高中物理解題中科學思維方法的教學策略

申翰聰

摘要：物理是現代科學的重要組成部分，按照現代科學思維方法進行高中物理解題思維的訓練，不僅可以培養高中生科學精神，而且可以引導學生在解題過程中打破固有思維的限制，提高物理學科理論的實用性，把物理知識變為學生實際應用能力，達到提高教學質量與效率的目標。

關鍵詞：高中物理 解題思維 教學策略

本文主要在探究科學思維方法的基礎上，豐富高中物理學科的解題方法，引導學生在掌握物理規律的同時，實現對物理規律使用方法的創新突破，從而滿足高中生物理學習需求，提高學生有效應對物理問題的能力。

一、科學思維方法的內涵

（一）科學思維的特點

科學思維是研究科學問題的基本方法，是可以有效透過現象分析事物本質的方法?？茖W思維方法主要有以下特征：首先，科學的思維方法是系統性的思維方法，可以全面考慮科學問題，形成層次結構清晰，理論構架完整，突破經典學科限制，實現學科知識廣泛聯系的思維方式?，F代科學思維更注重從簡單思維向有著較高好系統性和控制性方向過渡，試圖運用定量與定性分析方法詮釋事物。其次，科學思維方法有不確定性特征，尤其是在物理相對論、宇宙學科發展的基礎上，科學思維更強調規律發生作用的條件，更愿意用不確定性的思維來打破固有理論限制，從而實現創新性的思維。第三，現代科學思維有發展性，現代科學思維承認分歧，同時注重運用辯證的方法來證明分歧，同時強調運用互補的方式來實現相互補充，例如，牛頓經典力學與相對論的互補，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

提高高中解題教學的效率，必須提高學生的科學思維意識，讓學生運用有效的思路方法解題。首先，要求學生具備質疑精神，能夠以客觀的態度進行嚴謹的分析，促進學生仔細觀察現象的基礎上，培養學生科學解題態度，讓學生把物理理論知識帶到實踐中去，達到促進學生理解物理問題實質的目標。其次，培養學生實事求是態度，把已知、概念、判斷、推理等聯系在一起，實現思想的貫通，不斷引導學生增強物理解題有效性。第三，運用例題培養學生探究意識，增強物理學習趣味性，把知識與趣味有機結合，讓學生感受實驗教學中的樂趣。第四，注重采用歸納總結的方法，促進學生對物理知識的整體剖析，實現部分與整體的有效整合，避免學生在解題的過程中犯同樣的錯誤。第五，還要實現物理解題思維多樣性教學，注重引導學生運用多樣的手段解題，達到拓展學生解決物理問題思維、促進學生高效解題的目標。

二、培養學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程中應當運用整體與部分的科學方法，既要在大背景下考慮物理問題，同時又要注意局部的細節，從而把物理量之間本質聯系挖掘出來，并且把物理分析有效分解為幾部分，實現先整體后局部，以及從部分或整體中分析出隱含條件，實現有效解決問題的目標。例如，在例題輕繩一端系一質量為M的物體，另一端系在穿過橫桿AB的圓環上，用拉力F拉動繩的某一點，使物體M緩慢上升而圓環保持不動的情況下，拉力F、環與橫桿之間的摩擦力f和環對桿的壓力N的變化情況如何？教師主要引導學生考慮M在豎直情況下的受力，以及在運動時的受力情況，然后在綜合考慮變化過程中摩擦力與拉力之間的關系，由此可以得到當拉動角度越大時拉力F變大，f也變大。

（二）歸類與轉化原則

高中物理解題的過程中實際上是運用物理定律有效分析物理現象的過程。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門類，才能達到幫助學生分類物理問題、明確物理問題屬性、提示學生解題技巧的目標。學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兩球質量相同，用固定長度細線連接，置于均勻電場當中，小球帶正電，且電量分別為Q1、Q2將細線拉直并與電場方向平行，將兩小球從靜止狀態釋放，求兩小球之間的庫侖力。本題從表現看是電學問題，實際上可以轉換為力與加速度的力學問題，教師可以引導學生在牛頓第二定律條件下，促進學生運用相關的力學知識解決問題。

（三）使用正反向思維

高中物理解題教學還要引導學生具備正反向互動思維，正向思維就是按照物理現象的發展過程進行思考。逆向思維就是由物理變化的結果反推物理現象原因的思維。學生具備正反向相互轉化思維，可以簡化問題分析的過程，促進學生理解物理問題，達到全面提高解題效率的目標。例如，勻速行駛的汽車制動8秒，若最后1秒汽車移動2米，求該車加速度和初速度。教師引導學生把制動過程看作初速度為零的勻加速運行的逆過程，那么最后1秒位移可以看成勻加速的最初1秒的位移，這樣可以簡化物理分析過程，促進學生運用運動公式更好解決問題。

三、科學思維方法具體應用

（一）理想化法

理想化法主要用來假設運動變化理想狀態，引導學生在忽略次要因素的基礎上，促進學生研究物理問題的宏觀特征的方法，幫助學生運用理想化的模型來理解抽象的問題，例如，在電荷、勻速直線運動和自由落體運動等，以及光滑斜面都是當前物理問題的重要背景，只有學生掌握理想化的分析問題方法，才能促進學生有效運用相關知識思考物理問題。

（二）控制變量方法

在研究同一物理問題時，物理問題往往受到不同物理量影響，教師應當在確定不同物理量關系的基礎上，保證所有相關物理量不變，只變動其中一個物理量，從而研究相關物理量關系，這樣可以達到理解物理量關系和有效驗證定律目標。

（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，可以結合物理定律表現物理變化過程。例如具體包括直線運動圖像，矢量運動圖像等。在圖像中主要運用點、線、面和截面等來反映物理量之間的關系，并且賦予圖像直接的物理學意義，從而根據圖像求出未知量，找到巧妙的解決問題途徑，切實反應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，是多側面解決問題的手段。

四、結語

高中物理解題教學中使用科學思維方法，可以促進學生透過物理現象深入理解物理問題本質，有效提高物理解題的效率，達到促進學生有效應用物理知識，提高物理教學綜合性，全面培養學生解題能力的目標。

參考文獻：

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

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