物理教學應注意學生思維能力的培養

畢國麗

（浙江省鎮海中學 浙江 寧波 3152 00 ）

加強對學生思維能力的培養是物理教學的重要目標之一．思維能力主要包括獨立的思維能力，批判性的思維能力和深刻性的思維能力．

一個學生的思維發展水平反映其學習能力，要使學生學會學習，必須重視對學生思維的培養，提高其思維能力．因此，在物理教學中，培養學生良好的物理思維能力成為教學重點．

1 引導學生思考 培養獨立的思維能力

獨立的思維能力表現為善于獨立地提出問題、分析問題、解決問題．就學習過程而言，具備獨立的思維能力是學好知識的前提．物理是一門思維學科，在物理教學活動過程中，重視培養學生思維的獨立性，意義頗深．

例如，學習“勻變速直線運動的規律”時，會碰到這樣一個問題，即汽車以36 k m／h的速度行駛，剎車后的加速度大小是4m／s2，則剎車后3s內汽車通過的位移是多少？

學生初學時往往是通過位移公式

v0＝10 m／s

a＝－4m／s2

t＝3s

代入數據得出位移

x＝12 m

對照參考答案，發現不對．這時及時引導學生思考兩個問題，一是汽車經過多長時間速度減為零，二是對于剎車問題中有無時間限制．通過上述兩個問題引導學生思考，使其發現所犯的錯誤以及找出正確的解決方法．

又如，在“測定滑動摩擦力”的實驗中，首先給出一個模型，如圖1（a），讓學生實際操作，并且發現其中的問題是彈簧測力計的示數不穩定，這時鼓勵學生分析原因，并且思考解決方案．原來，用手直接拉物塊很難讓其勻速前進，而物塊是在做變速運動，所以，彈簧測力計的讀數會變化，并且讀數也不等于摩擦力的大小，因此思考并改進得出方案2，如圖1（b）所示．

圖1

學生動手操作，發現依然存在問題，因為彈簧測力計水平放置，這樣讀數依然比較困難，繼續鼓勵學生思考如何改進實驗方案．通過多次探討交流，提出改進方案3，如圖1（c）．

要讓學生真正成為學習的主人，真正成為具有獨立思維能力的人，就應該在物理教學中堅持不懈地引導、鼓勵學生多思考，會思考，啟發、活躍學生的思維，點燃學生思維的火花，讓學生的思維不斷閃現出創造的“靈光”，從而培養學生具有獨立的思維能力．

2 強調問題討論 培養批判性的思維能力

物理思維的批判性是指善于冷靜地考慮物理問題，能有主見地、科學地分析、評價事物．在實際教學工作中，我們往往忽視對這一思維能力的培養，殊不知，當今科技發達的社會里，只有具備批判性思維能力的人，才能在眾多前人的理論中尋出突破口，從而脫穎而出．

在物理課堂教學實踐中，對某些物理情境比較模糊的問題，教師可通過提問的方式鼓勵學生勇于質疑，誘導他們爭論并大膽發表自己的意見，以期建立清晰的物理情境與模型．

例如，有這樣一個例題，即如圖2所示，用長為l的細繩懸掛一質量為m的小球，再把小球拉到A點，使懸線與水平方向成30 °夾角，然后松手．問：小球運動到懸點正下方B點的速度為多少？

圖2

在教學中筆者首先讓學生解題，并讓其到黑板前板演，兩位學生到黑板前演示的結果均為

在此基礎上筆者問學生：你們認為上述解題思路正確嗎？若同意，請求出最低點的速度；若不同意，則說說你的理由．學生對這種類型的題目很感興趣，于是就圍繞題目展開了積極的爭論．有一些學生認為給出的思路是正確的，因為小球被長為l的細線系住，釋放后將繞O點做圓周運動，只有重力做功．另有極少數的學生不同意這個觀點，認為小球并沒有像他們所分析的那樣立即做圓周運動，因為當小球剛被釋放時，細線未被拉緊，小球只受重力作用，做自由落體運動；當小球下落至細線偏下與水平方向成30 °時，即圖3中的C位置，細線才被拉緊，此后小球開始做圓周運動，即小球前后有兩種運動狀態．話音剛落，又有學生發表了自己的觀點：按照你們的分析，在整個過程中都只有重力做功，機械能守恒，所以列出的方程式還是正確的．霎時間教室中安靜了下來，似乎學生中已無異議了．

