，例如，在電荷、勻速直線運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)等，以及光滑斜面都是當(dāng)前物理問題的重要背景，只有學(xué)生掌握理想化的分析問題方法，才能促進(jìn)學(xué)生有效運(yùn)用相關(guān)知識(shí)思考物理問題。

（二）控制變量方法

在研究同一物理問題時(shí)，物理問題往往受到不同物理量影響，教師應(yīng)當(dāng)在確定不同物理量關(guān)系的基礎(chǔ)上，保證所有相關(guān)物理量不變，只變動(dòng)其中一個(gè)物理量，從而研究相關(guān)物理量關(guān)系，這樣可以達(dá)到理解物理量關(guān)系和有效驗(yàn)證定律目標(biāo)。

（三）圖像分析法

圖像分析也是解決物理問題常用的分析方法，圖像分析方法可以直觀研究物理量的變化，可以結(jié)合物理定律表現(xiàn)物理變化過(guò)程。例如具體包括直線運(yùn)動(dòng)圖像，矢量運(yùn)動(dòng)圖像等。在圖像中主要運(yùn)用點(diǎn)、線、面和截面等來(lái)反映物理量之間的關(guān)系，并且賦予圖像直接的物理學(xué)意義，從而根據(jù)圖像求出未知量，找到巧妙的解決問題途徑，切實(shí)反應(yīng)出量與量之間的變化，這種方法有其它解題方法不可替代作用，是多側(cè)面解決問題的手段。

四、結(jié)語(yǔ)

高中物理解題教學(xué)中使用科學(xué)思維方法，可以促進(jìn)學(xué)生透過(guò)物理現(xiàn)象深入理解物理問題本質(zhì)，有效提高物理解題的效率，達(dá)到促進(jìn)學(xué)生有效應(yīng)用物理知識(shí)，提高物理教學(xué)綜合性，全面培養(yǎng)學(xué)生解題能力的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李秀萍.科學(xué)探究物理解題思路與方法[J].新課程改革與實(shí)踐，2012，（23）.

（課題研究：肇慶教育發(fā)展研究院課題《物理問題解決與思維策略選擇的研究》，課題編號(hào)：ZQJYY2016091;作者單位：廣東省四會(huì)市四會(huì)中學(xué)高中部。）