注重變式教學 培養思維能力

朱靈波

摘 要：教育教學貴在創新，教育教學的創新主要是思維的創新，變式教學實踐就是一種思維創新。在物理教學中通過變式教學，不斷地變更所提供材料或事物的呈現形式，使本質屬性保持穩定而非本質屬性不斷變化，以變養智，以變養德，從知識與技能、過程與方法、情感態度和價值觀的三維目標出發來設計教學，培養學生的思維能力。

關鍵詞：變式教學；發散思維；聚合思維；創造性思維

許多學生反映物理難學，“題海戰術”是一個重要的原因，大量的難題，單一的教學方法，無法讓學生在過程與方法上、情感上得到成功的體驗，那么知識和技能目標的達成度也是可想而知的。在我們的物理教學中，有的問題缺乏新的情景，學生不感興趣；有的問題缺乏階梯，一開始就太難，許多學生的思維不能被激發。

同樣常見一些教師說：“這個題目其實很簡單。”“怎么連這個題目也不會做？”其實，這個教師站在已經掌握了物理學系統知識的高度所產生的想法。如果你的頭腦中還沒有這一系統的知識結構，情況就會完全不同。“稚化教師思維”“備學案”是教師應當掌握的兩條有效的教學途徑。“沒有教不好的學生，只有不會教的老師”這句話從某種程度上說也有一定的道理，教師的“會教”在于“會激”，而變式教學就是激活學生思維的教學方法。

所謂“變式教學”，是指以培養學生靈活轉換、獨立思考能力為目的，在教學過程中教師精心設計一些不斷變更問題情景或者改變思維角度，由簡到繁、由易到難的物理問題，使事物的非本質特征時隱時現，而事物的本質特征卻始終保持不變的教學形式。這是一種把學生的思維逐漸引向新的高度的一種教學方法，它實際上是教師有目的地通過“變式”為學生組織了一個引導思維的活動。

一般來說，當學生面對新的物理情景時，如果舊的思維方式能夠解決新的問題，就是遷移學習。如果新的情景需要學生能從不同角度進行思考和突破原有的思維模式，就是創造學習。變式教學要求不斷變更所提供材料或事物的呈現形式，它能夠使學生經常處于新的情景中，所以，變式教學十分有利于激發學生思維的熱情，改善學生的思維品質和培養學生的創造性思維能力。

一、實施變式教學有利于培養學生發散思維能力

所謂“發散思維”是從一點向四面八方想開去的思維。運用這種思維方式來考慮問題，會因我們的出發點不同而得到不同的思考途徑或得到不同的結果，顯然我們得到的思考途徑或結果越多，發散思維能力就越強。

物理教學中發散思維體現的是所謂“一題多解”和“一題多變”的變式教學，“一題多解”即對同一個問題應用多種不同的方法去尋求其答案，它追求的是解決問題的多種途徑。這些“途徑”實際上就是一些解決問題的方法，而對不同方法進行比較，必然能使學生思路開闊，使之養成多角度觀察理解事物的習慣，對培養學生發散思維能力起著輔路架橋的作用。一題多變指的一道基本題，讓題目的情景有所變化，按程序不斷加深加廣，變成許多道有關的習題。通過這一類題型的解析和訓練，充分認識基本知識的應用價值，使學生明確只要掌握規律和分析方法，就可以做到“萬變不離其宗”。一題多變最好能從學生比較熟悉的典型題開始，這樣所起的作用更大。

例1.

通過一題多解，一題多變，可以促使學生多角度分析、解決問題，拓寬解題思路，開闊視野，啟迪發散思維，開發智力，培養能力，達到學以致用的目的。當然，一題多解并不是一定要追求解法的最多，而是應該根據教學要求、學生水平、教學功能精選幾種解法，既訓練學生發散性思維的能力，又抓住核心規律；既保持課堂效率，又切合學生實際。

二、實施變式教學有利于培養學生聚合思維能力

所謂的聚合思維是多到一的思維。它以某個思考對象為中心，把問題所提供的和從大腦中提取出來的各種信息集中起來，通過直覺的判斷，選擇解決問題最優的設想和方法，通過一系列的推理獲得解決問題的答案，或者從不同的現象和問題中發現共同的因素。又稱集中思維、收斂思維、求同思維等。

