物理教學(xué)中思維能力的培養(yǎng)

歸徐芳

摘 要：學(xué)生具有良好的物理思維能力是學(xué)好物理的一個(gè)重要因素。通過(guò)科學(xué)推理，培養(yǎng)學(xué)生的思維邏輯性；一題多解，培養(yǎng)學(xué)生的思維廣闊性；一題多變，培養(yǎng)學(xué)生的思維靈活性；巧解巧算，培養(yǎng)學(xué)生的思維敏捷性；自我反思，培養(yǎng)學(xué)生的思維深刻性。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；思維能力；科學(xué)推理；一題多解；一題多變；巧解巧算；自我反思

思維是人腦對(duì)客觀事物本質(zhì)屬性與規(guī)律的概括的間接的認(rèn)識(shí)，是分析、綜合、比較、分類、抽象概括與具體化的過(guò)程。

學(xué)生具有良好的物理思維能力是學(xué)好物理的一個(gè)重要因素，而良好的物理思維能力不是天生就有的，要靠后天的培養(yǎng)。那么怎樣培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力呢？結(jié)合近年來(lái)自己的教學(xué)實(shí)踐，我認(rèn)為應(yīng)該從以下幾個(gè)方面來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

一、科學(xué)推理，培養(yǎng)學(xué)生的思維邏輯性

思維的邏輯性是指思考問(wèn)題時(shí)條理清楚、推理準(zhǔn)確、有因有果，嚴(yán)格遵循邏輯規(guī)律。在初中物理教學(xué)中有一些物理現(xiàn)象，由于受實(shí)驗(yàn)條件的限制，無(wú)法直接驗(yàn)證，需要我們先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再進(jìn)行合理推理，才能得出正確的結(jié)論。

例如：將一只正在發(fā)聲的手機(jī)放在密封的玻璃罩內(nèi)，當(dāng)罩內(nèi)空氣被抽走時(shí)，鈴聲變小，由此推理出：聲音不能在真空中傳播。又如，在探究牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們把物體放在越是光滑的水平面運(yùn)動(dòng)得就越遠(yuǎn)的知識(shí)結(jié)合起來(lái)，我們就可以推理出：如果水平面絕對(duì)光滑，物體將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

在教學(xué)時(shí)，如果注重邏輯推理思維的灌輸，有助于學(xué)生科學(xué)思維能力的提高。

二、一題多解，培養(yǎng)學(xué)生的思維廣闊性

思維的廣闊性是指能全面而細(xì)致地考慮問(wèn)題。在教學(xué)中，通過(guò)一題多解，使學(xué)生養(yǎng)成從不同的角度觀察、思考、分析，用不同的方法和觀點(diǎn)去解決同一物理問(wèn)題的習(xí)慣，從而擴(kuò)充思維的領(lǐng)域，

增加思維的機(jī)遇，這有利于知識(shí)間的聯(lián)系與溝通，培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性。

例如：有兩根長(zhǎng)度、粗細(xì)、外表顏色都差不多的金屬棒，一根是鋁的，一根是鐵的，請(qǐng)你根據(jù)它們的物化性質(zhì)，用盡可能多地用不同的方法把它們區(qū)分開(kāi)來(lái)。

思路一：密度類比較法

①密度測(cè)量法：鐵的密度大。

②比較重量方法：彈簧秤測(cè)量重量，鐵的重量比較重。

③比較質(zhì)量法：天平來(lái)稱質(zhì)量，鐵的質(zhì)量大。

思路二：材料強(qiáng)度類比較法

①金屬絲彎曲法：鋁較易變形。

②鐵榔頭敲擊法：鋁容易敲扁。

③鋼絲鉗切割法：鋁容易剪斷。

思路三：電阻類比較法：鐵的電阻較大。

思路四：磁鐵吸引類比較法：鐵能被吸引。

思路五：導(dǎo)熱性能比較法：導(dǎo)熱性好的是鋁。

思路六：稀酸類反應(yīng)法：產(chǎn)生氣泡較劇烈的是鋁。

思路七：灼燒類法：放在酒精燈火焰上灼燒，“白色的是鋁”，“變黑的是鐵”。

思路八：……

該例題從不同的角度、不同的方位分析問(wèn)題，用不同的方法求解，可以激發(fā)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)和去創(chuàng)造的強(qiáng)烈欲望，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的聯(lián)系，訓(xùn)練學(xué)生對(duì)知識(shí)的嫻熟運(yùn)用能力，鍛煉學(xué)生思維的廣闊性。

