完善物理思維提高學生解題能力探賾

劉東全

摘 要：物理思維對學生解題能力的提高具有非常重要的作用，文章從高中物理思維型課堂教學的內涵出發，分析培養學生物理思維能力時遇到的困境，并結合教學實際，研究教師如何在物理課堂教學中培養學生的物理思維，最后給出一些用物理思維進行解題的實例，希望給諸多奮斗在教學一線的物理教師提供一些教學上的參考。

關鍵詞：物理思維；解題能力；能力培養；思維能力

中圖分類號：G421；G633.7 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2018）16-0034-02

新課改對高中物理教學提出了更高的要求，要求注重培養學生的物理思維，提高學生的核心素養。很多高中學生在學習物理課程時，總感覺有很大的難度，歸根到底是沒有形成物理思維。物理思維是物理學中的科學思維，是學生對客觀物理事物的本質屬性、內部規律及物理事物間的聯系和相互關系的間接的、概括的和能動的反映。教師應該在物理教學中注重構建思維型課堂，從學生認知事物的規律出發開展教學活動，要注重創設物理思維情境，拓寬物理思維渠道，提供物理思維空間，寬容物理思維缺陷，發揮學生的主觀能動性，從而有效地培養學生的物理思維，提高學生的解題能力。

一、高中物理思維型課堂教學的內涵

思維是人腦的機能和對客觀存在的反映，是人腦接受、加工、存儲和輸出信息以指導人的行為的活動過程。思維屬于一種智力活動，所謂智力活動是指人結合自身先天遺傳的普通能力以及異于他人的特殊能力而進行的生活活動。每個人的智力活動都有一定的區別，而在觀察、實驗、記憶、思維、注意、想象等智力活動的諸多影響因素中，思維處于核心地位。學習和進行科學研究均離不開思維，思維活動涵蓋的范圍非常廣泛，包括問題的提出、概念的形成、數據的測量、實驗現象的觀察、結論的推導等活動，都是思維活動的范疇。一切學習與研究都以思維活動為基礎，因此，學生的學習也是一種思維活動。

思維型課堂是以提升學生思維品質為目的，促進學生學科思維發展的課堂。如果說知識性課堂是講知識，理解型課堂是講問題，那么思維性課堂主要是學生在教師的指導下自主地去分析問題、探究問題，評價問題解決的過程和結果，在解決問題的過程中發展思維能力。高中物理思維型課堂要求教師在物理課堂教學的各個環節進行思維活動情境的創設，注重開展對話教學、實驗教學，通過形象生動的課堂教學活動，激發學生對物理學科的學習興趣，培養學生的物理思維能力，讓學生學會用物理思維解決遇到的各種問題，以實現物理課程的學習目標。高中物理思維型課堂對學生的物理學習能力有一定要求，主要包括以下三個方面：一是能夠對物理概念和物理規律有比較深入的理解，具有一題多解、一題多問的能力；二是具有一定的自學能力，能夠在現有的學習方法上進行一定的創新，掌握一定的學習技巧；三是具有一定的合作學習能力。教師在物理思維型課堂教學中，要精心設置教學內容，注重對學生發散性思維的開發，使學生的批判性思維能力得到鍛煉和提高。物理思維型課堂的教學內容要有思考的力度，設置的物理問題要具有認知的寬度，思考的深度，利于學生理解物理學科的關鍵知識，利于學生運用探究方法進行深入學習。

二、培養學生物理思維時遇到的困境

1.學生沒有掌握正確的解題思路

大多數學生存在一個普遍的問題，即學習物理知識時只會死記硬背，缺乏合理的理解過程，沒有在學習過程中形成運用所學知識解決實際問題的能力。這主要體現在物理問題的解答上，難以靈活地運用所學的物理知識，難以形成正確的解題思路。即便在課堂上已經學習過相似例題的解題方法，遇到相似的問題時，也往往不會觸類旁通地對問題進行正確的解答。特別是一些情境分析題，極容易將思維比較僵化的學生引入解題的死胡同。