物理教學中聚合思維體現的是所謂“多題歸一”的變式教學，多題歸一是指把多個表面上不同但實質上相同的題目歸成一類，找出它們的共同特點，用同一個物理規律去解答。即：多個題目多種物理情景，解答所用的物理規律相同，以實現認識一類物理現象的共同規律。多題歸一可以實現觸類旁通的教學效果，即學生一旦掌握了一類問題的一般特點后，能夠從這個一般的特點出發，去解決新遇到的同類或相似類別的問題。物理教學中就有很多這樣我們熟悉的例子，例如，人船模型、子彈打木塊模型、彈簧模型、平拋模型等。

例2.一小球從離地面H高處無初速度下落，運動過程中空氣阻力始終是球重的k倍（k>1）。若小球與地面碰撞后無能量損失，則小球在停止前通過的總路程為多少？

例3.如圖1在傾角為？茲的斜面上有擋

板，在距A為L的地方有一質量為m的物體B，B的初速度為V0，B與斜面間的動摩擦因素為？滋，且？滋

例4.如圖2所示，一個質量為m，電量為

-q的小物體，可在水平軌道Ox上運動，O端有一與軌道垂直的固墻，軌道處在場強為E，方向沿Ox軸正向的勻強電場中，小物體以初速V0從x0點沿Ox軸軌道運動，運動中受到大小不變的摩擦力f的作用，且f

以上三個例題所涉及的物理情景，可能不是學生所熟悉的，由于缺乏與之相關的閱歷和實踐經驗，思維難免會受到某些局限。但我們可以充分發揮思維的能動作用，將陌生的物理情景加以轉換，從而轉化成我們所熟悉的物理情景，往往能使問題絕處逢生、豁然明朗。

三、實施變式教學有利于優化學生的知識結構，培養學生創造性思維

所謂創造性思維，簡單地說，就是可以產生創造性成果的一類思維方式。變式教學可以把一些繁難的物理問題通過改組或改造，變成我們熟悉的問題，從而激發學生的創造性思維。

例5.如圖3所示，一根半徑為r的半圓形導線ab，在垂直于勻強磁場的平面內，以一端a為定點沿逆時針做勻速轉動。已知磁感應強度為B，角速度為？棕，試求ab兩端的電勢差大小。

分析：課本中介紹的是求解直導線做平動切割磁感線產生感應電動勢的方法，本題卻是彎曲導線做勻速轉動切割磁感線產生感應電動勢的問題，無法直接利用課本的知識進行求解。

變式1：設想沿半圓形導線的直徑處再

連接一長度為2r的直導線，使之成為閉合導線框，如圖4。對導線框來說，因為在轉動過程中，穿過的磁通量沒有發生改變，故總電動勢為零。即E總=Eab+Eba=0，所以Eab=-Eba，這表明，半圓形導線ab產生的感應電動勢的大小與直導線ab產生的電動勢相等。于是求解半圓形導線ab的感應電動勢問題就轉化為求解直導線ab的感應電動勢問題。

所以，物理解題思維的核心就是促使陌生的問題向熟悉的問題轉化，繁難的問題向簡易的問題轉化。變式教學對物理解題的意義在于，主體解題時，不是孤立地看問題，將問題看成僵死不變的東西，而是將問題進行改造或改組，使之變得更熟悉、更簡易。而這種改造或改組正是創造性思維的典型變現。

“求新、求實、求活”變式教學不是講授一個一個的知識點，它們以一個點為中心編織著知識的網，構建一個一個知識組塊，而這些組塊相對于孤立的知識點無疑具有更大的功能，變式教學藝術總是用最少的時間給予學生最大的有序知識，使認知結構得到優化，從而從根本上提高了學生解決新問題的能力。

一題多解、一題多變的發散思維訓練，使教師從學生熟悉、難度并不很大的基本題出發，通過各種變式把學生的思維逐漸引向深入，給學生提供了廣闊的想象空間，學生在這個空間里自由翱翔，新的思路、新的方法不斷涌現，不斷給人以新奇感，使人感到一種想象的美。

變式教學的多題歸一能夠使學生理解形異而質同的問題，使學生的歸納、綜合能力得到加強，聯想能力得到發展，能夠使學生透過現象看到本質而使學生感受到理解的蘊藉美，有利于培養學生的聚合思維能力。

變式教學使物理知識相互聯系，達到溫故知新的功效，不僅能開拓學生的思路，還能引起他們鉆研物理的濃厚興趣，能充分調動學生的主觀能動性，有利于優化學生的知識結構，培養學生的創造性思維，使學生得到認知和審美心理的雙重滿足，使教師得到精神上的調節，從而使師生雙方在和諧的教學環境中實現共贏。

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（作者單位 浙江省杭州市余杭第二高級中學）