物理課堂如何讓“發(fā)展思維慢慢走”

【摘 要】長期以來，有些高中物理課堂教學為了追求高容量、高難度而忽視了培養(yǎng)學生思維能力，課堂上只注重知識的傳授，習題的訓練，以考試成績?yōu)槲ㄒ荒繕恕е聦W生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力弱化。通過教學案例，淺談高中物理課堂應從“追求知識加速跑”走向“發(fā)展思維慢慢走”，物理教師應該教會學生學習物理的方法。

【關(guān)鍵詞】教學目標；物理思維；發(fā)展心理學

【中圖分類號】G633.7 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009（2018）83-0050-03

【作者簡介】馮德強，江蘇省南菁高級中學（江蘇江陰，214437）副校長，高級教師。

當下的課堂教學大多是以知識目標為核心，“追求知識加速跑”，讓學生被動接受大量的新知識，較少關(guān)注知識的形成過程，思維目標達成度較低，幾乎談不上培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)?！白非笾R加速跑”就是以“容量大、節(jié)奏快、難度深”為標志，在加速跑的狀態(tài)下，學習內(nèi)容層層下放、教學進度不斷加快、難度不斷加深，讓學生被迫快速接受難而深的知識，極易導致學生學習自信心和興趣的喪失?！白非笾R加速跑”忽視了學生智力發(fā)展的節(jié)奏，錯過了發(fā)展思維的關(guān)鍵期。[1]而“發(fā)展思維慢慢走”就是尊重認識規(guī)律和學生學習思維特點，以學生怎樣學更能養(yǎng)成好的思維習慣為課堂關(guān)注的重點，重視學生物理學習能力的培養(yǎng)。以凈化物理學科的知識體系為促進學生思維能力提升的媒介，通過在概念教學中強化概念的形成過程，在物理規(guī)律教學中創(chuàng)設(shè)有效情景將學生領(lǐng)進主動思維的“跑道”，善于抓住學生提出的看似“細小”的問題，激發(fā)學生進行思辨，提升學生的思維品質(zhì)。

本文試圖從個人的教學實際出發(fā)，結(jié)合案例談一談高中物理課堂如何走向“發(fā)展思維慢慢走”。

一、凈化學科知識體系，發(fā)展學生系統(tǒng)思維

所謂“凈化學科知識體系”，實際就是培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維。[2]以在復習“力學”時如何幫助學生搭建知識體系為例，在學完整個“力學”內(nèi)容時，教師非常有必要和學生一起梳理一下所學內(nèi)容，幫助學生對整個力學知識形成一條清晰的脈絡。筆者以人教版教材為例構(gòu)建力學體系（章與章間的邏輯關(guān)系）如下：

物理的對象是物體，學習物理就是要研究物體，包括物體的內(nèi)在結(jié)構(gòu)（以化學為主）和外在表現(xiàn)、規(guī)律（物理為主） 主要形式 運動（要了解運動規(guī)律必先了解如何描述） 第一章：運動的描述（基本概念） 第二章：勻變速直線運動的研究（了解最簡單的運動具有的規(guī)律） 形成原因 與力有關(guān)（先了解力有哪些特點） 第三章：相互作用 尋找關(guān)系 第四章：牛頓運動定律（解決力學問題的基本途徑）

拓展深入 第五章：曲線運動（可以了解更復雜運動的規(guī)律） 再深入些 第六章：萬有引力與航天（從地上到天上、從生活到高科技） 其他途徑 第七章：機械能守恒定律（解決力學問題第二條途徑）。

每一章中的節(jié)與節(jié)間也有很強的邏輯關(guān)系，限于篇幅，本文不再呈現(xiàn)。復習課中不急于讓學生進行習題的訓練，而是先梳理知識脈絡，構(gòu)建知識體系，對學生而言非常重要，構(gòu)建的過程就是思維養(yǎng)成的過程，也是培養(yǎng)物理素養(yǎng)的過程。

二、重視物理概念教學，發(fā)展學生抽象思維

在“電磁感應”一章中，通常利用法拉第電磁感應定律來推導幾種常見模型產(chǎn)生的感應電動勢。但學生對“為什么會產(chǎn)生這樣的感應電動勢”不能很好地理解。如果我們在教學的過程中，對學生的問題視而不見，忽略感應電動勢的理解，直接進入法拉第電磁感應定律的學習，就錯過了一個極好的發(fā)展學生思維的機會。如果能夠從感應電動勢產(chǎn)生的機理幫助學生加以理解和證明，學生不僅會更好地掌握感應電動勢的幾個公式，而且能明白其所以然。更重要的是，讓學生體會到掌握和理解物理概念的重要性。舉一個最簡單的例子：導體平動切割磁感線所產(chǎn)生的感應電動勢。

電動勢是表征電源中非靜電力做功本領(lǐng)的物理量。在數(shù)值上等于非靜電力把單位正電荷在電源內(nèi)從負極移到正極所做的功。用公式表示為ε=W/q。電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生感應電動勢，我們通常可以找到等效電源，那么只要再找到其中的非靜電力，求出它在等效電源內(nèi)把單位正電荷從負極移到正極所做的功即可。

如圖1，導體桿ab在勻強磁場B中，以速度v勻速切割磁感線。

由右手定則知：a端為等效電源的正極，b端為等效電源的負極。導體中的自由電子在宏觀上一起隨桿以速度v運動，由左手定則得，它受到一向左的洛倫茲力（F洛）。該力即為等效電源中的非靜電力。它將電子從a移到b的過程中所做的功，即為非靜電力做功。

