多維導引 突破初中物理學習思維力障礙

李 錦

（閩侯縣第四中學，福建 閩侯 350102）

作為科學教育的重要組成部分，初中物理是以提高全體學生科學素養為目標的自然科學基礎課程。這一階段，除了學習終身發展所必需的物理基礎知識和方法外，還要在分析和解決物理問題時運用科學概念、原理、定律、公式等進行推理和判斷，因此也正是培養學生邏輯思維能力的大好階段。把握并利用好這個階段，不僅有利于幫助學生養成良好思維習慣，激發學生學習興趣，增強學生求知欲望，提高學生學習能力，還有利于學生理解事物發展的客觀本質，幫助學生做好知識遷移，進而幫助學生深刻理解和認識事物間的內部聯系與客觀規律。學生在學習過程中，突破學習思維力障礙，可以更好地將課本上所學到的感性材料內化成為自身的理性認識，對于自主學習能力的培養大有益處。

一、思路導引，培養學生思維能力的流暢性

新課程改革突出了學生的主體地位，但教師的主導地位也絕對不可否認。當然，教師的主導地位，不是統治課堂，而在于了解學生，滿足學生在成長關鍵階段對關愛和尊重的需要，激發學生學習熱情，形成積極向上的學習態度。但在教學中，時常會出現學生好學樂學，可總是學不會，總是找不到問題的切入點，其原因在于思路混亂。思路是思考的條理脈絡，如果思考問題時脈絡不清晰，大腦里就不會有清晰的思維和邏輯，就很難形成有效的解決問題的方式方法。根據心理學家皮亞杰的“認知發展階段理論”，初中階段的學生正處于由具體思維向抽象邏輯思維過渡的階段。這一階段，形象思維仍起重要作用。因此在教學中，要注重物理情境的創設，也要做好思路的導引，促進學生積極思考，讓學生在情境中感悟物理，在思考中理清脈絡，構建清晰的邏輯脈絡，從而訓練和培養學生思維能力的流暢性。

如在“歐姆定律：探究影響電流大小的因素”實驗中，設計思路的導引不僅是教學的重要內容，也是訓練和培養學生邏輯思維能力的關鍵環節。

1.定義需要解決的問題：要研究什么？研究對象是誰？影響因素有哪些？

思路導引（1）：明確實驗目的。

實驗目的：探究電流與電壓關系。

思路導引（2）：猜想（影響研究對象的因素可能有哪些？）

師：影響電流大小的可能因素有哪些？

生：電阻是導體對電流的阻礙作用；電源是提供電壓的裝置，電壓是形成電流的原因。因此影響電流大小的可能因素有：①電壓；②電阻。

2.構建實驗核心策略：用什么方法？如何整體規劃？

思路導引（3）：確定實驗方法（要用哪些研究方法？）

師：當某一物理量可能受到多個因素影響到時，應采用什么物理研究方法？

生：控制變量法

思路導引（4）：設計實驗，制定實驗計劃。

生：控制電阻一定，探究電流與電壓關系。

生：設計圖1電路，用電壓表測電壓，用電流表測電流。記錄電壓值和電流值，進行分析。

3.提出改進建議：制定的規劃合理嗎？如何優化？

思路導引（5）：優化實驗計劃

師：圖1電路會有什么問題？如何完善電路？

生：只能測一組數據，實驗結論存在偶然性。

改造：如圖2所示，再串聯一個滑動變阻器，改變電壓和電流，進行多次測量，排除偶然因素的影響。

物理課程的價值，不僅在于科學認知的培養，更在于使學生得到智慧的啟迪。物理學科不只是一種認知成果，更是一個認識過程，是一個由未知到已知、由不懂到懂的過程。因此，初中物理教學中，應注重發揮學生的主體作用，在做好知識傳授的同時，務必加強探究思路的引導，注重科學的實踐和經歷。教師的引導，關鍵在于定義探究問題，幫助學生構建核心策略，對學生設計和規劃提出改進建議，從而引導問題的解決，讓學生在思考、領悟、遷移和應用過程的經歷中，訓練和培養學生的思維尤其是邏輯思維。

