高中物理解題思維障礙及對(duì)策探討

游燦冬

（福建省柘榮縣第一中學(xué)，福建寧德 355300）

引 言

在物理教學(xué)中，例題是考查學(xué)生物理知識(shí)掌握情況的有效方式。通過對(duì)學(xué)生的物理解題現(xiàn)狀分析可知，學(xué)生在解題時(shí)如遇到了思維障礙，無法快速找出問題的突破口，則會(huì)直接影響他們的物理學(xué)習(xí)效果。為此，教師需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理的引導(dǎo)，解決學(xué)生的思維障礙，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效率。

一、物理基本概念的導(dǎo)入

文章以魯教版高中物理選修3-1 中的“靜電現(xiàn)象及其微觀解釋”為研究對(duì)象，闡述討論物理基本概念導(dǎo)入教學(xué)的實(shí)用性和可行性。

例如，在教學(xué)“靜電場(chǎng)”這一章節(jié)時(shí)，教師首先需要引入兩個(gè)概念：正電荷和負(fù)電荷。之后，教師可以向?qū)W生提出問題：“在晚上睡覺時(shí)，有時(shí)我們脫衣服的過程中突然會(huì)看到一絲亮點(diǎn)，請(qǐng)問該亮點(diǎn)是什么？”學(xué)生根據(jù)生活常識(shí)回答是衣服之間產(chǎn)生了靜電。接下來，教師繼續(xù)追問：“電荷都是有正負(fù)之分的，請(qǐng)問靜電是哪一種電荷？”學(xué)生無法判斷出靜電屬于哪種類型電荷。

用生活事例導(dǎo)入教學(xué)后，教師可以導(dǎo)出相關(guān)的物理教學(xué)內(nèi)容。絲綢摩擦過的玻璃棒攜帶的電荷是正電荷，毛皮摩擦過的橡膠棒攜帶的電荷是負(fù)電荷。當(dāng)同性電荷靠近時(shí)，兩者相互排斥；當(dāng)異性電荷相互靠近時(shí)，兩者相互吸引，即正負(fù)電荷同性相斥、異性相吸。電荷守恒定律是電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，只能從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，或者是從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在任何轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量是不變的[1]。

二、物理實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證學(xué)習(xí)

（一）電荷守恒定律的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)

為了幫助學(xué)生直觀地了解物理電荷的基本特性，教師可以準(zhǔn)備相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)踐，驗(yàn)證兩種電荷的物理學(xué)定義，從而牢固掌握同性相斥、異性相吸的電荷守則。為了保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，教師可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理的分組，由五位學(xué)生組成一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，確保實(shí)驗(yàn)開展的安全性與可靠性。通過學(xué)習(xí)小組將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行合理的放大，提高學(xué)生該節(jié)課的學(xué)習(xí)質(zhì)量與效率。

（二）恒定電流的物理實(shí)驗(yàn)開展

在教學(xué)魯教版高中物理選修3-1 中“恒定電流”一節(jié)內(nèi)容時(shí)，電流、電阻、焦耳定律、串聯(lián)電路與并聯(lián)電路等教學(xué)內(nèi)容都較為抽象，為了保障教學(xué)的整體效果，教師可以開展物理實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)教學(xué)，提高學(xué)生的物理綜合學(xué)習(xí)水平。

在教學(xué)串聯(lián)電路與并聯(lián)電路時(shí)，為了保障該節(jié)課的教學(xué)效果，教師可以將翻轉(zhuǎn)課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行一定的結(jié)合。因?yàn)樵摴?jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)了解串聯(lián)、并聯(lián)的電流和電壓的規(guī)律，而對(duì)實(shí)際教學(xué)的課時(shí)可以進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化[2]。

為了給實(shí)驗(yàn)教學(xué)預(yù)留更多的時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綜合質(zhì)量，教師可以將教學(xué)的核心內(nèi)容編制相關(guān)的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在課后時(shí)間進(jìn)行主動(dòng)預(yù)習(xí)，學(xué)習(xí)掌握該節(jié)課的主要物理內(nèi)容。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中會(huì)根據(jù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容提出很多的問題，如串聯(lián)電路的電流是否處處相等，串聯(lián)電路一旦出現(xiàn)問題，會(huì)無法構(gòu)成回路嗎？

