淺談高中生物理思維能力的培養(yǎng)

汪忠明

摘 要：高中物理教學(xué)要注重培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力，通過(guò)畫(huà)圖訓(xùn)練、變式教學(xué)可提高學(xué)生物理思維能力。

關(guān)鍵詞：高中物理；思維能力；培養(yǎng)方法

在率先實(shí)行新高考方案的浙滬兩地，物理科目“遇冷”，選考物理的人數(shù)僅占考生數(shù)的30%左右，而且有繼續(xù)下滑的趨勢(shì)，造成“棄物理”現(xiàn)象的重要原因是學(xué)生普遍認(rèn)為物理難學(xué)難考。相當(dāng)多的學(xué)生對(duì)物理是很重視的，也花費(fèi)了大量時(shí)間，但是往往效果不佳，導(dǎo)致他們認(rèn)為學(xué)物理效比太低，轉(zhuǎn)而選考其他科目。把他們和物理優(yōu)秀生對(duì)比，差異最大的地方就是思維方式。

要使高中生對(duì)物理的學(xué)習(xí)更有效，不至于出現(xiàn)徒勞無(wú)功或者事倍功半的情況，教師在教學(xué)中就不能僅僅是傳授知識(shí)，更重要的是要注重培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力，著力發(fā)展核心素養(yǎng)。本文結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了培養(yǎng)高中生物理思維能力的幾點(diǎn)做法。

一、通過(guò)畫(huà)圖，培養(yǎng)思維能力

高中物理更多偏向抽象思維，但許多高中生的思維還是以形象思維為主，通過(guò)畫(huà)圖訓(xùn)練，可以很好地在形象思維和抽象思維能力間架起橋梁，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的抽象思維能力。高中物理中經(jīng)常要畫(huà)的圖有受力圖、情景圖、運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖、物理函數(shù)圖象、知識(shí)概念圖等。無(wú)論畫(huà)哪一種圖，教師都一定要先做好示范，規(guī)范每一步要求。

1.畫(huà)受力分析圖，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)思維

受力分析圖是學(xué)生練得最多的，但是很多學(xué)生在受力分析中經(jīng)常出現(xiàn)多力或少力情況，他們往往是先飛快畫(huà)幾個(gè)箭頭，再標(biāo)出各力的符號(hào)，極為隨意，這一過(guò)程暴露了其不思考只求快的心理。畫(huà)圖的過(guò)程其實(shí)是一個(gè)思維的過(guò)程，需要嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確，寧慢勿快。教師示范時(shí)要強(qiáng)調(diào)必須按一重二彈三摩擦的順序畫(huà)，而且是“一力七問(wèn)方落筆”，即每畫(huà)一個(gè)力前，都要在腦海里分析對(duì)應(yīng)力的受力物體、施力物體、性質(zhì)、產(chǎn)生條件、大小、方向、表示符號(hào)等，想好再落筆，畫(huà)一個(gè)力標(biāo)一個(gè)符號(hào)。為強(qiáng)調(diào)這一要求，我與學(xué)生做了小游戲，首先請(qǐng)學(xué)生采用無(wú)序書(shū)寫(xiě)的方式在紙上書(shū)寫(xiě)出1～20所有數(shù)字，看誰(shuí)最快；然后所有人再按順序從1寫(xiě)到20，對(duì)比兩種方式之后，學(xué)生深深體會(huì)到了順序的重要性和必要性。按照這些要求去畫(huà)，學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性得到了訓(xùn)練，正確率也大大提

升了。

2.畫(huà)運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖，培養(yǎng)深刻思維

高考中物理問(wèn)題一般是以文字形式呈現(xiàn)給學(xué)生的，一道題動(dòng)輒上百字，涉及多個(gè)過(guò)程多個(gè)對(duì)象，要求學(xué)生能從中快速提取、處理信息，建立物理情景，抽象出物理模型。關(guān)鍵的第一步是畫(huà)好運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖，實(shí)現(xiàn)從文字到圖象的信息轉(zhuǎn)換，過(guò)程圖就是形象化的物理語(yǔ)言，把幾百字濃縮成一張直觀的過(guò)程圖，有利于我們抓住主干，理清思路，找到突破口，甚至提供靈感。畫(huà)過(guò)程圖對(duì)提高學(xué)生的綜合能力，形成用物理的思維方法去解決疑難問(wèn)題有很大的幫助。

