大學物理習題教學和思維創新能力培養

摘 要 為了達到大學物理教學的目的（既要掌握物理知識，又要提高物理能力，更要滲透物理思想），本文提出并分析了在大學物理習題講授中要注意的幾個問題：其一，選擇例題要注意具有典型性、針對性、代表性，也要具有綜合性、靈活性和開放性；其二，講授例題時要注意過程的分析、思路的清晰、思維的流暢；其三，一題多解是訓練思維創新能力更有效的手段；其四，從始至終要牢記在講授物理知識和訓練物理能力的同時，更要講授和挖掘其背后所蘊藏的物理思想。

關鍵詞 物理例題 講授法 思維能力

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

College Physics Exercise Teaching and Creative Thinking Ability Training

LIANG Yeguang

（College of Science， Guilin University of Technology， Guilin， Guangxi 541004）

Abstract In order to achieve the objective of college physics teaching （that is， to master the knowledge of physics， while simultaneously improving physical ability， but also to penetrate physical ideas）， this paper presents and analyzes several issues the physical exercises taught in the university should be paid attention to： First， choice exercise should pay attention to typical， relevance， representativeness， but also comprehensive， flexibility and openness； Second， Example taught should pay attention to the process of analysis， clear thinking， thinking fluency； Third， a multi-title innovative solutions are thinking ability training more effective means； Fourth， from start to finish to keep in mind the physical knowledge and training in teaching physical ability， but also to teach and explore its physical ideas hidden behind.

Key words physics examples； teaching； thinking ability

1 大學物理課程的任務

開設大學物理課程，其主要任務包括兩個方面：其一，講授物理學的基本現象、基本概念和基本規律，為后繼的專業課程提供堅實的基礎；其二，培養學生進一步學習和研究自然科學的能力，即智能。包括科學分析歸納的能力、透過現象抽象概括物理本質的能力、解釋數學公式的物理意義和應用數學方程描述物理過程和規律的能力等。

這兩項任務是密不可分的。知識是智能的基礎，智能又是進一步掌握知識的手段。既不能脫離物理知識空洞地去講智能培養，也不能單純地堆積羅列各種互不相干的物理知識。智能的培養要寓于知識的講授之中，知識的講授又要滲透著智能的培養。所以大學物理在教學過程中要注重物理模型建立和數學思維的訓練，激發學生的潛能，突出個性特長的培養；講思想、講方法、講思路、講模型、講前言與應用，強調理論聯系實際，采用啟發、引導和激發興趣相結合的方式進行教學，使學生不僅是記住概念公式、定理和法則等知識，而且要學會如何去獲取知識，自覺探討知識背后的思想方法，訓練科學研究的能力，特別是思維創新能力。精心設計和加強訓練物理題目，無疑是完成以上兩項任務的最有效的方法。

2 物理題目設計、選擇和講授應注意的問題

（1）題目的設計和選擇應具有針對性、代表性、典型性，而且要注意綜合性、實踐性、靈活性和開放性。課堂講授的例題，是為了給學生作出示范，進一步說明某些重要概念與定律的應用，具體傳授分析問題和解決問題的方法，擴大知識面等作用。因此選題時要注意代表性、典型性及綜合性等，要能反映教學中主要要求、重點難點，或能代表一種類型題目，但要比較靈活、多功能，富有思考性。有的是為了澄清和深化理解物理概念，有的是著重于綜合思維能力培養，而有的是啟發創造精神和總結經驗等，學生學習這樣的習題，感到受啟發，有收獲，能在變化中掌握事物的規律，在思考中得到分析問題的鍛煉，對思維能力的培養有利。