F洛=Bqv，W非=F洛L=BqvL

∴ ε= =BLv

當然，這里需要說明的是，導體桿內(nèi)電子的運動可以看成兩個分運動——隨導體桿運動的方向（如圖向下）和沿導體桿運動的方向（如圖向左）。其中，隨導體桿運動的方向受到的洛侖磁分力水平向左，可以認為它是產(chǎn)生電動勢的非靜電力；而沿導體桿運動的方向受到的洛侖磁分力垂直導體桿與v方向相反，這個分力做負功，兩者合功為零。

（圖1）

在物理概念教學中，我們不應急于求成，將抽象的概念直接呈現(xiàn)給學生，應該放慢腳步，與學生一起探討概念的形成過程，發(fā)展學生的抽象思維。

三、巧妙創(chuàng)設(shè)教學情景，發(fā)展學生主動思維

在傳統(tǒng)的課堂教學中，“庫侖定律”這節(jié)課的引入通常比較直截了當，從電荷間相互吸引或排斥的性質(zhì)說明電荷間有作用力，從而提出問題：電荷間作用力的大小取決于哪些因素？再定性地得到結(jié)論。在這一過程中，學生只是在被動聽教師講，被動地接受結(jié)論，沒有進入主動學習的狀態(tài)，思維作為認識的核心過程基本沒有體現(xiàn)。

筆者在教學中對引入部分的設(shè)計嘗試進行了改變，激活了學生思維，效果較好。過程如下——

演示：毛皮摩擦過的橡膠棒靠近懸掛在絕緣線下錫箔小球（橡膠棒在不同位置演示）。

現(xiàn)象：（1）小球被橡膠棒吸引先靠近，再返回；（2）小球與橡膠棒先接觸，再彈開。

問題1：從看到的現(xiàn)象中你能找到上節(jié)課學到的知識嗎？

學生：電荷的分類，電荷的性質(zhì)，起電的三種方式。

問題2：電荷間相互作用與哪些因素有關(guān)？能否通過剛才的實驗現(xiàn)象或請你用剛才的器材通過實驗來定性說明？（學生分組展開討論5分鐘）

學生A：看到老師在不同位置靠近小球，絕緣線擺過的角度不同，說明電荷間作用與它們的距離有關(guān)。

教師：你觀察的真仔細，值得表揚。但是還有很多同學沒在意，你能不能來演示一下？最好現(xiàn)象能更明顯些！

學生A：老師，你把毛皮和橡膠棒借我用用（學生A座位在教室靠后的位置，此時我已經(jīng)明白了他的想法）。他拿到器材后回到了座位上（小球還在講臺上），懸線沒有擺動。

學生B：老師，電荷間相互作用除了與它們的距離有關(guān)以外，還與它們的電量有關(guān)，我能證明。

學生B拿過器材后，用毛皮摩擦了橡膠棒很多次后與摩擦了一次后在差不多同一位置靠近小球進行了演示，得到明顯的現(xiàn)象。（余下教學過程略）

本節(jié)課的引入部分花了較長的時間，看似“教學任務”沒有完成，但是學生的思維得到了“慢慢走”的機會，通過教師巧妙創(chuàng)設(shè)物理情景，使學生有了主動思考的機會，物理思維得到了很好的發(fā)展。

四、抓住學生提出的“細小”問題，發(fā)展學生深度思維

學生在學習動能時，有時會提出這樣的問題：使一個物體m的速度從v1增加到v2（高度不變），以地面為參照系來看，外界提供的能量為ΔE= mv22- mv12，假設(shè)另有一慣性參照系，相對地面以速度u勻速運動（u的方向與v1、v2相反）。在此參照系中看，物體動能的增加，即外界所提供的能量ΔE′=1/2m（v2+u）2-1/2m（v1+u）2=1/2mv22-1/2mv12+mu（v2-v1），顯然ΔE≠ΔE′，這是為什么呢？

從表面上看，上面的結(jié)論似乎無法理解。學生認為，在不同的慣性系，外界提供的能量應該不變才對。其實，學生并沒有很好地理解能量的概念，學生都知道重力勢能具有相對性，不同的零勢能平面，物體在某位置時的重力勢能值不同。其實動能EK=1/2mv2也具有相對性，因為在不同的慣性參照系，v值不同，當然動能的值就會不同，也就是說在兩個不同的慣性參照系中，相同的數(shù)值并不一定表示具有相同的動能。

舉個簡單的例子，以重力勢能為例。比如，高h的桌面上物體m相對地面而言，具有的重力勢能為mgh，而相對桌面而言其重力勢能為零（說明同一位置勢能數(shù)值可不同）。而在桌面上方高h處同樣的物體m，相對桌面而言其重力勢能亦為mgh，與相對地面時桌面上物體m具有重力勢能相同（說明不同位置勢能數(shù)值可以相同）。理解動能的概念時，可以效仿重力勢能的理解。

《思維發(fā)展心理學》一書中說：“在心理學里，思維屬于認識過程。所謂思維過程，主要是分析和綜合的過程及其派生的抽象、概括、比較、分類、具體化和系統(tǒng)化。思維是認識過程的核心成分?！币虼嗽谖覀兊母咧形锢碚n堂教學中應重視學生思維發(fā)展的過程，有效創(chuàng)設(shè)情景，把握每一個師生思維碰撞的機會，讓學生“思維發(fā)展慢慢走”，為學生學會學習和終身學習打下堅實的基礎(chǔ)。

【參考文獻】

[1]王紅，吳穎民.教育不能承受之“重”：追求知識的加速跑[J].人民教育，2015（7）：15-17.

[2]王紅，吳穎民.回到核心基礎(chǔ)需要“核心技術(shù)”[J].人民教育，2015（7）：22-23.

[3]朱智賢，林崇德.思維發(fā)展心理學[M].北京：北京師范大學出版社，2002.