2.學生不會正確地分析問題

很多學生的分析能力較弱，對物理題設置的問題沒有辦法按照邏輯思維進行推導，往往運用和題目無關的知識點，摸不清問題的頭緒。因此，無法對物理問題進行正確的分析和解答。大多數學生的理解能力也不強，難以自如地用物理知識解決所遇到的問題。

三、在物理教學中培養學生物理思維的策略

1.精心創設物理教學情境，培養學生的探究能力

新課改對高中物理教學提出了更深層次的要求，強調進一步提高學生的科學素養，從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個方面培養學生，為學生終身發展、應對現代社會和未來發展的挑戰奠定基礎。學生學習任何知識和技能都需要運用一定的方法，運用一定的方法解決問題都需要經歷一個過程，在這個過程中學生總會伴隨著一定的情感和態度，因此，三維目標是一個目標的三個方面，而不是相互孤立的三個目標。在物理課堂教學中，教師的教學活動必須緊緊圍繞教學目標來設置，要精心創設物理教學情境，激發學生的探究熱情，培養學生的探究能力。教師可以通過一定的探究性實驗來吸引學生的好奇心，讓學生的思維隨時處于探究問題的興奮狀態。合理的問題情境不但可以吸引學生的注意力，而且可以激發學生對問題的探究興趣，培養學生的探索和創造精神。學生通過對物理問題的探究，可以建構一定的物理知識體系，找到適合自己的思維方法，而且通過探究性物理實驗，可以提高發現問題、解決問題的能力。例如，人教版高一物理教材中有彈簧的彈力與形變量的關系實驗。彈簧的形變現象是明顯和直觀的，教師操作這個實驗可以很好地創設物理教學情境。但為了追求更好的教學效果，教師可以只對實驗注意事項進行提示，而讓學生親自進行實驗操作。對于形變量的測量，有些學生提出“彈簧的自身重力對實驗會產生什么影響”的問題。這時，教師就可以發揮引導作用，啟發學生做豎直狀態、水平狀態兩種狀態下彈簧自然長度的對比實驗。通過兩種狀態下彈簧長度的測量，學生自主地解決提出的問題，物理思維能力得到進一步發展。這是一個典型的利用物理探究實驗創設物理情境的教學案例。

2.營造良好的課堂教學氛圍，引導學生拓寬知識視野

教學過程是師生共創共生的過程，教師必須改變以往的教學觀念，成為學生學習活動的組織者、引導者、合作者。要注重營造良好的課堂教學氛圍，避免一堂課由教師講到底，要盡量給學生提供更多的學習空間和思考空間，引導學生拓寬知識視野。在課堂教學中，學生是課堂的主體，教師起引導作用。學生的興趣是否能被激發，思維能否得到拓展，就看教師是否引導得當。要通過有效的引導營造愉快的教學氛圍，使教學變得更加輕松，激發學生的主觀能動性。愛因斯坦曾經說過，提出一個問題比解決一個問題更為重要。因此，在物理課堂教學中，教師要善于提出一系列有探究價值的問題，引導學生對問題進行深入的思考和探究。為了解決這些問題，學生必須主動地學習教材內容，積極思考與探究，而思考與探究的過程就是物理思維形成的過程。

3.注重培養學生的質疑和猜想能力

新課標對物理教學的基本要求之一就是要讓學生對所學內容提出質疑，注重培養學生的質疑和猜想能力。高中學生已經具備一定的分析問題、解決問題的能力，而且通過學習掌握了一定的物理知識。因此，教師在物理教學過程中要積極引導學生學會從已知推導未知，獲取新知，要注重培養學生的猜想能力，即使一些猜想是錯誤的也沒有關系。教師可以設置對猜想進行實驗論證的課程，引導學生根據猜想進行實驗論證，讓學生充分發揮自己的想象力。例如，在學生對摩擦力進行論證的過程中，教師可以提出這樣的問題：“假設世界上不存在摩擦力，那么這個世界會是什么樣的？”學生可以針對教師提出的問題，開動腦筋，對問題進行探究和論證。

