完善物理思维提高学生解题能力探赜

刘东全

摘 要：物理思维对学生解题能力的提高具有非常重要的作用，文章从高中物理思维型课堂教学的内涵出发，分析培养学生物理思维能力时遇到的困境，并结合教学实际，研究教师如何在物理课堂教学中培养学生的物理思维，最后给出一些用物理思维进行解题的实例，希望给诸多奋斗在教学一线的物理教师提供一些教学上的参考。

关键词：物理思维；解题能力；能力培养；思维能力

中图分类号：G421；G633.7 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2018）16-0034-02

新课改对高中物理教学提出了更高的要求，要求注重培养学生的物理思维，提高学生的核心素养。很多高中学生在学习物理课程时，总感觉有很大的难度，归根到底是没有形成物理思维。物理思维是物理学中的科学思维，是学生对客观物理事物的本质属性、内部规律及物理事物间的联系和相互关系的间接的、概括的和能动的反映。教师应该在物理教学中注重构建思维型课堂，从学生认知事物的规律出发开展教学活动，要注重创设物理思维情境，拓宽物理思维渠道，提供物理思维空间，宽容物理思维缺陷，发挥学生的主观能动性，从而有效地培养学生的物理思维，提高学生的解题能力。

一、高中物理思维型课堂教学的内涵

思维是人脑的机能和对客观存在的反映，是人脑接受、加工、存储和输出信息以指导人的行为的活动过程。思维属于一种智力活动，所谓智力活动是指人结合自身先天遗传的普通能力以及异于他人的特殊能力而进行的生活活动。每个人的智力活动都有一定的区别，而在观察、实验、记忆、思维、注意、想象等智力活动的诸多影响因素中，思维处于核心地位。学习和进行科学研究均离不开思维，思维活动涵盖的范围非常广泛，包括问题的提出、概念的形成、数据的测量、实验现象的观察、结论的推导等活动，都是思维活动的范畴。一切学习与研究都以思维活动为基础，因此，学生的学习也是一种思维活动。

思维型课堂是以提升学生思维品质为目的，促进学生学科思维发展的课堂。如果说知识性课堂是讲知识，理解型课堂是讲问题，那么思维性课堂主要是学生在教师的指导下自主地去分析问题、探究问题，评价问题解决的过程和结果，在解决问题的过程中发展思维能力。高中物理思维型课堂要求教师在物理课堂教学的各个环节进行思维活动情境的创设，注重开展对话教学、实验教学，通过形象生动的课堂教学活动，激发学生对物理学科的学习兴趣，培养学生的物理思维能力，让学生学会用物理思维解决遇到的各种问题，以实现物理课程的学习目标。高中物理思维型课堂对学生的物理学习能力有一定要求，主要包括以下三个方面：一是能够对物理概念和物理规律有比较深入的理解，具有一题多解、一题多问的能力；二是具有一定的自学能力，能够在现有的学习方法上进行一定的创新，掌握一定的学习技巧；三是具有一定的合作學习能力。教师在物理思维型课堂教学中，要精心设置教学内容，注重对学生发散性思维的开发，使学生的批判性思维能力得到锻炼和提高。物理思维型课堂的教学内容要有思考的力度，设置的物理问题要具有认知的宽度，思考的深度，利于学生理解物理学科的关键知识，利于学生运用探究方法进行深入学习。

二、培养学生物理思维时遇到的困境

1.学生没有掌握正确的解题思路

大多数学生存在一个普遍的问题，即学习物理知识时只会死记硬背，缺乏合理的理解过程，没有在学习过程中形成运用所学知识解决实际问题的能力。这主要体现在物理问题的解答上，难以灵活地运用所学的物理知识，难以形成正确的解题思路。即便在课堂上已经学习过相似例题的解题方法，遇到相似的问题时，也往往不会触类旁通地对问题进行正确的解答。特别是一些情境分析题，极容易将思维比较僵化的学生引入解题的死胡同。

2.学生不会正确地分析问题

很多学生的分析能力较弱，对物理题设置的问题没有办法按照逻辑思维进行推导，往往运用和题目无关的知识点，摸不清问题的头绪。因此，无法对物理问题进行正确的分析和解答。大多数学生的理解能力也不强，难以自如地用物理知识解决所遇到的问题。

三、在物理教学中培养学生物理思维的策略

1.精心创设物理教学情境，培养学生的探究能力

新课改对高中物理教学提出了更深层次的要求，强调进一步提高学生的科学素养，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生，为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。学生学习任何知识和技能都需要运用一定的方法，运用一定的方法解决问题都需要经历一个过程，在这个过程中学生总会伴随着一定的情感和态度，因此，三维目标是一个目标的三个方面，而不是相互孤立的三个目标。在物理课堂教学中，教师的教学活动必须紧紧围绕教学目标来设置，要精心创设物理教学情境，激发学生的探究热情，培养学生的探究能力。教师可以通过一定的探究性实验来吸引学生的好奇心，让学生的思维随时处于探究问题的兴奋状态。合理的问题情境不但可以吸引学生的注意力，而且可以激发学生对问题的探究兴趣，培养学生的探索和创造精神。学生通过对物理问题的探究，可以建构一定的物理知识体系，找到适合自己的思维方法，而且通过探究性物理实验，可以提高发现问题、解决问题的能力。例如，人教版高一物理教材中有弹簧的弹力与形变量的关系实验。弹簧的形变现象是明显和直观的，教师操作这个实验可以很好地创设物理教学情境。但为了追求更好的教学效果，教师可以只对实验注意事项进行提示，而让学生亲自进行实验操作。对于形变量的测量，有些学生提出“弹簧的自身重力对实验会产生什么影响”的问题。这时，教师就可以发挥引导作用，启发学生做竖直状态、水平状态两种状态下弹簧自然长度的对比实验。通过两种状态下弹簧长度的测量，学生自主地解决提出的问题，物理思维能力得到进一步发展。这是一个典型的利用物理探究实验创设物理情境的教学案例。