二、問題導引，培養學生思維能力的聚焦性

要學習就必須學會思考，學思結合才能成為學習的主人。思維的起點在問題，但對于心理還未完全成熟的初中生，很多時候，教師提出了問題但學生尤其是中下水平的學生還是不想思考不愿探索，原因在于這些問題他們不感興趣。亞里士多德提出“思維往往自驚奇和疑問開始”的觀點，愛因斯坦更是認為“提出問題比解決問題更重要”！因此，在初中物理教學中，教師不僅要善于提出問題，更要善于創設物理情境，結合情境設計一些有思維價值，能引發學生興趣、愿意深入思考的問題，刺激學生的好奇心和求知欲，點燃學生學習熱情，在教師引導下應用邏輯思維思考問題，在探索中解決問題。

如在滬科版八年級物理《認識浮力》教學時，教師可以結合情境創設如下問題：

1.在展示學生熟知的輪船、漁船等漂浮在水面的明顯利用浮力的事例來引出課題，接著拿出一個小鐵塊放入水中，在小鐵塊瞬間沉底后提出：“輪船漂浮在水面，受到水的浮力，那么在水中下沉的鐵塊有沒有受到浮力呢？”

2.在學生莫衷一是的猜想后提出：“有或沒有？物理學解決這類問題的辦法是……”通過學生的思維和記憶，將實驗探究解決問題的方法再一次教給學生。

3.在建立浮力概念后提出：“該怎么探究下沉的鐵塊有沒有受到浮力？”

4.在觀察到彈簧測力計示數減小后提出：“彈簧測力計示數減小了，說明了什么？”如果這個問題讓學生感到困難，可以把小鐵塊從水中取出后接著提出：“現在這種情況下，有什么辦法讓彈簧測力計的示數減小？”

又如，在滬科版八年級物理《動能與勢能》教學中，由于學生對勢能比較陌生，因此問題的設計更需要注重與物理情境的創設相結合：（1）播放過去農民喊著號子夯土的視頻，提出問題：大石塊從高處落下時，可以把松散的泥土夯實。為什么農民要把大石塊高高掄起？（2）大石塊舉起的高度不同，夯土的效果也不同，這說明重力勢能有大小。那么重力勢能的大小跟哪些因素有關？（3）怎樣驗證大家的猜想？怎樣設計實驗？（4）同學們想到了用石塊，用鐵塊，教師想到的是大鐵釘。你們認為有區別嗎？區別是什么？哪個效果可能更好？（5）實驗演示：將一個大鐵釘和一個石塊分別從相同高度自由釋放，觀察二者落入沙子里的現象。（6）實驗演示：將一個大鐵釘從不同高度自由釋放，觀察鐵釘落在沙子里的深淺情況；再將兩個大小不同的鐵釘從同一高度自由釋放，觀察鐵釘落在沙子中的深度。在歸納出重力勢能的影響因素后接著延伸拓展：（7）日光燈牢牢地安裝在教室頂部，它們有沒有重力勢能？能用什么方法證明呢？

興趣能激發求知欲，可以把學生引向學習，引向探索。結合生活生產的情境創設便在于激趣，而設問更注重——引導學生走向物理。優化設問的關鍵在于梯度，在于適合學生的學習能力和知識水平進行層層遞進的導引，平衡班的教學尤為如此。唯有這樣，才能保證占班級絕大多數的中下層次的學生聽得進、聽得懂。“跳一跳就能摘到桃子”［1］的教學不僅降低學生的思維負擔，更能極大地增強學生的信心，增強學生學習的主動性和積極性。在獲得成功的同時，優化設問形成的探究思路的邏輯化、程序化和漸進性，也讓學生的邏輯思維得到很好的訓練和培養。

