高中生物理思維能力的培養(yǎng)

人思維的產(chǎn)生與發(fā)展，就其總體而言，具有一定規(guī)律。但人與人的思維能力存在著差別，這種差別就是思維的特殊性或個(gè)性。這種特殊性或個(gè)性，不是由遺傳決定的，而是與個(gè)人的生活實(shí)踐以及所受的教育有關(guān)。性別不同、生活實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不同，其物理思維也會(huì)出現(xiàn)差異，以下談?wù)剬?duì)高中生物理思維能力的培養(yǎng)。

一、提高高中生抽象性和概括性思維能力

在研究物理問(wèn)題過(guò)程中，必須將物理事物的非本質(zhì)屬性或特征舍棄，抽象出本質(zhì)屬性或特征。此外，把抽象出來(lái)的本質(zhì)屬性形成關(guān)于物理事物的整體的和一般的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而把這種一般的認(rèn)識(shí)推廣到同類(lèi)事物，把握同類(lèi)事物的共同性和一般性。

1.培養(yǎng)高中生深刻思考問(wèn)題

思維的深刻性其主要表現(xiàn)為善于抓住事物的本質(zhì)和規(guī)律，能深刻地理解概念，深入地思考問(wèn)題。 例如：對(duì)表面張力的深刻理解，是因上層空間氣相分子對(duì)它的吸引力小于內(nèi)部液相分子對(duì)它的吸引力，所以該分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液體內(nèi)部。

2.培養(yǎng)高中生類(lèi)比方法思考問(wèn)題

引導(dǎo)高中生把一個(gè)抽象的物理概念，類(lèi)比于形象、直觀的物理量，這樣就容易理解，例如，把電場(chǎng)類(lèi)比于重力場(chǎng)、電勢(shì)差類(lèi)比于高度差、電勢(shì)能類(lèi)比于重力勢(shì)能，就比較容易突破“電勢(shì)差”與“電勢(shì)能”兩個(gè)難點(diǎn)。

3.培養(yǎng)高中生整體思維思考問(wèn)題

在研究問(wèn)題時(shí)，當(dāng)研究對(duì)象是由幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的部分組成時(shí)，我們可以忽視局部，根據(jù)已知條件和所要求的問(wèn)題，可以把它們作為整體來(lái)處理。

二、提高高中生邏輯性和系統(tǒng)性思維能力

由于物理抽象思維是以物理概念、物理判斷和物理推理形式進(jìn)行的思維，所以，它必須按照一定的形式、方法和規(guī)律進(jìn)行，此即邏輯性。另外，物理抽象思維按照一定的邏輯形式和邏輯方法，遵從一定的邏輯規(guī)律或規(guī)則，在思維過(guò)程中總要形成對(duì)物理事物的系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

1.培養(yǎng)推理能力

物理抽象思維以物理概念、判斷、推理等形式進(jìn)行思維，往往沿著一個(gè)方向推出結(jié)論，類(lèi)似于數(shù)學(xué)中由諸點(diǎn)連成線一樣的過(guò)程，物理規(guī)律的推導(dǎo)過(guò)程也要用到數(shù)學(xué)方法。

例2 串聯(lián)輕彈簧與并聯(lián)輕彈簧的勁度系數(shù)

（1）兩個(gè)勁度系數(shù)分別為K1、K2的輕彈簧，設(shè)串聯(lián)后的勁度系數(shù)為K。

證明 串聯(lián)后兩根彈簧所受的拉力相等，設(shè)每根彈簧的伸長(zhǎng)量為Δx1，Δx2，而系統(tǒng)的總伸長(zhǎng)量為Δx=Δx1+Δx2，而F彈=K1Δx=K2Δx=KΔx則K=■

（2）兩個(gè)原長(zhǎng)相等、勁度系數(shù)分別為K1、K2的輕彈簧，并聯(lián)后的勁度系數(shù)設(shè)為K。證明：設(shè)并聯(lián)后彈簧伸長(zhǎng)了Δx，則有：F彈= K1Δx+ K2Δx=（ K1+ K2）Δx=KΔx則有：K= K1+ K2

2.培養(yǎng)逆向思維能力

逆向思維則是反其常規(guī)，是將問(wèn)題倒過(guò)來(lái)思考的思維方法。一般高中生都習(xí)慣于正向思維，。因此，在教學(xué)中，應(yīng)有意識(shí)引導(dǎo)高中生從事物的反面提出問(wèn)題，以加強(qiáng)高中生的逆向思維能力訓(xùn)練，培養(yǎng)思維的靈活性。

3.培養(yǎng)數(shù)據(jù)圖像處理思維能力

物理圖象有很多類(lèi)型，如模型圖、受力分析圖、過(guò)程分析圖、矢量合成分解圖、函數(shù)圖象等。圖象具有形象、直觀、動(dòng)態(tài)變化過(guò)程清晰等特點(diǎn)，能使物理問(wèn)題簡(jiǎn)化明了。

三、提高高中生批判性思維能力

思維的批判性是指思維活動(dòng)中獨(dú)立分析，辨別是非，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，糾正錯(cuò)誤，表現(xiàn)為解決問(wèn)題時(shí)的思路選擇是否得當(dāng)，并能善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出質(zhì)疑，進(jìn)行爭(zhēng)論，辨明是非曲直。