圖3

于是筆者就及時誘導學生要全面分析和思考問題，即小球開始時是做自由落體運動，到達C位置時的速度方向是豎直向下的，然后小球開始做圓周運動，此時小球的速度方向為過C點的切線方向，現在兩者的方向一致嗎？速度是如何實現改變的？通過適當點撥，學生的思維又被激活了，再次對物理過程進行了剖析．

（1）在C點豎直向下的速度可分解到沿半徑方向和垂直于半徑（即過C點的切線方向）兩方向上．

（2）當細線（在C點）被拉緊的瞬間，細線的拉力對小球做了功，使小球沿半徑方向的動能減小為零．

這樣，不僅使學生在爭論中建立起正確的物理模型，并很快由此獲得正確的結論，而且有效地激發了學生思維的批判性．

3 善于擴展延伸 培養深刻的思維能力

思維的深刻性是指思維的抽象程度和思維活動的深度，就是善于透過紛繁的現象發現問題本質的思維能力，它是一切思維能力的基礎．在物理課堂教學實踐中，學生往往對一些看似“淺顯易懂”的內容不求甚解，這種“思維惰性”使一些學生對學習中的疑點、難點淺嘗輒止，從而導致其思維表現出較大的膚淺性．為此，教師應善于提出恰當的問題，激起學生思維的波瀾，啟發學生對問題進行深入分析和深刻理解．

例如，在動態電路習題中有這樣一道題目：如圖4所示，R1為定值電阻，R2為可變電阻，E為電源電動勢，r為電源的內電阻，以下說法中正確的是

A．當R2＝R1＋r時，R2上獲得最大功率

B．當R1＝R2＋r時，R1上獲得最大功率

C．當R2＝0時，R1上獲得功率最大

D．當R2＝0時，電源的輸出功率最大

圖4

學生利用閉合電路歐姆定律中的一個規律“當外電路的總電阻等于電源內阻時，電源輸出功率最大”，結合等效法（即在選項A中，把R1看做電源的一部分）得到選項A與選項B均正確．對于這道題目的講解，筆者先舉出了具體的數據，比如設E＝3 V，r＝1Ω，R1＝3Ω．如果選項B正確，代入數據會得出R1上獲得的功率為P＝0．75 W，對選項C，經過計算得出當R2＝0時，R1上獲得功率為P＝3 W．這時提出問題讓學生思考為什么用規律來解題得出的結論和計算得出的結論是不同的呢？原來在利用等效法時，看做電源一部分的電阻不能為變化的電阻．同時可以發現，當研究的電阻是可變電阻時，利用等效法非常有效、快捷，但是研究的是定值電阻時，結論應該是當電路電流最大時，電阻獲得的功率最大．

習題講解到此，學生已經發現了問題所在，但這時并不應該結束，應該對“等效法”拓展研究．

拓展1：“測定電源電動勢和內阻”的實驗習題教學中的一道題目，如圖5，用一只電流表和兩個定值電阻測量電源電動勢和內阻的實驗中，由于未考慮電流表內阻，測量值E 比真實值______，測量值r比真實值______．

圖5

學生利用等效法可以快速地得出正確的結論，把電流表看做電源的一部分，等效電源的電動勢不變，而等效電源的內阻大于實際電源的內阻，故內阻偏大．

拓展2：如圖6，用一只電壓表和兩個定值電阻測量電源電動勢和內阻的實驗中，由于未考慮電壓表內阻，測量值E 比真實值______，測量值r比真實值______．

圖6

利用等效法，將電壓表等效為電源的一部分，等效電源的電動勢為并聯后的電壓比實際的電動勢偏小，而等效內阻為并聯后的內阻也偏小．

通過以上的拓展研究，可以使學生更深刻地理解等效法的內涵，以達到非常好的教學效果．

綜上所述，在物理教學實踐中培養學生良好的物理思維能力，是培養能力的一條主渠道，應該引起充分重視．教學的根本任務不僅在于向學生傳授知識，更重要的是優化學生的思維能力．

1 （美）斯滕伯格（Sternberg，R．J．）．認知心理學．楊炳鈞，等譯．北京：中國輕工業出版社，2000