如何在高中物理深度教學中發展學生高階思維

摘 要：高中物理深度教學中注重發展學生的高階思維，因為高階思維對深化學生理解所學、靈活運用所學更好地解決問題具有重要意義。因此，教師應做好高中物理知識點的深入剖析，結合自身教學經驗，積極尋找有效的教學策略，以確保深度教學活動的順利實施，促進學生高階思維的進一步發展。

關鍵詞：高中物理;深度教學;高階思維

中圖分類號：G427 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-624X（2020）28-0056-02

引 言

深度教學是指教師以基礎知識為立足點，深入挖掘知識內涵，積極拓展知識外延，從而使學生全面認識與理解知識的本質[1]。在高中物理生物教學中，教師不僅要使學生掌握物理知識本質，還要發展其高階思維，促使其在掌握知識的同時，提升思維能力。

一、借助速度分解教學發展學生高階思維

在高中物理深度教學中，如何正確地分解物體的運動速度這一知識，對學生的認知能力要求較高。在實際教學中，為了更好地發展學生的高階思維，一方面，教師應先為學生講解速度分解的相關知識，尤其注重設計特殊情境下的速度分解問題，鼓勵學生嘗試著進行分析，然后講解正確的速度分解思路，使學生能夠對照自身實際情況，認識到速度分解的不足，并及時糾正理解的誤區。另一方面，教師應注重為學生講解經典的例題，使其體會速度分解的過程，掌握速度分解的相關思路與技巧，為其以后解答類似的問題積累經驗[2]。

例1，如圖1所示，桿AB的A端以速度v向右做勻速運動，且運動的過程中始終與一靜止的半圓周相切，半圓周的半徑為R，當桿與水平線的夾角為θ時，求桿的角速度w以及桿上與半圓相切點C的速度。

該題目較特殊，靈活地考查了速度分解問題。學生通過學習能很好地拓展思維。在課堂上，教師應注重為學生詳細講解解題過程：以C點為研究對象，因其始終與靜止的半圓相切，和桿垂直的速度為零，因此桿上C點的速度沿桿。以A點為研究對象，對其速度進行分解。其產生兩個速度，即沿著桿的速度v1和繞著C點轉動的速度v2。由幾何知識可知vc=v1=vcosθ，又因為v2=v·sinθ=w·AC。而AC=R·cotθ，所以w=。

二、借助物體運動圖像發展學生高階思維

運動圖像是運動學的重要組成部分，借助運動圖像分析物理問題能大大簡化解題步驟，提高解題效率[3]。在實際教學中，教師應注重借助物體運動圖像發展學生的高階思維。一方面，教師應為學生認真剖析物體不同運動圖像的讀圖要點，使其充分理解縱軸、橫軸及圖像與坐標軸所圍面積表示的含義。另一方面，教師應結合學生所學設計經典的問題，并給學生留下一定的時間，讓其進行思考，從而在鞏固學生所學的同時，進一步發散其思維。

例2，一物體由靜止從A點沿直線駛向B點，并剛好靜止在B點。若AB兩地的距離為s，物體做勻加速行駛的加速度為a1，做勻減速運動時加速度的絕對值為a2，則求物體從A點運動至B點所需的最短時間t。

該題目要求運動的最短時間，可使用函數及圖像法求解。其中用圖像法求解容易理解，解題過程較簡單。課堂上，教師可以先要求學生認真回顧所學的物體運動圖像知識，積極思考，從圖像中找到解題的突破口。由運動學知識可知，在v-t圖像中，圖像與x軸圍成的面積即為其物體的位移，因此，可繪制如圖2所示的物體運動圖像。

由圖像可知，物體做勻加速直線運動而后做勻減速直線運動，剛好停在B點。如圖2所示，其運動圖像與x軸剛好構成三角形。設加速的位移為s1，減速的位移為s2，最大速度為vm，則滿足s=s1+s2=+，又因為s=s1+s2=+=，而vm=，所以t=。

三、借助萬有引力定律發展學生高階思維

萬有引力定律是高中物理的重要知識點。很多學生只是死記硬背相關的解題公式，一旦遇到情境較為新穎的問題，便不知如何作答。為避免這一情況的發生，教師應注重發展學生的高階思維。一方面，由于萬有引力定律相關題型較多，在教學中，教師應注重篩選新穎的習題情境，通過習題提高學生靈活運用知識的能力。另一方面，為避免挫傷學生解題的積極性，教師應在學生解題的過程中給予引導，使其少走彎路，迅速找到突破口，從而提高學生解題的自信心[4]。

