多向性思維視野中的高中物理力學教學

秦大明

摘 要：每個學科都有其自身的基本知識體系和技能要求，而相應思維能力的訓練則是重要的不可缺少因素。思維是基于學生對該學科基本知識的理解，引導學生能夠將一些孤立的、零碎的知識和具體的物理問題相關聯，其本質是訓練學生識別并駕馭物理知識、靈活運用物理知識解決問題和理解基本規律的能力。

關鍵詞：多向性思維;高中物理;力學教學

在實施和擴大教育教學改革中，高中物理教師需要將物理學科知識與物理學習思維有效地相結合，以不斷改變和完善教育模式和物理模型，從而提高教學效率和質量。實踐表明，多向性思維在物理學科教學中的應用能有效地提高了課堂教學的高效性。物理學習要以理性思維為中心，教師要善于發現問題，引導學生主動提出問題，通過師生共同探討，讓學生能從多角度思考問題、解決問題，最終使學生樂于思考、善于思考。

1.多向性思維的含義

多向思維是從不同的角度、不同的方向、不同的層次進行多方面的思維判斷，從而形成解決問題的多種思路、多種方法、多種方案，進而為決策選擇打下良好的基礎。在從一種腦力勞動轉向另一種腦力勞動的過程中，這種思維多向性尤為重要。與外科手術在性能上有類似之處，這種多向性思維出現在各種解決方案中，并以解決常見方案的能力加以體現，顯示了重新配置某些知識和操作的多種可能性。

2.多向性思維的高中物理力學教學方法

2.1牛頓第二定律加運動學方程

牛頓第二定律是力和運動的瞬時關系，在解決在恒定的空間和時間中發生的機械運動問題時，僅僅運用力的瞬時作用顯然還不夠。因此，通常將力的瞬時效應與運動學方程結合起來使用。這時，加速度便成為聯系運動與力的橋梁和紐帶。

2.2從動量入手解決問題

在動量不守恒的情況下，使用動量定理，這一定理的研究對象是一個物體;在動量守恒的情況下，使用動量守恒定律，其研究對象是一個系統。動量守恒定律在系統∑F=0時，通過對系統內的各個物體分別使用動量定理可以推導出來。因此，動量不守恒是一般情況，而動量守恒則是特殊情況，有比較嚴格的限制條件。

2.3從能量入手解決問題

機械能不守恒時，可以使用動能定理研究問題，它的研究對象是一個物體;機械能守恒時，使用機械能守恒定律，它的研究對象是一個系統。該定律可以在系統內∑W=W重+w彈+……的條件上，使用動能定理推導出來的。總的來說，機械能不守恒是一般情況，而機械能守恒是具有嚴格限制條件的特殊情況。

特別要注意，能量守恒定律具有廣泛的用途。在牛頓運動定律不再有效的微觀領域中，能量守恒定律仍然有效。解決“動力學問題”時，三種基本方法中的每一種都應預見到，因此，抓住了解決動力學問題的三種基本方法，也就抓住了高中物理學習的主要思維結構。在高中物理問題中，牛頓第二定律和運動理論中的力局限于恒力，而動能定理和機械能守恒定律既適用于直線運動，又適用于曲線運動或有往返的運動，因此對于從能量角度解決問題可以非常靈活。

解決動力學問題的三種基本方法也被稱為三件金鑰匙，可用于解決任何一個動力學問題。無論動力學問題有多復雜，實質上都可以將其視為三種基本方法的排列或組合。

以下通過一個具體實例加以說明。

例題、在水面以上H米的高度有一個小球，小球的質量為m千克，密度為ρ（小于水的密度ρ’）。如果小球從當前高度自由下落，那么小球可以到達水中的最大深度h=？（水的阻力忽略不計）

以上多向性思維訓練過程中，需要注意以下幾點：首先，要開拓學生的思維，不要試圖只依靠牛頓第二定律。后兩種方法可以從牛頓運動定律中得出，但是它們只分析運動開始和結束位置，而不必考慮復雜且通常很繁雜的中間過程，解決問題時很有優勢。其次，如果循著某一條思路無法走得通時，則要善于選擇嘗試其他兩種方法是否有效。第三，在所有方法都適用的情況下，可以通過計算來得到哪種方法最簡單，這就對學生有了更高的要求。通過教學可以促進學生知識的積累、聯系、組織、檢索變得有條理，使學生形成物理解題觀點，從能解題向解決問題過渡。只有這樣，解題時才能形成有向思維和有序思維，而不是無目的的胡思亂想，從而實現跳出題海的目的，最終達到開發智力、提高能力的目標。

3.結語

教師應著重于幫助學生理解學科的整體結構，從而選擇更好的教學方法，并了解各部分知識在每本教科書中特定的位置。多向性思維訓練一定要以扎實的基礎知識和基本技能為前提，否則就會變成“空中樓閣”和“海市蜃樓”，就像立足于“沙灘”上的結構框架一樣難以形成，本身也就成了“無水之源、無本之本”。

參考文獻

[1]劉君.新課程背景下高中物理生活化教學研究與實踐[D].東北師范高中2017

[2]陳基.創設高中物理教學情景的研究與實踐[D].西北師范高中2016