1.培養(yǎng)高中生提出質(zhì)疑的能力

在物理題解教學(xué)中，要針對(duì)性抓住具有普遍意義的典型錯(cuò)誤，有意識(shí)的步設(shè)陷井，使高中生在鞏固概念的同時(shí)提高辨別和推理能力，從而達(dá)到培養(yǎng)思維批判性的目的。

例5 在平直道路上行使的速度為20m/s的汽車(chē)，以-5m/s2的加速度制動(dòng)，試求5s內(nèi)汽車(chē)的位移。

同學(xué)的一般思路是：根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的位移公式

2.培養(yǎng)高中生假設(shè)思維的能力

假設(shè)法，是在研究某些物理量、物理狀態(tài)、物理過(guò)程的變化時(shí)，也可先提出一個(gè)假設(shè)，接著由假設(shè)進(jìn)行推理論證，進(jìn)而找出其變化規(guī)律。

例6 如圖2所示，完全相同的木塊A和B疊放在水平桌面上，在12N的水平推力F作用下，A、B一起作勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)木塊A所受的摩擦力為 N。

分析 假設(shè)B對(duì)A的摩擦力存在，且向左，則A無(wú)法做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若B對(duì)A的摩擦力向右，同樣A無(wú)法做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此假設(shè)錯(cuò)誤，B對(duì)A的摩擦力不存在。

四、提高高中生發(fā)散思維能力

發(fā)散思維是依據(jù)研究對(duì)象所提供的各種信息，使思維打破常規(guī)，尋求變異，廣開(kāi)思路，充分想象，探索多種解決方案或新途徑的思維方法。故此我們?cè)谖锢碚n教學(xué)中應(yīng)根據(jù)教材內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)一些培養(yǎng)發(fā)散思維的習(xí)題，可通過(guò)一題多變、一題多解、一題多問(wèn)和一題多答等對(duì)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維訓(xùn)練，從而讓高中生靈活地掌握各知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)而巧解巧算。

1.一題多變——培養(yǎng)變化發(fā)散能力

一題多變，主要包括題型變換、條件變換兩種形式。例如：填空題與選擇題的互換，已知與未知的互換等。具體做法就是讓學(xué)生經(jīng)過(guò)思考，把原題變成保持原知識(shí)點(diǎn)不變的題。通過(guò)一題多變，培養(yǎng)高中生的變化思維。

例7 一汽車(chē)在水平路面上以72km/h的速度勻速行駛，突然發(fā)現(xiàn)前面有人過(guò)馬路，便緊急剎車(chē)，經(jīng)5s停止，則汽車(chē)剎車(chē)的加速度為多大？

一汽車(chē)在水平路面上以72km/h的速度勻速行駛，突然發(fā)現(xiàn)前面有人過(guò)馬路，便以4m/s2的加速度緊急剎車(chē)，則經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間停止？

一汽車(chē)在水平路面上勻速行駛，突然發(fā)現(xiàn)前面有人過(guò)馬路，便以4m/s2的加速度緊急剎車(chē)，經(jīng)5s停止，則汽車(chē)勻速行駛時(shí)的速度多大？

一汽車(chē)在水平路面上的以72km/h的速度勻速行駛，突然發(fā)現(xiàn)前面有人過(guò)馬路，便以4m/s2的加速度緊急剎車(chē)，經(jīng)5s已經(jīng)到達(dá)人身邊，是否能碰上這個(gè)人。

2.一題多解——培養(yǎng)解法發(fā)散能力

一題多解，就是廣開(kāi)思路，用多個(gè)物理規(guī)律去處理同一物理問(wèn)題，這樣，腦海中儲(chǔ)存的大量信息會(huì)充分調(diào)動(dòng)起來(lái)，在探求問(wèn)題的解法方案中，使思維極大地得到發(fā)散。

例8 如圖3所示，一斜面高AB為3m，斜面長(zhǎng)AC為5m，一物體質(zhì)量m=60kg，與斜面及水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，物體從斜面頂端A自由滑下，最后靜止在水平地面D點(diǎn)。求：物體在AC段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，合力對(duì)物體做的功？

3.一題多問(wèn)——培養(yǎng)階梯發(fā)散能力

一題多問(wèn)主要有：一題多問(wèn)型，題組等形式，這是拓寬思路的先導(dǎo)，使設(shè)問(wèn)逐漸加深，引導(dǎo)思維逐漸深化，可使學(xué)生的理解更深刻。

例9 題目如上個(gè)例題，可以提出以下一系列問(wèn)題。

求 物體滑到底端C的速度？此時(shí)物體受到的重力G、摩擦力f的功率？

物體在AC段滑動(dòng)過(guò)程中，受到重力G的平均功率？

物體在水平地面上滑行的距離sCD？

物體在從A到D整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，摩擦力f對(duì)它做的功？

這幾個(gè)問(wèn)題，環(huán)環(huán)相扣，緊緊抓住了學(xué)生已有的知識(shí)與問(wèn)題間的聯(lián)系，從而迫使學(xué)生在線索相對(duì)集中的前提下盡可能地發(fā)生了思維的發(fā)散，便于他們揭示知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，掌握解題的脈絡(luò)。

對(duì)大多學(xué)習(xí)物理吃力的高中生，首先要讓其物理思維習(xí)慣養(yǎng)成，物理思維能力增強(qiáng)之后就越學(xué)越輕松，越學(xué)越喜歡學(xué)。通過(guò)培養(yǎng)物理思維來(lái)解決高中生物理教學(xué)的難題，是一條“授之以漁”的捷徑。