例3，一顆軍事衛星在距離地面高度為地球半徑的圓形軌道上運行，衛星軌道平面與赤道平面重合，偵察信息通過無線電傳輸方式發送到位于軌道上的地面接收站，已知人造地球衛星的最小周期約為85min，則以下說法正確的是（）。

A.該軍事衛星的周期約為480min

B.該軍事衛星的運行速度約為7km/s

C.該軍事衛星連續兩次通過接收站正上方的時間間隔約為576min

D.地面接收站能連續接收到信息的時間約為96min

該題目不僅考查開普勒第三定律、萬有引力知識，而且考查學生運用幾何知識分析物理問題的能力，難度較大。在實際教學中，教師應注重引導學生繪制相關的草圖進行輔助分析。由開普勒第三定律=，解得T≈240min，A錯誤;由v =≈5.6km/s可知，B錯誤;該軍事衛星連續兩次通過接收站正上方由幾何關系可知：-=2π，解得t1=288min，C項錯誤。衛星與接收站的關系如圖3所示：

設衛星在A1、A2位置接收站恰好能接收到信息，由幾何知識可知∠A1OB1=∠A2OB2=，+=·2π，解得t2==96min，D項正確。

四、借助電磁學知識發展學生高階思維

電磁學的一些習題綜合性較強，對學生深入理解所學的能力要求較高[5]。在教學中，為使學生深入理解電磁學知識，并能靈活地解答一些較為新穎的習題，做到以不變應萬變，真正實現思維的提升，教師應做到以下兩點：一方面，引導學生開展自主學習活動，使其搞清楚電磁學相關概念，嘗試推導相關的結論，理解其來龍去脈;另一方面，注重選擇難度稍大的習題對學生進行訓練，深化其認識，在拓展其視野的同時，促進其思維的進一步發展。

例4，如圖4所示，兩條平行導軌間距為L，其所在平面與地面呈θ角。在導軌的上端連接一平行板電容器電容為C。其處在磁感應強度為B的勻強磁場中，方向垂直于導軌平面。將一質量為m的金屬棒，放置在導軌上其可沿導軌下滑，期間與導軌接觸良好。若金屬棒與導軌間的動摩擦因數為μ，動力加速度為g，忽略所有電阻。將金屬棒從上端由靜止開始下滑。求：（1）電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關系;（2）金屬棒速度大小隨時間變化的關系。

該題目包括兩個問題，其中第一個問題較簡單，但第二個題問則需要使用微元法進行分析、解答，難度較大。對于第一個問題，設金屬棒的速度大小為v時，感應電動勢為E=BLv，又因為U=E，C=Q/U，所以Q=CBLv。對于第二個問題，可以以非常短的時間?t為研究對象，則導體棒速度的變化量為?v，電容器極板上電荷量的變化為?q=CBL?v，設導體棒中的電流為i，以棒為研究對象，由牛頓第二定律可知mgsinθ-mgcosθ-BiL=ma，又因為i=?q/?t=CBLa，所以a=，可知其加速度恒定，因此，v=at=。

結 語

在高中物理教學中積極開展深度學習活動，發展學生的高階思維，不僅有助于學生更加深入地理解所學，而且能使其掌握相關習題的解題技巧與思路，促進其解題能力得到更好的提升。因此，在實際教學中，教師應結合具體的問題情境，有針對性、有目的地給學生以引導，進而促進學生高階思維的發展。

[參考文獻]

祁紅菊，呂朝陽.基于高階思維的課堂設問探索[J].湖南中學物理，2020，35（01）：15-18.

江國康.加強高中物理深度教學發展學生高階思維研究[J].成才之路，2019（23）：41.

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王集峰.論高中物理教學中學生高階思維能力的培養[J].成才之路，2019（06）：35.

萬俊濤.高中物理教學中高階思維能力的培養策略[J].湖南中學物理，2018，33（05）：8-9.

作者簡介：黃肖斌（1973.7—），女，廣西貴港人，本科學歷，中學一級教師，從事高中物理教學與研究。