有序啟發式教學與思維品質的培養

摘要：知識有“序”物理教學也有“序”，如何按照“序”做好物理教學，這是一個值得探討的問題，本文試從發展思維能力的角度，談談有序啟發與學生思維品質培養的意見。

關鍵詞：有序啟發 思維品質

1 有序啟發與思維深刻性的培養

思維的深刻性，是指善于深入思考問題，準確把握事物本質及規律性聯系，不為表面現象和各種干擾所迷惑的思維品質。有序啟發式教學不僅可以深化學生對知識的理解，而且對培養學生深入思考的習慣與能力是大有裨益的。

例如：在《力》一章的教學中，筆者適時地選編了下面的題目進行訓練。

〔例1〕一細木棒底部固定一小鐵塊，豎直漂浮在水面上，如果將木棒露在水面以上的部分切去則木棒將：①上浮；②下沉；③既不上浮也不下沉。

這是一道常見的選擇題。選擇答案①是沒有異議的，但這時教師可接著設問：假如一直這樣切下去結果會怎樣呢？顯然每次切去水面以上部分的木棒，它都將上浮而處于新的平衡狀態，那么，如此反復割下去，最后豈不是木棒會被切完，鐵塊也會浮到水面上嗎？對于這個合理的推理明顯錯誤的結果又該如何解釋呢？這時大家議論紛紛，且迷惑不解，甚至懷疑將水面以上部分的木棒切去后木棒是否能上浮。

其實這個問題可做如下推導分析：如圖所示，設木棒是均勻的，長為H，截面積為S，密度為ρ木，其豎直浮在水面上時，水面以下部分為h，水的密度為ρ水，小鐵塊重為G鐵，體積忽略不計。

因為ρ木﹤ρ水，所以從以上推導可看出：雖然每次切割后都會上浮，但隨著切割次數的增加，水面以上部分木棒的長度越來越短，當切割的次數趨于無窮多時，切下的長度將趨于零，木棒上端幾乎與水面相平，而此時木棒的長度為：，因此不可能出現木棒被切完鐵塊浮在水面上的情形。

所以，進一步的設疑，不僅能暴露學生的思維缺陷，還培養了學生深入思考的習慣和探索能力，同時也使學生得到了清晰的物理圖象，且思路更明晰深邃。

2 有序啟發與思維廣闊性的培養

思維的廣闊性，是指善于運用多方面的知識和經驗，從不同角度思考問題的品質。在《慣性系和非慣性系》一節的教學中，我首先提出一個問題：在運動學中選擇不同的參考系時，物體的運動情況雖不相同，但仍可以確定其運動，故參考系是可以任意選取的。而在運用牛頓運動定律時參考系也能任意選取嗎？供學生討論。而后適時地選編了下面的題目做進一步的探討。

〔例2〕在一升降機內，放一質量為m的物體，物體隨升降機一起運動，試討論：

①當升降機對地靜止時，物體對地和對升降機的運動及受力情況。

②當升降機勻速運動時，物體對地和對升降機的運動及受力情況。

③當升降機變速運動時，物體對地和對升降機的運動及受力情況。

這是一道論述題，先讓學生分別討論：物體對地做何種運動？受哪些力的作用？受力與運動的關系是否滿足牛頓運動定律？再以升降機為參考系討論上述問題就很容易發現：以相對地面靜止或做勻速直線運動的物體作為參考系時，牛頓運動定律是成立的；而以相對地面變速運動的物體作為參考系時，牛頓運動定律不再成立。

通過以上程序化的設問，不僅使學生明確了“慣性系”和“非慣性系”的基本慨念和不同之處。還能使他們“發現”應用牛頓運動定律也是要先選擇參考系的。再就是一些欠缺條件或模糊性的選擇題也能開闊思路，因為它只求答案準確，無須陳述解題過程，所以盡可以采用邏輯分析、直觀圖解、類比推理以至直覺猜想等多種思維方式。如：

