緊扣學生問題進行物理思維方法的教育嘗試

林文海

摘 要：物理思維教育是教學的核心。通過教學實踐得出教學設疑所引起的學生思維活動起點不能太高，教學所引起的思維活動的目標指向必須明確，學生的思維障礙往往來自于思維活動的邏輯推理不嚴密，教學要力圖使思維活動得到的判斷可信四個思維教學的體會。

關鍵詞：思維教育；思維起點；思維指向；思維邏輯；思維判斷

學生在老師講課時聽得懂，但當他們回家自己做題時，卻往往感到無從下手，這是學生對物理概念、物理規律理解不透徹所造成的。怎樣讓學生深刻地理解概念和規律？筆者力求在教學中引起學生的思維，有了幾點體會，提出來與同行討論。

一、教學設疑所引起的學生思維活動起點不能太高

學生思維起點活動的不能太高就是教師所設計的問題必須貼近學生，能夠引起學生思維。解決問題的關鍵在于思維起點的選擇，如果教學過程的思維起點選擇得合理、準確，問題的解決就能變得得心應手。

比如，對于鉛球在空中運動過程中所受力的問題，教師問：“推出去的鉛球，在空中受到幾個力的作用？”學生經常不假思索地回答：“受到三個力的作用，推力、重力、空氣阻力的作用！”受到重力、空氣阻力，這是正確的，但受到推力卻是有問題的。學生錯誤的原因是沒有把力的概念弄清楚，理解得不透徹。這時候，教學應該有這樣的進程：

師：讓我們一起來回顧力的概念：力是什么？

生：力是物體對物體的作用。

師：力是物體對物體的作用，說明有受力物體一定有施力物體。推力的受力物體是鉛球，施力物體是什么？

生：手。

師：是手嗎？

生：……

師：請大家從力的概念和彈力產生的條件進行討論。

生：推力是手和鉛球直接接觸而產生的，鉛球一旦離開人的手，沒有了接觸，這個推力也就不存在了！

這樣的教學進程，能夠讓學生進行討論。思維的產生，第一，需要有相應的知識塊，這里就是力的概念和彈力產生的條件；第二，要在知識塊和問題之間產生聯系，這兩點就是思維的起點。教學中只有通過引導建立起學生的思維起點，才能引起學生的思維，問題才能得到順利、正確的解決。上面例子中，學生通過討論是能夠產生這個聯系過程的。

二、教學所引起的思維活動的目標指向必須明確

我曾經布置這樣一道問答題：“手握瓶在空中靜止不動，握得越緊，手對瓶的摩擦力就越大，這句話對嗎？”很多學生從“正壓力越大，摩擦力就越大”推出這句話是對的。這是學生錯誤的思維目標指向所造成的。為了使學生的目標指向正確，就有了以下教學過程：

師：請問瓶受到幾個力的作用？分別是什么力？

生：兩個力。一個是豎直向下的重力，另一個是豎直向上的摩擦力。

師：如果手握瓶越緊，手對瓶的摩擦力就越大是正確的，但當摩擦力大于重力的時候，會出現什么情況？

生A：瓶會向上運動。

生B：不對！瓶不可能向上運動。

生C：摩擦力與握力無關。

師：我們所學的摩擦力有兩種，一種是滑動摩擦力，另一種是靜摩擦力。為什么用“正壓力越大，摩擦力就越大”來判斷會產生錯誤？這就是思維的目標指向錯誤造成的。如果我們用力的平衡條件來判斷摩擦力的大小，又會如何？這時我們首先要知道瓶子此時受幾個力的作用。

生：瓶受到四個力的作用！重力、靜摩擦力、一個向右的壓力，一個向左的壓力。

師：這些力是怎么樣的平衡關系？

生：瓶在空中靜止，向右的壓力和向左的壓力二力平衡，靜摩擦力和重力二力平衡，靜摩擦力的大小就等于重力的大小。因為重力不變，所以，即使手握得再緊，摩擦力也不會增大。

教學過程說明，思維的目標指向是非常重要的，許多時候，學生的錯誤往往來自于目標指向不正確，這時就需要教師的正確引導。教學中需要進一步總結的是，注意物理概念和物理規律的適用條件是使思維目標指向不至于發生偏離的重要條件。

思維的終極目標指向肯定是問題的解決。解題時，常常要把目標和題目中的信息、已知條件、物理概念和規律緊密聯系起來，從中找到解決問題的路徑。一旦目標被抓住，思維方向就更明確、更具體，解題過程中的推理就更有針對性。這種方法就是以解題目標為思維基礎，通過解題目標的分析及各階段性目標逐步推進，使思維越來越明確，解決問題的難度也就會相應降低。

