高中生物理思維能力的培養

人思維的產生與發展，就其總體而言，具有一定規律。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性。這種特殊性或個性，不是由遺傳決定的，而是與個人的生活實踐以及所受的教育有關。性別不同、生活實踐經驗不同，其物理思維也會出現差異，以下談談對高中生物理思維能力的培養。

一、提高高中生抽象性和概括性思維能力

在研究物理問題過程中，必須將物理事物的非本質屬性或特征舍棄，抽象出本質屬性或特征。此外，把抽象出來的本質屬性形成關于物理事物的整體的和一般的認識，進而把這種一般的認識推廣到同類事物，把握同類事物的共同性和一般性。

1.培養高中生深刻思考問題

思維的深刻性其主要表現為善于抓住事物的本質和規律，能深刻地理解概念，深入地思考問題。 例如：對表面張力的深刻理解，是因上層空間氣相分子對它的吸引力小于內部液相分子對它的吸引力，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部。

2.培養高中生類比方法思考問題

引導高中生把一個抽象的物理概念，類比于形象、直觀的物理量，這樣就容易理解，例如，把電場類比于重力場、電勢差類比于高度差、電勢能類比于重力勢能，就比較容易突破“電勢差”與“電勢能”兩個難點。

3.培養高中生整體思維思考問題

在研究問題時，當研究對象是由幾個相互關聯的部分組成時，我們可以忽視局部，根據已知條件和所要求的問題，可以把它們作為整體來處理。

二、提高高中生邏輯性和系統性思維能力

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行的思維，所以，它必須按照一定的形式、方法和規律進行，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，遵從一定的邏輯規律或規則，在思維過程中總要形成對物理事物的系統的認識。

1.培養推理能力

物理抽象思維以物理概念、判斷、推理等形式進行思維，往往沿著一個方向推出結論，類似于數學中由諸點連成線一樣的過程，物理規律的推導過程也要用到數學方法。

例2 串聯輕彈簧與并聯輕彈簧的勁度系數

（1）兩個勁度系數分別為K1、K2的輕彈簧，設串聯后的勁度系數為K。

證明 串聯后兩根彈簧所受的拉力相等，設每根彈簧的伸長量為Δx1，Δx2，而系統的總伸長量為Δx=Δx1+Δx2，而F彈=K1Δx=K2Δx=KΔx則K=■

（2）兩個原長相等、勁度系數分別為K1、K2的輕彈簧，并聯后的勁度系數設為K。證明：設并聯后彈簧伸長了Δx，則有：F彈= K1Δx+ K2Δx=（ K1+ K2）Δx=KΔx則有：K= K1+ K2

2.培養逆向思維能力

逆向思維則是反其常規，是將問題倒過來思考的思維方法。一般高中生都習慣于正向思維，。因此，在教學中，應有意識引導高中生從事物的反面提出問題，以加強高中生的逆向思維能力訓練，培養思維的靈活性。

3.培養數據圖像處理思維能力

物理圖象有很多類型，如模型圖、受力分析圖、過程分析圖、矢量合成分解圖、函數圖象等。圖象具有形象、直觀、動態變化過程清晰等特點，能使物理問題簡化明了。

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中獨立分析，辨別是非，并能及時發現錯誤，糾正錯誤，表現為解決問題時的思路選擇是否得當，并能善于發現問題，提出質疑，進行爭論，辨明是非曲直。

1.培養高中生提出質疑的能力

在物理題解教學中，要針對性抓住具有普遍意義的典型錯誤，有意識的步設陷井，使高中生在鞏固概念的同時提高辨別和推理能力，從而達到培養思維批判性的目的。

例5 在平直道路上行使的速度為20m/s的汽車，以-5m/s2的加速度制動，試求5s內汽車的位移。

同學的一般思路是：根據勻變速運動的位移公式

2.培養高中生假設思維的能力

假設法，是在研究某些物理量、物理狀態、物理過程的變化時，也可先提出一個假設，接著由假設進行推理論證，進而找出其變化規律。

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一起作勻速直線運動，此時木塊A所受的摩擦力為 N。

分析 假設B對A的摩擦力存在，且向左，則A無法做勻速直線運動；若B對A的摩擦力向右，同樣A無法做勻速直線運動，因此假設錯誤，B對A的摩擦力不存在。

四、提高高中生發散思維能力

發散思維是依據研究對象所提供的各種信息，使思維打破常規，尋求變異，廣開思路，充分想象，探索多種解決方案或新途徑的思維方法。故此我們在物理課教學中應根據教材內容，精心設計一些培養發散思維的習題，可通過一題多變、一題多解、一題多問和一題多答等對學生進行發散思維訓練，從而讓高中生靈活地掌握各知識點，進而巧解巧算。

1.一題多變——培養變化發散能力

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。具體做法就是讓學生經過思考，把原題變成保持原知識點不變的題。通過一題多變，培養高中生的變化思維。

例7 一汽車在水平路面上以72km/h的速度勻速行駛，突然發現前面有人過馬路，便緊急剎車，經5s停止，則汽車剎車的加速度為多大？

一汽車在水平路面上以72km/h的速度勻速行駛，突然發現前面有人過馬路，便以4m/s2的加速度緊急剎車，則經多長時間停止？

一汽車在水平路面上勻速行駛，突然發現前面有人過馬路，便以4m/s2的加速度緊急剎車，經5s停止，則汽車勻速行駛時的速度多大？

一汽車在水平路面上的以72km/h的速度勻速行駛，突然發現前面有人過馬路，便以4m/s2的加速度緊急剎車，經5s已經到達人身邊，是否能碰上這個人。

2.一題多解——培養解法發散能力

一題多解，就是廣開思路，用多個物理規律去處理同一物理問題，這樣，腦海中儲存的大量信息會充分調動起來，在探求問題的解法方案中，使思維極大地得到發散。

例8 如圖3所示，一斜面高AB為3m，斜面長AC為5m，一物體質量m=60kg，與斜面及水平地面的動摩擦因數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。求：物體在AC段運動過程中，合力對物體做的功？

3.一題多問——培養階梯發散能力

一題多問主要有：一題多問型，題組等形式，這是拓寬思路的先導，使設問逐漸加深，引導思維逐漸深化，可使學生的理解更深刻。

例9 題目如上個例題，可以提出以下一系列問題。

求 物體滑到底端C的速度？此時物體受到的重力G、摩擦力f的功率？

物體在AC段滑動過程中，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整個運動過程中，摩擦力f對它做的功？

這幾個問題，環環相扣，緊緊抓住了學生已有的知識與問題間的聯系，從而迫使學生在線索相對集中的前提下盡可能地發生了思維的發散，便于他們揭示知識間的內在聯系，掌握解題的脈絡。

對大多學習物理吃力的高中生，首先要讓其物理思維習慣養成，物理思維能力增強之后就越學越輕松，越學越喜歡學。通過培養物理思維來解決高中生物理教學的難題，是一條“授之以漁”的捷徑。