〔例3〕若物體受平衡力的作用，當撤消其中一個力時，物體的運動狀態可能是：（ ）

（A）靜止；（B）沿這個力的方向運動；（C）沿這個力的反方向加速運動；（D）沿垂直這個力的方向運動。

這道題既未明確初始運動狀態，又沒有指明這個力是獨立的還是有依賴的，這樣模糊條件就造就了多解的結果，使四個答案均屬正確。

3 有序啟發式與思維邏輯性的培養

思維的邏輯性，是指思維能遵循邏輯的規律，其思維首尾一貫；不相矛盾；根據充足以至達到正確結論的思維品質。要引導學生的認知從感性階段向理性階段過渡，以形象思維向抽象思維過渡，必須由簡到繁；由易到難；有序啟發，才能更好地從具體事物去認識周圍的物質世界。

關于《阿基米德定律》的教學，可將演示驗證性的實驗改為學生探索性實驗。先用彈簧秤在空氣中稱出物重，再把物體浸入盛滿水的溢水杯中，并讀出此時彈簧秤的讀數，最后稱出物體排出的水重。接著采用有序啟發式的設問：①物體在空氣中與浸入水中時彈簧秤的讀數有何變化；若把物體托在手中，也能觀察到同樣的現象，并由此聯想產生這種變化的原因。②物體排出的水重與浮力的大小有何關系。③若物體漂浮在水面上，這種關系還成立嗎？如何用實驗驗證？如此引導學生用眼觀察，動腦思考，分析研究和總結，使學生仿佛自己發現了新的知識，得到了成功的滿足感并培養了總結概括和抽象思維的能力。

另外在探索解題規律時，按照程序進行分析，對培養邏輯性思維也是大有助益的。比如，對慣性現象的解釋可通過“三步法”進行有序啟動，其思路是：①物體原來的運動狀態怎么樣？②哪個物體受外力作用，改變了原來的運動狀態。③哪個物體沒有受外力作用，仍保持原來的運動狀態。

〔例4〕燒鍋爐的時候，用鏟子送煤，鏟子往往并不進入灶內，而是停在灶前，煤就順著鏟子運動的方向進入灶內，為什么？

答：用鏟子送煤，煤和鏟子一起向灶前運動，鏟子由于受到人施給力的作用，改變了原來的運動狀態，從運動變為靜止，停在灶前；煤沒有受到人施力的作用，仍保持原來的運動狀態，繼續向灶前運動，所以就進入了灶門。

4 有序啟發與思維靈活性的培養

思維的靈活性，是指善于根據情況的變化，改變思維角度與方法，從而擺脫常規、繁難或錯誤的思路，尋找正確或較佳途徑的思維品質。在具體教學中，可通過實例幫助學生克服思維定勢和訓練審微應變的能力。

〔例5〕如圖：A物體是木塊，問A物體是否受到浮力的作用？

對這道題，很多同學會用阿基米德定律F浮=G排計算A物體所受浮力的大小，此時，教師應進行點拔，組織學生從另一角度來討論這個問題，此時A物體的下表面未接觸水，因而不存在水對A物向上的壓力，即A物體并沒有受到浮力的作用。借此機會應告知學生：阿基米德定律是在實驗中探索來的，必須在已知物體受浮力作用的前題下方可運用。此時，雖然G排≠0，但F浮=0。其實并沒有跟阿基米德定律相沖突。其解題思路為：由浮力產生的原因→判斷A物體是否受到浮力→若受到浮力，則F浮=G排。若沒有受到浮力，則F浮=0。

上面分析從思維的深刻性、廣闊性、邏輯性和靈活性幾個方面簡述了有序啟發式教學對培養思維品質的重要意義和訓練的一般方法，實際上這幾個方面品質的培養應該統一交融于具體的教學之中，方能更好地促進學生思維的發展，真正使學生能夠在啟中得發、探中有索、推之成理并保持愉快的心情和充分的自信，取得好的教學成效。顯然，這一切都要依賴于教師的智慧與創造力。

參考文獻：

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