2.营造良好的课堂教学氛围，引导学生拓宽知识视野

教学过程是师生共创共生的过程，教师必须改变以往的教学观念，成为学生学习活动的组织者、引导者、合作者。要注重营造良好的课堂教学氛围，避免一堂课由教师讲到底，要尽量给学生提供更多的学习空间和思考空间，引导学生拓宽知识视野。在课堂教学中，学生是课堂的主体，教师起引导作用。学生的兴趣是否能被激发，思维能否得到拓展，就看教师是否引导得当。要通过有效的引导营造愉快的教学氛围，使教学变得更加轻松，激发学生的主观能动性。爱因斯坦曾经说过，提出一个问题比解决一个问题更为重要。因此，在物理课堂教学中，教师要善于提出一系列有探究价值的问题，引导学生对问题进行深入的思考和探究。为了解决这些问题，学生必须主动地学习教材内容，积极思考与探究，而思考与探究的过程就是物理思维形成的过程。

3.注重培养学生的质疑和猜想能力

新课标对物理教学的基本要求之一就是要让学生对所学内容提出质疑，注重培养学生的质疑和猜想能力。高中学生已经具备一定的分析问题、解决问题的能力，而且通过学习掌握了一定的物理知识。因此，教师在物理教学过程中要积极引导学生学会从已知推导未知，获取新知，要注重培养学生的猜想能力，即使一些猜想是错误的也没有关系。教师可以设置对猜想进行实验论证的课程，引导学生根据猜想进行实验论证，让学生充分发挥自己的想象力。例如，在学生对摩擦力进行论证的过程中，教师可以提出这样的问题：“假设世界上不存在摩擦力，那么这个世界会是什么样的？”学生可以针对教师提出的问题，开动脑筋，对问题进行探究和论证。

四、一些通过物理思维进行解题的实例

1.整体思维

整体思维又称系统思维，它认为整体是由各个局部按照一定的秩序组织起来的，要求以整体和全面的视角把握对象。整体思维法是以多个物体为研究对象，把不同部分看成一个整体，从而全局地把握物理现象的本质和规律的解题方法。这种解题方法注重从整体上对物理现象的本质和规律进行把握，可以将复杂的物理问题变繁为简、变难为易。例如，如图所示（图略），水平地面上放置了质量为M的三角形大木块，质量为m1 和m2的两个小物体沿着大木块匀速下滑，求大木块受地面的摩擦力大小。解题过程：采用整体思维法，利用平衡条件即可得到正确答案。因为m1、m2 均在M上匀速下滑，m1、m2 和M均处于平衡状态，整体所受合外力应为零。整体在水平方向不受外力，故摩擦力大小为零。

2.逆向思维

逆向思维也叫求异思维，它是对司空见惯的似乎已成定论的事物或观点反过来思考的一种思维方式。这种思维方式可以避免学生的思维僵化或者产生思维定式，能够开阔学生的思路，让学生的解题过程变得更加灵活，提高学生的解题能力。例如，有三块平行叠放而且厚度相同的木板，一颗子弹垂直向这三块木板射出，刚好能穿过第三块木板。已知子弹在三块木板受到的阻力相同，求子弹穿过三块木板用的时间比t1：t2：t3。解答过程：子弹在木板中运动时所受阻力相同，故子弹穿过三块木板的运动是匀减速运动。本题可以采用逆向思维进行解答，把子弹在木板中匀减速直线运动当成反方向的初速度为零的匀加速直线运动来处理。根据初速度为零的匀加速直线运动通过连续相等位移的时间比，可得子弹穿过三块木板的时间之比。从本题不难看出，这道题目的解答如果从正面思维出发，具有较大的解题难度，但是换一种角度，从逆向思维出发，就很容易地对问题进行解答。因此，教师要注重培养学生的逆向思维，引导学生从问题的相反面深入地进行探索，获得新的思路，使问题简单化。

五、结语

综上所述，教师在物理教学中除了要让学生掌握基本的物理知识、技能与方法之外，更重要的是注重完善学生的物理思维，提高学生的解题能力，促使学生可持续发展。教师要在课堂教学中精心创设物理情境，培养学生的探究能力，营造良好的课堂教学氛围，引导学生拓宽知识视野，注重培养学生的质疑和猜想能力。要发挥自己的主导作用，引导学生从物理事实出发进行抽象概括，拓展学生的多元化思维，引导学生对物理问题进行具体分析，让学生学会从已知推导未知，并将多元化思维用于解题过程中。物理思维对物理的解题过程是非常重要的，教师要指导学生总结归纳知识并形成体系，引导学生灵活运用物理思维对物理问题进行解答，注重提高学生一题多解的能力，增强学生的物理学科核心素养。

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