學(xué)生在進(jìn)行課堂實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以帶著具體的問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作中各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析，可以驗(yàn)證教材內(nèi)容中涉及的物理定理的正確性。由于翻轉(zhuǎn)課堂的開展，絕大多數(shù)的教學(xué)內(nèi)容學(xué)生在課前已經(jīng)自主完成了，因此學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)間更加充裕。教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)電路電流實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理的拓展，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的思維創(chuàng)造力，提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)[3]。

三、高中物理解題思維障礙及對(duì)策研究

（一）學(xué)生的解題思維障礙分析

物理例題：在相同時(shí)間內(nèi)，電流通過電阻絲甲產(chǎn)生的熱量比通過電阻絲乙產(chǎn)生的熱量多。下列說法正確的是（）。

A.甲的電阻一定大于乙的電阻

B.甲兩端的電壓一定大于乙兩端的電壓

C.甲中的電流一定大于乙中的電流

D.甲的實(shí)際功率一定大于乙的實(shí)際功率

在解題時(shí)，有些學(xué)生常常會(huì)陷入混亂的物理定理中，可能會(huì)回憶該章節(jié)學(xué)習(xí)的所有物理定義：電荷守恒定律、焦耳定律、串聯(lián)電路、并聯(lián)電路。學(xué)生由于無法準(zhǔn)確判斷出該例題與哪一部分的內(nèi)容相對(duì)應(yīng)，他們的解題會(huì)遇到思維障礙。

學(xué)生出現(xiàn)物理解題障礙的首要原因是審題不明，無法從題目中獲取到關(guān)鍵信息，進(jìn)而不能快速回憶出相對(duì)應(yīng)的物理知識(shí)。還有一部分學(xué)生采取排除法的方式，即將每一個(gè)選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的物理內(nèi)容都套入問題中，若是符合基本邏輯關(guān)系，則該選項(xiàng)是正確的[4]。

學(xué)生采取排除法的思維路徑是正確的，因?yàn)榕懦ㄊ怯袇⒖即鸢缸寣W(xué)生進(jìn)行選擇的。值得注意的是，若是遇到了填空題或問答題，排除法就沒有用，且在對(duì)例題進(jìn)行排除時(shí)，很可能出現(xiàn)多個(gè)選項(xiàng)符合例題邏輯的情況。因此，學(xué)生在物理解題時(shí)，需要端正自己的解題態(tài)度，找出解題突破口。

（二）提高學(xué)生解題效率的對(duì)策探討

在提高學(xué)生物理解題效率時(shí)，教師需要引導(dǎo)學(xué)生找出物理例題的關(guān)鍵詞。上述例題的關(guān)鍵詞就是“電阻絲”和“熱量”，通過對(duì)這兩個(gè)關(guān)鍵詞進(jìn)行聯(lián)系分析，學(xué)生可以從眾多的物理知識(shí)中篩選出例題考查的內(nèi)容。

電阻絲和熱量對(duì)應(yīng)考查的物理內(nèi)容就是魯教版高中物理選修3-1 中的第三章節(jié)“恒定電流”。學(xué)生通過對(duì)該章節(jié)的物理定律進(jìn)行歸納分析，可以得出例題考查的對(duì)應(yīng)知識(shí)是“焦耳定律”，即電力通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟電阻的通電時(shí)間成正比[5]。

學(xué)生通過焦耳定律的判斷，可以明確時(shí)間與電阻絲熱量之間的關(guān)系，不能確定電流和電阻對(duì)熱量的影響，因此可以去除選項(xiàng)A 和選項(xiàng)C。通過焦耳定律的推論公式，可以明確電阻絲電壓與熱量的關(guān)系，由于該例題中沒有提出電壓，因此不能確定電阻絲的兩端電壓，學(xué)生便可以去除選項(xiàng)B。通過P=Q/t 的焦耳定律可知，當(dāng)時(shí)間相同時(shí)，電阻絲的熱量與功率有關(guān)系，而選項(xiàng)D 是甲的實(shí)際功率一定大于乙的實(shí)際功率，因此該例題的正確答案是選項(xiàng)D。

結(jié) 語

綜上所述，在高中物理教學(xué)中，教師需要落實(shí)物理概念導(dǎo)入和物理實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)的教學(xué)方案，為學(xué)生的物理解題打下基礎(chǔ)，而且要通過對(duì)學(xué)生的合理引導(dǎo)，提高學(xué)生的解題效率。