摒棄機械套用 以科學思維來指導物理學習

陳克利

(江蘇省海門市第一中學 226100)

愛因斯坦在回憶自己的成長經歷時說過：“學習必須要勤于思考，我之所以成為一個科學家，就是因為思考、思考，再思考.”靈活思維是物理研究的第一特征，但是現實情況中，不少學生思維過于機械，這些情況值得我們研究和重視.

一、學生物理問題分析中存在的問題

翻開任何一本物理參考資料的答案部分，我們可以發現，對于一些計算性質的問題，公式或方程必然會成為解題答案的主干.這是很正常的現象，因為這對應著采用數學語言刻畫物理模型，用數學知識來解決物理問題的常規思路.但是這卻給學生帶來了一些誤導，即只要代入合適的公式，問題就能輕松搞定.

出現上述思維傾向也可能是教師錯誤的引導，很多時候，由于教學進度的問題，教師在部分習題的講解時，稍稍點清題意就開門見山地問學生：該選用哪個方程呢？等不及學生的回答，教師就自顧自地將相關方程列在黑板上.因為習題的選擇往往是匹配章節設計來的，因此學生的選擇面其實很窄，學習“圓周運動”時所遇到的問題大多是要用向心力的相關公式，學“萬有引力定律”時自然要用萬有引力定律的公式，心理暗示由此形成，只要選對公式，問題就能輕松解決.

經常發現這樣的現象，學生在做作業時，都會將書本放在邊上，遇到不會的概念或公式就要去翻書，這顯然是不對的，此類做法其實還是一種機械套用公式的問題處理思路.如果只是平時的課時作業，學生這樣操作基本不會引起多大的問題，因為你只要在這一區域選擇公式即可，即便是一些綜合題，相關內容都有很強的整合性，但是可選的公式并不多，因此學生的套用速度還是很快的.但是遇到一些較為靈活的問題，或是正式考試時，學生將面臨困境，一方面頭腦中沒有公式儲備，就無法進行選擇，二是即便臨時強記了一些公式，沒有深度掌握，又如何做到靈活選擇呢？要改變這一現狀，教師必須在平常的教學過程中，引導學生熟練掌握公式，并在練習中摒棄生搬硬套的做法，要用靈活思維來指導自己的問題分析.

二、以靈活思維來指導問題分析

在物理理論的建構過程中，物理實驗和科學思維被認為是最主要的兩個支撐，這也在一定程度上肯定了思維的重要性，而領悟則是思維的發展指向.正如前文所講，很多問題的分析都需要用到物理公式，但在筆者看來，這不是對公式的使用，嚴格意義上講這是對規律的使用.公式只是對物理規律的數學化處理，我們采用公式來刻畫某個物理過程，其實也正是循著物理規律來解讀現有場景，并嘗試采用數學語言來刻畫相關物理量的關系.而在實際問題處理的過程中，你是采用公式來實現問題的解決，還是采用其他方式來解答，一切都取決于研究者思維的靈活程度，取決于他對知識和方法理解的靈活程度.

在實際教學中，教師都會強調讓學生能夠對物理規律和公式做到活學活用，這種使用不是簡單地套用，而應該是學生在記住相關內容之后，在具體處理時可以從大腦中及時地將相關信息提取出來.這必然還會帶來這樣一個好處，那就是學生問題處理的速度，從記憶中提取公式的速度顯然要比臨時翻閱書本要有更高的效率，而且臨時翻閱書本本身還有一種試探和篩選的意思，這必然會影響問題分析的節奏.快節奏的思考還會對學生的問題探索進行產生一種正反饋的機制，在這種背景下學生的思維會更加靈活，他們也將形成更加扎實和有效的認識.

三、在合作探究中形成思路的優化

讓學生的思維不再機械，并且以更加靈動的思路來分析和研究問題的一條關鍵手段是合作學習.面對一個相對陌生的問題，學生的思路是比較模糊的，這時教師可以讓學生按照自己的思維習慣以及已有認知展開自主思考，然后在合作探究中分享自己的思維成果，這不但能夠幫助學生形成較為全面的認識，還能幫助學生發展自己的思維.

在組織學生進行討論時，學生的自主思考是最基本的前提，唯有學生經歷過充分思考的合作探究才是真正意義上的有效合作，否則合作探究將淪為一場鬧哄哄的議論，充斥學生一些不著邊際、完全碎片化的認識.這樣討論下去將毫無效率可言，因此一場有序而高效的討論應該建立在學生有所思考的前提下，如此學生才能真正通過討論獲得啟發，并且在相互啟發下完成自己的認識.

比如在探究加速度由哪些因素決定時，教師將這個問題交給學生來進行猜想，讓每一個學生都切實經過思考，然后再安排學生圍繞自己的猜想展開探討，這時教師需要明確要求，讓學生在給出猜想的同時也要說明理由，如此則能避免學生根據主觀臆斷隨意亂講.在教師的鼓勵下，學生展開交流，他們有的指出：加速度和力有關，因為牛頓第一定律指明，力是改變物體運動狀態的原因，自然也就是產生加速度的原因；還有學生更加明確地指出：力越大，則加速度越大，可以結合某些實例來說明，比如汽車動力越大，則加速越猛；更有學生直接說明：根據物理規律的簡潔性特點，加速度應該正比于受力.上述有關討論都合情合理，是合作探究優化學生探究思路的明證，這也為后續學生有關加速度和質量的關系探討奠定了基礎，做出了示范.由此可見，合作探究的確能夠起到優化思路的作用.