（2）講授中注重例題分析，強化思維過程，掌握思維程序。在解題過程中，首先要交代清楚解題時應用哪些概念、原理和定律，理由是什么，特寫是定律使用條件（范圍）要分析清楚。因為對于學生來講，從字面上理解定律的內容并不很難，較困難的卻是定律的使用范圍或條件，學生往往在這方面出問題。這一步要做到從具體問題引入到基本概念或理論高度上去，即“以小見大”。其次要講清楚解題思路或要點，這一步是中心。再次，在解題過程中盡量用文字式，要注意規范性，因為不會規范的理解，往往會給學生帶來不良的影響，同時盡量介紹其他可行的方法，做到“一題多解”。最后，要從物理概念出發分析所得的結果的合理性，防止“純數學游戲”，同時避免“想當然”的情況，這是很重要但是往往容易忽視的一步。這樣才能啟發引導學生運用、分析、綜合、比較、抽象、概括物理思維的基本方法，養成分析的習慣，學會尋找解題的突破點，掌握正確的解題思維，培養學生思維的流暢性。

（3）訓練一題多解，提高思維水平。一題多解指的是同一道題可以從不同的角度應用不同的方法求解，借以開拓學生思維，誘發多端性的思維品質，它能夠訓練學生在處理問題時表現出思維的靈活適應性，不局限于某一種框架之中，不受消極思維定勢的束縛，還能善于在多角度的方法中通過歸納、分析、對比，優選出最佳的方法，表現出較高的思維水平。

（4）深化物理學思想的培養。物理學知識、物理學能力和物理學思想構成了一個人的物理學素養。大學物理的學習目的，就是要提升物理學素養。作為教師應該知道，講授大學物理，不只是讓學生學點物理知識，也不是掌握物理知識與其他專業知識結合，具有解決實際問題的能力，而更應該使學生充滿物理學思想。大學物理課程涉及的物理學思想，具體可歸納為“七大原理和十五性”以及十幾種方法。其中常用研究方法有：理想模型法、實驗法、假設法、類比法、比較法、變量控制法、等效法、臨界法、圖像法、極限法、分解與合成法等。所以在物理教學過程中，力求做到幾點：其一，要科學地選擇那些富含物理學思想、充滿創新意識的教學內容作為教學重點，不失時機地充實學生頭腦。其二，合理取舍，恰當處理物理知識重點難點，把握好“會”和“懂”的含義。最后要自始至終地將物理學思想包含的物理學原理、方法、特征等，有計劃、有步驟地刻意提出，并在講授中反復強化、應用，讓物理學思想逐步滲透到學生的腦海，使學生將來不管從事什么職業，都能用物理學思想指導實際工作。

3 舉例說明

比如在學習力學時，為了更好地掌握基本內容、基本原理和解題方法，我們可以選這樣一道題：用輕繩跨過轉動慣量為 J 的定滑輪，兩邊掛著質量為m、M 兩物體，靜止釋放，求物體下落高度h 時的速度。這是一道一題多解的題目，可用五種手法求解；一用牛頓第二定律和轉動定律求解；二用動量定理和角動量定理求解；三可用動能定理和轉動動能定理求解；四可用功能原理求解；五可用機械能守能定律求解。這幾種方法幾乎概括了質點力學和剛體力學的基本定理、定律應用，同時也對質點、剛體力學內容作了一個很好的對比。

又比如在學習庫侖定律、電場強度概念和應用過程中，掌握了用微元積分法求解均勻帶電細棒在其中垂線上激發的電場強度，并能把該結論依次延伸到：求解無限長均勻帶電細棒在空間各點激發的電場強度→求解無限大均勻帶點平面激發的電場分布→求解半個均勻帶電圓柱面在其中軸線上中點激發的電場強度等。在上述過程中，學生懂得了庫倫在尋找點電荷之間的相互作用規律時，采用了常用的研究方法——實驗法。庫倫能得出靜電力與距離平方成反比，是應用類比法借鑒了牛頓的萬有引力之必然結果，其間采用控制變量法找出了庫倫力與兩個點電荷所帶電量和距離三者之間的關系。在求解帶電體產生的電場分布時，使用了理想模型化方法、極限法、等效法、分解與合成法、微元與積分等計算技巧，應用了疊加原理、對稱性和相對性原理等，培養了豐富的物理學思想。

參考文獻

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