高中物理思维能力有效训练浅探

张燕      江苏省“行知杯”二等奖

摘  要：物理是一门思维要求很高的学科，在高中物理教学中，物理习题教学的目的之一是培养学生解决物理问题的思维品质。如何训练和发展学生的思维呢?本文就该话题结合教学实践进行分析，望能有助于教学实践。

关键字：高中物理；思维能力；实践；研究

思维能力的核心是解决问题的能力，在解决问题的过程中所采用的方法真实的反映了思维方法的应用，因而研究物理对思维方法的培养，着眼于物理的解题方法。在课堂教学过程中，研读题目成为了一种必需，才能使物理教学更具有针对性，更好地把握学科动向，更有利于学生思维能力的培养。

一、优化课堂提问，有效开启思维能力

在课堂教学实践中，教师在创设问题时，切莫盲目地提问，而是必须根据教学内容，抓住教学目标的针对性，抓住知识点的关键内涵和本质灵魂，扭住教学内容的重点、难点和关键点，从而将解决问题的“金钥匙”呈现给学生。同时，把握好问题的启发性和梯度性，从而促使学生由易到难、由浅入深地依据教学内容重新构建自己的知识认知体系。

例如，在讲“电磁感应中的能量”时，教师可以先设问，诱导学生准确理解物理意义，然后进行反问，把学生的思维引向正确的方向，引起学生的积极思考，继而进行深问和追问，促使学生对知识点的理解和认识得到提高。在具体教学中，本人曾设计问题如下:首先是多项选择问题，一件平放在桌子上的导体棒受到作用力有哪些?A、重力;B、支持力;C、安培力;D、压力；由此引入“安培力”，然后提问：安培力是如何产生的?从而让学生知道，导体棒切割磁感线，产生感应电流，收到安培力的作用。接着引入：导体棒做什么样的运动?促使学生积极思考，让他们掌握用右手定则判断出感应电流的方向，以及用左手定则判断安培力的方向与运动方向相反，有效地开启了他们的物理思维，达到了良好的教学效果。

二、注重生活化情境的创设，问题激活学生思维

新课程倡导探究式学习，“探究”也是多维螺旋式教学模式的核心环节，物理学习探究什么? 探究物理现象内隐的物理本质，亲身体验探究的过程，从感性到理性，这是概念逻辑层次显性化的过程，通过生活中的物理现象和实际问题，或者借助于物理实验，给学生提供感性材料，这种感性上的刺激给学生强烈的心理暗示，激发学生物理学习兴趣并生成问题，推动学生对物理现象进行思考、讨论和探究，体验物理知识学习的过程。

例题：如图1所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好。t = 0时，将开关S由1掷到2。q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图象(如图2所示) 中正确的是(  )。

解析：将开关S由1掷到2，被充完电后的电容器(电容器两极板的电压U₀= E)开始放电，即q↓，↓，回路中产生放电电流，导体棒在安培力作用下开始向右加速，即v↑，一旦加速，导体棒就会切割磁感线产生感应电动势(上端正、下端负) ，在整个回路中起到反串的作用，回路中的电流开始减小，导体棒的加速度开始减小，因此导体棒做加速度不断减小的加速运动。当导体棒的加速度a = 0时，i = 0，即导体棒产生的感应电动势Blv_m与电容器两极板间的电势差U_m相等，U_m= Blv_m，故只有D选项正确。因此四个图象( 如图 3所示) 正确分别如下:

变式1 电阻R替换导体棒，如图4所示，对应规律如图5所示。

变式2 线圈L替换导体棒构成LC振荡电路如图6所示，对应规律如图7所示。

变式3 电容器 C替换导体棒如图8所示，两电容器电容C相等、当两电容器两极板所带电量与两极板电势差均相等时，达到稳定状态，所带电量为CE/2，过程略，对应规律如图 9 所示。

变式4 给导体棒一向右的初速度v₀，不计导体棒电阻，如图10所示，对应规律如图11所示，过程略。

三、关注易错题的解法反思，掌握思维品质提升

进行反思有助于更深入地理解和掌握知识与解题技能，发展认知思维。如能对相关知识的应用类型、研究问题的类型、物理模型、应用的物理方法等等进行总结、归纳，将各部分知识相互联系起来加深理解和应用，学会并掌握各种类型问题的分析方法和突破要点、物理模型的建立方法、知识的综合及其应用，建立起以知识、问题、模型、方法为主线，提高学生的综合能力、灵活应用能力，做到举一反三、融会贯通。尤其是哪些学生容易出错的问题，我们要分析这个问题容易出错的地方在哪里?正确的解法有哪些?经过这样的反思过程，帮助学生养成正确的思维习惯，提升思维的品质。

例题：两个共点力的夹角θ固定不变，其合力为F，当其中一个力增大时，下述正确的是(  )。

A、F一定增大                     B、F矢量可以不变

C、F可能增大，也可能减小         D、当0<θ<90°，F一定减小

本题考查的知识点是“力的合成”中合力与分力的关系，为什么容易错呢?因为题目存在着如下两个隐蔽性，学生容易错选A：

(1)语言上的隐秘性。题目条件清晰，言简意赅，但就从题目本身语言而言就有一定的隐蔽性。“θ固定不变”，应该说是话中有话的，不变中有变。也就是说θ可以保持锐角不变，也可以保持钝角不变，当然还可以是直角或平角。

(2)不止是语言存在隐秘性，本题的解题的方法上也有一定的隐秘性。根据平行四边形定则作图时，如图12、图13所示，保持夹角不变，增大F₁。很容易得出的结论是：无论是钝角还是锐角，让一个分力增大时，F始终是增大的。错选A也就理所当然啦。

正确解法1：我们可以用特殊情形去推翻。如图14，若两个分力方向相反，则增大其中的F₁时合力减小，增大力F₂时合力增大，产生的结果就符合C选项的内容。

除了特殊值法以外，常规办法能够得到正确答案C呢? 学生在知道正确答案后，反思采用逆过程考虑，思考：如果让其中一个力减小，合力又怎么变呢?就可以得到另外的正确解法。

正确解法2：从图12中会发现随着F₁的减小，合力一直在减小，极限就是当F₁= 0时，合力就是F₂。得出的结论仍然是，F₁增大，合力增大。从图13中会发现随着F₁的减小，合力先减小，后增大，合力存在一个极小值。这样从图13中发现了解题的奥妙之所在。就是锁定这个合力的极小值。如果F₁在未达到合力极小值时开始增大，合力是先减小后增大，如果F₁在已达到合力的极小值时开始增大，则合力一直在增大。综上所述，本题正确答案是C。

四、小结

成功的课堂提问本身就是一种艺术的创造，它能促使师与生之间处于和谐的信息交流之中。因此，教师要多紧密结合课堂的实际内容，创设高质量的问题，培养学生的思维能力，从而有效提高教学质量和效率。

参考文献

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