讓物理過程教學進發出思維的火花

在應試教育的影響下，傳統的教學通常是：重教輕學，重結果輕過程，重說教輕活動。其實，從一定意義上講，物理教學活動的本質就是思維活動，學生是活動主體，過程比結果重要!教師應引導學生參與“概念建立”、“規律揭示”、“問題解決”的過程，點燃學生思維的火花，讓學生領悟知識形成過程中蘊涵的科學研究方法，使學生不僅知其然，還要知其所以然，提高學生的思維能力。

一、精心設計問題情境，展示思維過程

每個物理概念的形成和物理規律的發現幾乎都要經過前人長期觀察、實驗、比較、分析、抽象、概括、創造的過程。我們通過細心體會，抓住它的精神實質，精心設計教學情境，充分暴露這些過程，引導學生在舊知識的基礎上進人新課題，就可使學生的思維處于亢奮狀態，增強學生的內在活力，使學生自覺成為學習的主體，領悟新概念，掌握新規律。如“萬有引力定律”的教學，可通過以下幾個問題的設計，引出萬有引力概念。

設問(1)：樹上的蘋果總是往地上落，這是為什么呢?生答：這是由于重力作用的緣故。如果蘋果樹很高，蘋果還會落地嗎?生答：蘋果照樣會落地。(由日常現象提出問題，并把問題向外延伸：不僅在地表附近有重力作用，而且在地表上空也處處存在重力作用)

設問(2)：如果把蘋果放到月亮那樣的高度，它還會落地嗎?生答：蘋果還是會落地的。但是，月球本身為什么不落到地球上呢?(把重力作用延伸到月球軌道上去，出現了矛盾)

設問(3)：如果月球不受力，它將做什么運動?生答：它將做勻速直線運動；如果月球受重力但沒有切向線速度呢?生答：它將和蘋果一樣落地。(事實上。月球繞地球做勻速圓周運動，這是需要向心力的，這個向心力就是地球對月球的引力)

設問(4)：如果在地面附近把蘋果水平拋出，則蘋果將沿曲線軌道落地。蘋果距地面越高，水平速度越大，則落地點越遠。當速度很大時，蘋果還會落到地球上嗎?生答：這時蘋果就會繞地球旋轉，而不再落地。(這種情況在實際中是沒有的，但在想象中可能“實現”。這里，學生在思維中已經悟出了人造地球衛星的可能性：只要它的速度足夠大，它就跟月球一樣繞地球轉而不落地)

設問(5)：月球繞地球運動，蘋果在一定條件下也可繞地球運動；蘋果落地，月球在一定條件下也可“落地”。相同的結果可能來自相同的原因嗎?學生猜想：蘋果所受重力和月球所受引力可能是同一種力。(把天體運動和近地物體運動加以對比，找出相似點，提出猜想，這是發現萬有引力定律的關鍵)

設問(6)：行星繞日運動也和衛星繞行星運動相似。那么，重力、行星對它的衛星的引力、太陽對行星的引力是否可能是同一種性質的力?

設問(7)：既然一切天體之間有引力，天體(如地球)對物體(如蘋果)之間也有引力。那么，是否由此可以猜想，所有物體之間都存在互相吸引的力呢?(這就是萬有引力思想。由于一般常見物體間的引力是難以察覺的，提出這一思想是需要大膽的想象力和深刻的洞察力的)

二、精心設計探索性實驗。展示思維過程

開展物理實驗不僅能為學生正確認識事物及其變化規律提供事實依據，還能培養學生的觀察能力、分析能力，實踐能力和創新精神，教師在課堂教學中應利用這一優勢，設計啟發性強、能充分發揮其特有功能和作用的實驗進行過程教學。如在“楞次定律”的教學中，要求學生進行自主實驗操作，通過分析實驗現象，探索物理規律。

(1)教師演示：如右圖裝置中，將磁鐵N極插入線圈中和從線圈中拉出時，線路中有電流，但電流方向不同；將s極插入時，電表指針偏轉方向與N極插入時不同；磁鐵插入后不動時，線路中無電流。

(2)提出問題：如何確定感應電流的方向?

