等效思維在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

王稼瑋

摘要：等效思維是一種比較特殊的科學(xué)思維，對(duì)促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展，降低學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解難度起著重要作用。如果能夠?qū)⑦@種思維合理運(yùn)用到高中物理教學(xué)中，不僅能幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理知識(shí)，還能大大提高課堂教學(xué)的效率。這對(duì)于時(shí)間緊張的高中階段以及促進(jìn)高中生的全面成長(zhǎng)都有著巨大的積極意義。因此，等效思維逐漸成為近些年來(lái)高中物理教學(xué)所關(guān)注的一個(gè)重要方向。本文嘗試同建立思維模型、實(shí)現(xiàn)概念認(rèn)識(shí)和感受物理運(yùn)動(dòng)三個(gè)方面來(lái)展開(kāi)討論，供大家參考。

關(guān)鍵詞：等效思維;高中物理;教學(xué)應(yīng)用

所謂“等效思維”，指的是一種通過(guò)同等效果的事物將比較復(fù)雜的物理過(guò)程或現(xiàn)象加以簡(jiǎn)化，降低學(xué)生的思維難度，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握物理知識(shí)的方法。就目前的高中物理教學(xué)而言，等效思維可以讓學(xué)生在知識(shí)學(xué)習(xí)、模型構(gòu)建和概念認(rèn)識(shí)等環(huán)節(jié)中得到更加清楚的認(rèn)識(shí)。要注意的是，等效思維的應(yīng)用并不是在減弱對(duì)學(xué)生思維能力的鍛煉作用，反而能夠幫助學(xué)生掌握一種更加積極有效的思維方法，便于他們今后更好地展開(kāi)自主學(xué)習(xí)，獲得自主成長(zhǎng)，有利于學(xué)生將來(lái)跟上時(shí)代發(fā)展的要求，不斷適應(yīng)新的人才需求。

一、通過(guò)等效思維建立思維模型

在高中物理教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)涉及到建立思維模型的問(wèn)題。高中物理教師普遍比較清楚，如果能夠幫助學(xué)生構(gòu)建起思維模型，那么物理過(guò)程就可以清晰地在學(xué)生的頭腦中呈現(xiàn)出來(lái)。但問(wèn)題就在于構(gòu)建思維模型比較困難，往往存在各方面條件不滿(mǎn)足，特別是學(xué)生的思考不能達(dá)到預(yù)期效果，難以完成思維模型構(gòu)建的情況。這時(shí)，就需要教師充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，從等效思維出發(fā)，促進(jìn)學(xué)生的有效思考，先從等效的其他問(wèn)題的思考介入，再完成思維的改造與升華，實(shí)現(xiàn)更加深刻的感知。

例如，在學(xué)習(xí)《勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系》時(shí)，教師可以嘗試先通過(guò)視頻來(lái)展示現(xiàn)實(shí)中存在的某些勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)這些實(shí)例來(lái)解釋勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的概念，幫助學(xué)生先構(gòu)建起基于實(shí)際案例的思維模型。隨后再帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)實(shí)例進(jìn)行簡(jiǎn)化和提煉，把其中關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)，如速度與時(shí)間提取出來(lái)，去觀察實(shí)際案例中這兩個(gè)要素的關(guān)系，最后徹底完成思維模型向物理層面的轉(zhuǎn)變。這樣教師就成功利用了等效思維，將簡(jiǎn)化后的物理模型先替換掉復(fù)雜的抽象模型，最后再完成抽象，使學(xué)生更容易學(xué)習(xí)和理解。

二、通過(guò)等效思維實(shí)現(xiàn)概念認(rèn)識(shí)

在高中物理教學(xué)中，概念的認(rèn)識(shí)非常重要，是高中生學(xué)好物理知識(shí)的重要基礎(chǔ)。物理概念的重要特點(diǎn)是抽象性和理論性比較強(qiáng)，是人對(duì)各種物理現(xiàn)象的總結(jié)，并不能直接與某個(gè)唯一的具體事物建立起聯(lián)系。所以，高中生在進(jìn)行概念認(rèn)識(shí)的時(shí)候很可能會(huì)遇到困難。又因?yàn)槲锢砀拍钍菑母鞣N現(xiàn)實(shí)物理現(xiàn)象中總結(jié)和體現(xiàn)出來(lái)的，所以又給教師運(yùn)用等效思維創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。所以，教師應(yīng)用利用等效思維引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)深入思考，幫助學(xué)生對(duì)物理概念形成清晰的印象，然后再根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的具體特點(diǎn)去加深和提煉這種印象，實(shí)現(xiàn)概念認(rèn)識(shí)。