三、框架導引，培養學生思維能力的整體性

教學中不難發現，學習困難、思維混亂的學生在很大程度上是因為基礎知識不扎實，或是無法有效整合知識體系，碎片化的知識結構使得他們需要解決問題時，找不到相關的系統知識來支撐思維，從而導致不得要領，找不到切入點。

思維導圖是一種有效的思維模式，應用于記憶、學習、思考等的思維“地圖”，有利于人腦的擴散思維的展開。［2］借助思維導圖，可以在教學中把某個知識點相關的概念、定義、規律和現象等進行橫向歸納總結，可以在復習中把相類似、相關聯的知識進行縱向綜合歸納，幫助學生構建起初步的模塊化知識體系，讓學生更加直觀、清晰地了解和掌握所學內容，從而加深印象，便于記憶。

如“效率”問題，初中物理八年級學習了機械效率，九年級學習了熱機效率，在知識拓展中還涉及到發光效率、鍋爐效率、電功效率等，由于這些效率問題零散地分布在不同時間、不同模塊內容之中，一旦學生無法明晰它們之間的共性特點，沒能把它們整合為一體，不僅增加學生的學習負擔，還勢必造成學生“頭疼醫頭腳疼醫腳”不得要領的局面。因此，在《機械效率》教學中，教師就要與學生一起，以主概念為起點，利用思維導圖把機械效率的定義、公式、要素、特點以及提高滑輪組機械效率方法等相關知識進行橫向整合（如圖3），幫助學生對機械效率有個比較系統的認識，并在相關知識點之間建立起記憶連接，逐步構建學科知識體系。在總復習中要注意把初中階段學習的、在練習中遇到的效率問題進行縱向總結，找到它們之間的共性特點，歸納出解決效率問題的共同途徑，最后利用思維導圖構建出有關效率問題的整體知識體系（如圖4）。

利用思維導圖把碎片化的知識進行知識橫向整合和縱向歸納，也是訓練和培養學生邏輯思維的一種有效方式，構建起的學科知識體系也有效地幫助學生明晰了知識間的內在聯系，懂得了知識的整體架構，方便學生“舉一反三”找到解決問題的途徑。扎實的知識基礎，對于引導學生形成系統學習、整體思考、邏輯思維的習慣更有莫大的助益。

四、錯題導引，培養學生思維能力的嚴密性

學生的思維積極性被調動后，在其思維過程中仍然會有“障礙”出現。諸如：學生的思維定勢、知識的負遷移干擾和直覺、表象的殘缺等都會干擾正確的思維［3］：抓著典型錯題加以引導，發覺解題漏洞，提升思維能力的嚴密性。

例如：在如圖5、6所示的電路中，電源電壓相同且不變，電路元件均完好，電流表A1的示數比A2大，下列方案中有可能使兩電流表示數相同的是：

方案：

圖5

圖6

①用一個更小的電阻替換R3

②用一個更大的電阻替換R2

③將圖5中的R2與圖6中的R1互換

④將圖5中的R1與圖6中的R3互換

學生根據平常知識儲備和思維定勢，結合歐姆定律，當電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比，造成錯覺便簡單的認為方案①和②可行，忽視了在并聯電路中（如圖5）即使并聯一個大電阻，并聯后的總電阻依然小于R1，串聯電路中即使串聯一個小電阻，串聯后的總電阻依然大于R1，所以學生基本都會錯選方案①和②。應用錯題加強引導，明確串并聯電路特點，注重思維的嚴密性，從而達到培養學生思維能力的問題。教師要善于抓著典型錯題，教給學生分析、解決問題方法，訓練思維，發展學生思維能力，培養學生思維能力的嚴密性。

邏輯思維是人類認識自然最基礎的思維過程，是人智力活動的核心，在人的一生中都起著重要的作用。在教育信息化飛躍發展的今天，物理教師要充分利用自身優勢，將信息技術與物理教學進行有機融合，改進自身教學方式，改進學生學習方式，將邏輯思維能力的培養貫穿在教學里，調動學生主動思考、邏輯思考、獨立思考，提高教學實效。