實(shí)際教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生無(wú)法準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)這一信息轉(zhuǎn)換過(guò)程，學(xué)生的圖上，往往缺乏題目中的有效信息，如對(duì)象、狀態(tài)、過(guò)程劃分等。教學(xué)中可以先從單一過(guò)程、單一研究對(duì)象的題目開(kāi)始練習(xí)，在學(xué)生掌握基本要求后，再進(jìn)行多對(duì)象多過(guò)程題目的畫(huà)圖

練習(xí)。

3.畫(huà)概念圖，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維

很多學(xué)生學(xué)物理時(shí)處于一聽(tīng)就懂，一做就錯(cuò)或做題無(wú)從下手的狀態(tài)。說(shuō)明知識(shí)在學(xué)生頭腦中是孤立的，學(xué)到的知識(shí)就像一片片孤立的樹(shù)葉，沒(méi)有形成體系，就不能從整體上把握知識(shí)。這類學(xué)生拿到題后，往往就急于從頭腦里找出一個(gè)公式，然后對(duì)照公式找已知，已知不足就束手無(wú)策了。這是一種典型的低級(jí)思維模式，教師要引導(dǎo)學(xué)生，有“高級(jí)思維模式”——系統(tǒng)思維，即首先判斷題目的類型，此類題目有哪些思路，再分析此題適合哪種方法。

畫(huà)概念圖可以有效建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò)、培養(yǎng)系統(tǒng)思維。如電場(chǎng)這一章，涉及電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)力、電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能、電場(chǎng)力做功等概念，相互關(guān)系復(fù)雜。通過(guò)概念圖，就可以很好的把握它們之間的聯(lián)系。繪制概念圖，可以先從小的概念圖開(kāi)始構(gòu)造，慢慢形成完善的。學(xué)生在制作過(guò)程中是主動(dòng)參與思考與整理的，在此過(guò)程中，頭腦中孤立、混亂的知識(shí)就有機(jī)地組織起來(lái)了。學(xué)生的系統(tǒng)思維也得到了發(fā)展。

二、變式教學(xué)，培養(yǎng)思維能力

物理問(wèn)題千變?nèi)f化，可是萬(wàn)變不離其宗，當(dāng)我們剝離各種復(fù)雜背景和條件后，剩下的是最基本，最核心的問(wèn)題，可以稱之為——母題，教學(xué)中圍繞母題進(jìn)行變式練習(xí)，可以很好發(fā)展學(xué)生思維能力，進(jìn)而提高解決問(wèn)題的能力。比如單擺問(wèn)題，首先設(shè)置了母題1，比較基礎(chǔ)，使用動(dòng)能定理即可解決，再依次給出子題2、3、4，這一過(guò)程就像闖關(guān)游戲一樣，促使學(xué)生主動(dòng)思考，對(duì)比分析。

題1.長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線上端固定在O點(diǎn)，下端系質(zhì)量為m1的小球，由B點(diǎn)靜止釋放，求小球到達(dá)最低點(diǎn)A的速度大小。

題2.小球帶正電q，空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，由B點(diǎn)靜止釋放，求小球到達(dá)最低點(diǎn)A的速度大小。

題3.小球帶正電q，空間存在豎直向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，由B點(diǎn)靜止釋放，求小球到達(dá)最低點(diǎn)A的速度大小，求小球擺動(dòng)過(guò)程的最大速度。

題4.如圖4，車(chē)與豎直桿質(zhì)量為m2，地面光滑，由B點(diǎn)靜止釋放，求小球到達(dá)最低點(diǎn)A的速度大小。

建構(gòu)主義理論認(rèn)為，知識(shí)的建構(gòu)是通過(guò)同化和順應(yīng)來(lái)完成的，在知識(shí)建構(gòu)中，學(xué)習(xí)者是以原有知識(shí)為基礎(chǔ)去同化新知識(shí)的。變式訓(xùn)練是在母題基礎(chǔ)上，通過(guò)改變背景、條件、組合、對(duì)象、等衍生出一系列相互聯(lián)系而又漸進(jìn)的“子題”進(jìn)行訓(xùn)練，這種方式正是知識(shí)的同化和順應(yīng)過(guò)程。

參考文獻(xiàn)

毅俊平.在一題多變中培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力[J].物理教師，2010（7）.

編輯 杜元元