四、一些通過物理思維進行解題的實例

1.整體思維

整體思維又稱系統思維，它認為整體是由各個局部按照一定的秩序組織起來的，要求以整體和全面的視角把握對象。整體思維法是以多個物體為研究對象，把不同部分看成一個整體，從而全局地把握物理現象的本質和規律的解題方法。這種解題方法注重從整體上對物理現象的本質和規律進行把握，可以將復雜的物理問題變繁為簡、變難為易。例如，如圖所示（圖略），水平地面上放置了質量為M的三角形大木塊，質量為m1 和m2的兩個小物體沿著大木塊勻速下滑，求大木塊受地面的摩擦力大小。解題過程：采用整體思維法，利用平衡條件即可得到正確答案。因為m1、m2 均在M上勻速下滑，m1、m2 和M均處于平衡狀態，整體所受合外力應為零。整體在水平方向不受外力，故摩擦力大小為零。

2.逆向思維

逆向思維也叫求異思維，它是對司空見慣的似乎已成定論的事物或觀點反過來思考的一種思維方式。這種思維方式可以避免學生的思維僵化或者產生思維定式，能夠開闊學生的思路，讓學生的解題過程變得更加靈活，提高學生的解題能力。例如，有三塊平行疊放而且厚度相同的木板，一顆子彈垂直向這三塊木板射出，剛好能穿過第三塊木板。已知子彈在三塊木板受到的阻力相同，求子彈穿過三塊木板用的時間比t1：t2：t3。解答過程：子彈在木板中運動時所受阻力相同，故子彈穿過三塊木板的運動是勻減速運動。本題可以采用逆向思維進行解答，把子彈在木板中勻減速直線運動當成反方向的初速度為零的勻加速直線運動來處理。根據初速度為零的勻加速直線運動通過連續相等位移的時間比，可得子彈穿過三塊木板的時間之比。從本題不難看出，這道題目的解答如果從正面思維出發，具有較大的解題難度，但是換一種角度，從逆向思維出發，就很容易地對問題進行解答。因此，教師要注重培養學生的逆向思維，引導學生從問題的相反面深入地進行探索，獲得新的思路，使問題簡單化。

五、結語

綜上所述，教師在物理教學中除了要讓學生掌握基本的物理知識、技能與方法之外，更重要的是注重完善學生的物理思維，提高學生的解題能力，促使學生可持續發展。教師要在課堂教學中精心創設物理情境，培養學生的探究能力，營造良好的課堂教學氛圍，引導學生拓寬知識視野，注重培養學生的質疑和猜想能力。要發揮自己的主導作用，引導學生從物理事實出發進行抽象概括，拓展學生的多元化思維，引導學生對物理問題進行具體分析，讓學生學會從已知推導未知，并將多元化思維用于解題過程中。物理思維對物理的解題過程是非常重要的，教師要指導學生總結歸納知識并形成體系，引導學生靈活運用物理思維對物理問題進行解答，注重提高學生一題多解的能力，增強學生的物理學科核心素養。

參考文獻：

[1]黃永順.實現高中物理解題成功的“巧”意識[J].福建教育學院學報，2017（02）.

[2]王運兵.高中物理教學中的學生解題能力培養探究[J].廣西教育學院學報，2016（08）.

[3]錢俊琦.解決物理問題的形象思維分析[J].江蘇教育學院學報：自然科學版，2011（12）.

[4]董程程.高中生物理解題思維障礙與教學策略研究[D].沈陽師范大學，2016.

[5]徐修曉.高中物理教學中培養學生創造性思維的思考[J].基礎教育研究，2013（10）.

[6]鄭蔚青.形象思維與抽象思維相結合改進高中物理教學[J].北京教育學院學報：自然科學版，2010（12）.

[7]董鎔澤.高中生物理解題思維障礙的研究[D].東北師范大學，2013.

[8]孫燕.培養高中生物理解題能力的三部曲[J].廣西師范學院學報，2006（12）.