高中生解決物理實際問題的困難分析及教學對策

趙玉晴

在許多物理教師看來，高考對實際問題的考察越來越簡單，但實際上對學生來說卻存在著新的困難。問題在于傳統的物理教學使學生已經習慣于簡化了的物理對象及物理模型，習慣于抽象的邏輯推理及數學運算，因而遇到實際問題就束手無策。針對這種現象，就需要在教學方法上加強物理圖像情景的教學，和指導學生學習方法、提高學生解決問題的應用能力。

一、高中生解決物理實際問題的主要困難

實際生活問題的解決過程包含這樣的流程：從實際問題中提取信息、排除次要因素，確立理想化的研究對象和物理場景，應用所學的物理知識，尋找物理對象在變化過程中滿足的定量和定性的規律，直至解決問題。

在大多數情況下，傳統物理教學及有關問題的訓練，往往直接給出簡化后的物理對象或物理圖景，因而在問題的處理上，學生缺乏對物理對象和物理場景做理想化處理的方法和能力。例如，學生習慣于解決細線懸掛小球的擺動問題，而對小孩蕩秋千卻一籌莫展；學生習慣于解決小球過頂的圓周運動問題，而對汽車過拱橋的問題卻束手無策，主要困難在于以下兩點。

1．學生缺乏準確的物理模型。在實際問題的眾多對象中，思維容易受到問題表象的干擾，很難抓住對象本質特征，因而難以從實際問題中抽象出物理圖景和物理模型，形成認識上的思維障礙。

2．學生缺乏程序化的思維訓練。由于現行教材、教科書中應用性的生活事例很少，學生在學習新知識時，缺少該環節的思維訓練，在應用上，學生仍然習慣于傳統的認識經驗和思維習慣。久而久之，就認為物理是代代公式的數學運算而已，淡化了物理思維的訓練，形成方法上的思維障礙。

因此，在今后的物理教學中必須重視圖像圖景的教學，加強學生的應用能力的培養，提高解決實際問題的能力。

二、重視圖像圖景教學的策略

不同的信息對大腦中不同的部位產生不同的刺激作用，如，文字信息傳向左半腦，引起抽象思維，形成概念，完成數字計算和演繹；而具體的形象圖形和圖像信息將傳向右半腦，引起形象思維，形成空間概念。只有在教學過程中文字信息和圖形信息交替傳遞到大腦的左半部和右半部，使大腦皮層的興奮中心和抑制部分在左、右半腦交替出現并相互補充，思維品質才能得到極大的提高，并保持持久的興奮。應用能力的培養，要通過圖像圖景的教學建立由實際情景——理論模型——新實際情景的有機聯系。加強抽象的物理規律與形象的實際情景的緊密聯系。

1．充分展示知識發生發展的過程，幫助學生建立準確的物理模型。傳統的物理教材安排的教學內容都是已經選擇、壓縮而具典型化和簡約化，具更高的抽象性。若是照本宣科，學生很難理解所學內容，而若能充分利用圖形圖片、電視錄像、多媒體課件等手段再現知識發生發展的變化過程，用圖文并茂的方式向學生提供信息，降低學生學習的難度，并將物理學研究問題的方法和物理思想寓于情景的建立和分析過程中，就能促進學生開展分析問題的思維活動，自然地“悟”出其中的道理和規律，使學生掌握分析物理過程、建立正確物理情景和模型的方法，建立準確的物理模型。例如，在講解單擺模型時，展示伽利略觀察油燈等時擺動的圖片或動畫，再現模型建立的思維過程。讓學生身臨其境，感知分析物理過程的方法，建立準確的單擺模型。

2．重視解決實際問題的思維程序訓練和學生學習習慣的培養。學生遇到問題時的困難還表現為思緒的混亂、缺乏思維的程序化。因此，在教學中更要重視思維程序的建立和訓練，解決實際問題的思維程序大體可分六步，即審題→文字信息→抽象出物理對象和物理情景→尋找問題所滿足的定量和定性的規律→建立模型→求解。第一步，從實際問題中提取與問題有關的文字信息，并用相應的圖形或符號表示，使復雜的變化過程代碼化。第二步，確定物理對象，建立物理情景，運用示意圖幫助理解題意，尋找變化規律，建立各物理量的聯系。邊審題、邊畫圖，并一一把條件和問題用字母符號注在圖上，使問題能在腦中形成完整的表象，不至于因忘記條件或問題而中斷解題過程的思維去重新審題，同時，示意圖能使解答問題所必須的條件同時呈現在視野內，圖像成為思維的載體，視圖凝思實際上是視覺思維參與了解題的過程。最后，建立模型關系，立式求解。

蘇霍姆林斯基說過“教會學生把應用題‘畫’出來，其用意就在于保證由具體思維向抽象思維的過渡。”實際上在第二步，由文字到示意圖的思維跨度非常大，有時學生問問題時，教師可能會無意中畫出示意圖，而此時學生的問題已經得到解決，關鍵就在于學生不會畫圖。因此，在教學方法和學生學習方法指導上，應加強圖像圖景的教學。一方面在平時教學中，要重視教學中示意圖畫法的訓練。教會學生如何通過審題，畫示意圖，逐步消除思維障礙，這一過程教師不得包辦代替學生的思維過程。另一方面在學生的學習練習過程中，重視畫圖習慣的培養。例如從高一開始，可把練習本的左側折出三分之一，專門用作畫圖區，把圖像作為建立關系、立方程的依據。畫圖習慣的培養需要一個過程，從嚴要求，形成習慣。同時，重視課本插圖的觀察和思考，要注意指導學生如何畫圖、看圖，建立文字和圖像的聯系。養成讀圖釋義、審題畫圖的習慣，最終能從靜態圖中聯想到動態變化的過程，由動態圖中能看到瞬時的狀態圖景。不斷訓練學生的物理形象思維和抽象思維，建立正確物理模型，是提高學生解決實際問題能力的有效教學策略。

當然，高中學生解決物理實際問題的困難是多方面的，但只要重視圖像圖景的教學和畫圖習慣的培養，加強應用性知識的教學，建立與實際生活的緊密聯系，不斷培養學生優良的物理思維品質，物理教學就會越來越生動，就一定會使更多的學生愛學物理，喜歡學物理，以至更會學物理。