(3)學生猜想：感應電流的方向與穿過閉合線路的磁場方向及磁通量的變化有關。并在此基礎上設計記錄實驗的表格(見下表)。

(4)實驗探索：請同學們利用所給的器材分組探索感應電流的方向(器材與演示實驗的一樣)。實驗時，教師適時進行引導：先確定電流表指針偏轉方向與流入電流表的電流方向的關系，注意實驗中要觀察現象——電流表指針是向哪個方向偏轉的；然后在原先設計好的表格內記錄實驗過程中出現的現象。

對上表進行討論、分析可知：感應電流的方向與原磁場B的方向及磁通量變化的關系無固定的規律，說明上面的實驗觀察內容還不全面。這時再引導學生從能量守恒的觀點去分析：感應電流不是憑空產生的，在磁鐵插入線圈的過程中，一定需要克服某個力做功，將機械能轉化為電能。這是個什么力呢?學生討論，覺得研究感應電流產生的磁場方向很重要。于是，在原來表格中再加一項內容：感應電流的磁場B的方向，重做實驗，將現象記錄在下表中。

進一步分析感應電流磁場方向與原磁場方向時發現：當磁通量增大時，感應電流磁場方向與原磁場的方向相反(如第1次和第3次)；當磁通量減少時，感應電流磁場方向與原磁場方向相同(如第2次和第4次)。接著引導學生用自己的語言來表述這一規律。學生往往表述為“感應電流的磁場阻礙磁通量的變化”，這時教師提問：是有時阻礙，還是總是阻礙?學生明白應該為“總是阻礙”。最后學生準確地表述這一規律：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。這就是楞次定律的內容。

三、構建物理圖景，展示思維過程

構建物理圖景是過程教學中一個非常重要的輔助手段。充分挖掘并利用物理圖景的功能，引導學生學會正確構建物理圖景，對提高學生分析問題和解決問題的能力及開發學生的智力有著極其重要的意義。特別在解出現隱含條件的習題時，由于學生缺乏思維的全面性、深刻性，他們感到解答這類問題的難度較大。我們在教學中可用情景示意圖或框圖來揭示題目的含義，引導學生展示思維過程。

例：用一條細線把一個大圓環掛起來。環上有兩個質量為m的小環，它們可以在大環上無摩擦地滑動(如圖2)。讓兩小環同時從大環頂點釋放并沿相反方向自由滑下。若大環要被升起，它的質量M應該是多大?大環開始上升時的角度B是多大?

認真閱讀題目后，引導學生構建下面框圖，展開思維過程：

結合框圖進行分析：小環下滑時，大環要上升必須在豎直方向受到一個大于它的重力M的作用力，此力只能由小環來提供。小環下滑過程中，速度不斷增大，向心加速度也不斷增大，向心力也必然要相應增大。小環做圓周運動所需向心力，是小環自重在徑向的分量與大環對它的壓力的合力提供。大環對小環作用一個向心的壓力，小環必然有相應的反作用力給大環。當兩小環給大環的反作用力在豎直方向的合力比Mg大時，大環就上升。至此，問題得以解決。

在過程教學中。展示思維的方法還有很多，如運用先進的多媒體教學手段，將抽象的物理概念、物理規律及物理問題直觀化，以及透視日常生活現象等。無論用哪一種方法都要本著有利于學生思維能力培養的原則。在強調展示思維過程的同時要注意對于一些一看就懂、一點就通的知識不要故弄玄虛。對超越教材、超越大綱的知識不要不著邊際地延伸、拓寬，還要注意教學的重點和難點、教學的密度和教學的效率，以免增加學生的負擔。

(責編王學軍)