三、學生的思維障礙往往來自于思維活動的邏輯推理不嚴密

題目：額定電壓相同的小燈泡L1、L2串聯在電路中。閉合開關S后，發現燈L1較亮，燈L2較暗。比較通過兩燈的電流和額定功率，則I1 I2，P1 P2。（均選填“>”、“<”、“=”）

學生解題錯誤思維：學生一看到題目中一盞燈亮，一盞燈暗，大腦的第一感覺就是，燈亮電流大，功率大，燈暗電流小，功率小，這是學生很習慣的一種定式思維，這種思維活動的問題就是邏輯推理不嚴密造成的。嚴密的邏輯推理體現了學生的一種學習能力和綜合素質，針對學生的錯誤，我進行了下面的教學過程。

師：電燈的亮暗程度，是取決于電燈的實際功率還是額定功率？

生：實際功率。

師：實際功率與電阻之間的關系如何？

生：電流相同的時候電阻越大，功率越大，電壓相同的時候電阻越大，功率越小。

生：題目給出了這兩盞燈是串聯的，所以I1=I2。

師：題目給出了它們的額定電壓相同，現在要判斷哪一個電燈的額定功率更大，就是要比較哪一個電燈電阻大。

生：燈L1較亮，說明實際功率大，根據公式P=I2R可知，實際功率大的，電阻大，又根據公式R=燈泡的額定電壓相同，電阻大的，額定功率小，所以P1

嚴密的物理思維活動需要學生對概念和規律有較好的理解，這就需要我們在教學中更多地還原概念和規律的建立過程，弄清楚它們的內涵和外延，注意規律的適用條件。要使邏輯推理不出現偏差，必須有合理假設、適當而且科學的轉化、問題模型的建立和正確的數學演算，這個過程就是習題在思維訓練中的作用。物理課的學習過程，實際上就是觀察、思維、應用的過程，學生學習時若不能真正把握知識的內涵、知識間的聯系及其區別，在運用物理知識進行物理思維時，就會產生一些思維障礙，出現各種各樣的錯誤，如，亂套公式、張冠李戴、思維混亂等現象，從而影響學生正確應用物理知識解決實際問題。

四、教學要力圖使思維活動得到的判斷可信

例如，在教學慣性問題時，教師提出了這樣一個問題：在公交車上，你向上跳，會回到哪里？在地面上，因為地球自西向東自轉，你不停地往上跳，可不可以從中國跳到美國？很顯然，“不停地往上跳，可以從中國跳到美國”的判斷是錯誤的。教學過程讓學生對這些問題充分地發表了自己的意見，經過討論得出結果，不僅可以提高學生利用慣性知識分析生活問題的能力，而且學生也為學會用物理知識來解釋生活中的問題而感到有成就感！更重要的是，可以讓學生對于思維判斷必須具有可信度有較好的理解。

又如，在教學壓力和壓強時，教師可向學生分析“氣功碎石”的表演。一個人把大石頭壓在身上，用鐵錘打石頭，石塊斷，人無恙。問：這個人是否有氣功？如果真有氣功的話，主要表現在哪里？能把大石頭拿掉，直接用鐵錘打肚子嗎？對這個問題，也需要學生對這些問題充分討論，然后展示自己的觀點，這樣不僅可以幫助學生增長對壓力和壓強問題的分析能力，鍛煉思維，同時，學生也為學了物理知識能夠解釋氣功而高興，充分體現物理知識的有用和有趣。

實際教學中，學生對物理事實的直覺判斷通常發生在兩種情形下，一種是在基本未對物理事實展開物理思維之前，另一種是在物理思維進行中遇到較大的困難之時。直覺判斷對于學習物理是有很大阻礙的，但是學生自發地，甚至在一定程度上習慣使用直覺來做出判斷，是一種難于回避的事實。因此，教學中要經常提醒學生，正確的物理思維取決于對概念規律的理解，要自己多讀課本，研究課文內容，最好從字縫里面讀出字和句來；同時教師要經常引導學生對于概念和規律的仔細研讀，以此提高自己的思維能力。當物理思維進行中遇到較大的困難時，要進行合理的假設和適當的轉化。假設是物理解題中的一種常用的思維方法，有些問題直接由條件難以找到解題的突破口，此時可通過合理的假設推出結論與已知條件相矛盾，然后進行適當地調整，得出問題的結論。轉化作為物理解題思維的重要策略，有其獨特的作用。解題過程的實質通常就是對問題進行一連串的轉化，進而達到求解的探索過程。

參考文獻：

[1]閻金鐸、田世昆、胡衛平.物理思維論[M].南寧：廣西教育出版社，1996.

[2]喬際平，續佩君.物理教育學.江西教育出版社，1992.

（作者單位 福建省龍巖市新羅區蘇坂學校）

編輯 張珍珍