例如，在學(xué)習(xí)《摩擦力》的時(shí)候，學(xué)生對(duì)于物體的運(yùn)動(dòng)因?yàn)槭艿搅四Σ亮ΧＶ贡容^容易接受，但是他們不太理解為什么通過(guò)利用摩擦力又能實(shí)現(xiàn)“運(yùn)動(dòng)”。比如開(kāi)車(chē)的時(shí)候，剎車(chē)能夠增加汽車(chē)相應(yīng)結(jié)構(gòu)的摩擦力，所以汽車(chē)會(huì)漸漸停止下來(lái);但汽車(chē)前進(jìn)的時(shí)候，為什么也要依賴(lài)摩擦力？之所以產(chǎn)生這種疑問(wèn)，就與學(xué)生缺少對(duì)摩擦力的深入認(rèn)識(shí)有著緊密關(guān)系。教師這時(shí)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式，讓學(xué)生嘗試一下小車(chē)在比較光滑和比較粗糙的兩種表面上，哪種更容易穩(wěn)定的前進(jìn)，然后從這一現(xiàn)象引導(dǎo)至摩擦力及摩擦力的概念，以幫助學(xué)生理解。

三、通過(guò)等效思維感受物理運(yùn)動(dòng)

運(yùn)動(dòng)是物理學(xué)科永恒的主題。某種程度上，物理學(xué)科研究的就是物質(zhì)最一般的研究規(guī)律。在高中的物理知識(shí)中，如上文提到的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)直接體現(xiàn)著運(yùn)動(dòng)這一要素，還有電學(xué)的相關(guān)知識(shí)中，電流可以看作是電子的運(yùn)動(dòng)，等等。所謂，從物理學(xué)的本質(zhì)出發(fā)，教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生去感受物理運(yùn)動(dòng)，加深對(duì)物理學(xué)科的根本性認(rèn)識(shí)。而這與上文提到的摩擦力一樣，理解起來(lái)并不是那么容易，因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)生活中，有太多在學(xué)生眼中看起來(lái)處于“靜止”狀態(tài)的事物。所以在感受物理運(yùn)動(dòng)方面，也有必要運(yùn)用等效思維。

例如，在學(xué)習(xí)《力的合成和分解》時(shí)，一個(gè)比較經(jīng)典的問(wèn)題是小船過(guò)河，既受到一個(gè)向前的力，又受到水流從側(cè)面給予的力，要對(duì)小船進(jìn)行受力分析。如果我們換一個(gè)思路，河流對(duì)岸的人以小船順著水流運(yùn)動(dòng)的方向前進(jìn)，且與小船在這個(gè)方向上的速度相同，那么此時(shí)小船在這個(gè)人的眼中，就好像只是從河對(duì)岸以垂直于河岸的角度向前運(yùn)動(dòng)，并沒(méi)有水流方向的橫向運(yùn)動(dòng)。在通過(guò)實(shí)驗(yàn)或多媒體資源幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到這點(diǎn)后，再代入到生活中，比如公交車(chē)上的乘客們，都處于一種相對(duì)靜止的狀態(tài)，其實(shí)還是在運(yùn)動(dòng)，改變學(xué)生之前的看法。

綜上所述，等效思維在高中物理教學(xué)中的合理運(yùn)用，可以幫助學(xué)生更好地理解物理知識(shí)，有效避免過(guò)于復(fù)雜的思維活動(dòng)，充分體現(xiàn)物理的本質(zhì)。不過(guò)，要充分發(fā)揮等效思維的效果，高中物理教師就必須對(duì)其引起重視并積極探索有效的應(yīng)用手段。在此愿與廣大同仁共勉，共同加強(qiáng)該領(lǐng)域的研究探索去創(chuàng)造更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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