三、一題多變，培養(yǎng)學(xué)生的思維靈活性

思維的靈活性是指思維活動(dòng)能根據(jù)客觀情況的變化而隨機(jī)應(yīng)變的能力，通過(guò)對(duì)一道習(xí)題進(jìn)行多方位、多層次的變式訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生從一道習(xí)題抓一類問(wèn)題；從特殊問(wèn)題抓一般問(wèn)題，這樣，不但能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能取到舉一反三、訓(xùn)練思維、提高能力的作用。在教材中，有不少練習(xí)題可以進(jìn)行一題多變的訓(xùn)練，教師應(yīng)有意識(shí)地運(yùn)用。

例如，在固體壓強(qiáng)計(jì)算的教學(xué)中，我出示如下一道題目：“質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方體木塊豎放在水平地面上，對(duì)地面的壓強(qiáng)為P，若把它按如圖一所示截取陰影部分后仍豎放在地面上，剩下木塊對(duì)水平面的壓強(qiáng)為多少？”學(xué)生做完題后，教師啟發(fā)學(xué)生把截取的方法或放置方式改變，然后，再求此時(shí)剩下木塊對(duì)水平地面的壓強(qiáng)。

上述變式，由于截取方法和放置方式的不同，使受力面積的改變也不同，導(dǎo)致剩下木塊對(duì)水平地面的壓強(qiáng)也不同，但解題的思路是一致的。通過(guò)一題多變，這無(wú)疑能使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。一題多變，從聚合到發(fā)散再到聚合，學(xué)生的思維水平不斷從低級(jí)向高級(jí)發(fā)展。同時(shí)，激發(fā)學(xué)生思維的積極性，培養(yǎng)學(xué)生靈活思維的能力。

四、巧解巧算，培養(yǎng)學(xué)生的思維敏捷性

思維的敏捷性是指能在很快的時(shí)間內(nèi)提出解決問(wèn)題的正確方法，是所有優(yōu)良思維品質(zhì)的集中表現(xiàn)。在物理教學(xué)中，物理問(wèn)題千變?nèi)f化，但只要抓住內(nèi)在相同的本質(zhì)，遵循的相同物理規(guī)律的特點(diǎn)，通過(guò)類比一些題型并歸類，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，加強(qiáng)知識(shí)的橫向聯(lián)系，濃縮知識(shí)點(diǎn)，明確知識(shí)的縱向主線，就能化繁為簡(jiǎn)，變難為易。比如，在研究具有相對(duì)速度的物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，將復(fù)雜的速度疊加運(yùn)動(dòng)變?yōu)橄鄬?duì)運(yùn)動(dòng)，可能問(wèn)題就變得熟悉而簡(jiǎn)單。

例如：一條小船相對(duì)于水以3 m/s的速度沿河逆流而上，水流的速度為1 m/s。當(dāng)小船在一座橋下經(jīng)過(guò)時(shí)，船上一只木箱落入水中，假設(shè)木箱落水后立即順?biāo)蛳掠畏较颍^(guò)了2 min才被發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)后立即調(diào)轉(zhuǎn)船頭，仍以相對(duì)于水3 m/s的速度去追木箱。求：小船追上木箱需要多長(zhǎng)時(shí)間？

按照常規(guī)思路，我們常常會(huì)選取河岸為參照物，然后對(duì)木箱的漂流、船逆水航行、船順?biāo)叫蟹謩e列出運(yùn)動(dòng)關(guān)系式求解。具體解法如下：

船逆行的對(duì)地速度：v逆=v船-v水=3 m/s-1 m/s=2 m/s

木箱落水后順?biāo)械乃俣龋簐水=1 m/s

2 min后才發(fā)現(xiàn)，這時(shí)船向上游航行的距離：

S1=v逆t1=2 m/s×120 s=240 m

木箱向下游漂行的距離：S2=v水t1=1 m/s×120 s=120 m

這一時(shí)間內(nèi)船和箱子的距離：S=S1+S2=240 m+120 m=360 m

當(dāng)發(fā)現(xiàn)后追趕，船調(diào)頭后順流而下追木箱時(shí)對(duì)地速度：

v順=v船+v水=3 m/s+1 m/s=4 m/s

設(shè)船追上木箱，所用的時(shí)間為t2，則

船追上木箱航行的距離：S3=v順t2=4 m/s×t2

木箱又向下游漂行的距離：S4=v水t2=1 m/s×t2

因?yàn)榇飞夏鞠浜叫械木嚯x等于發(fā)現(xiàn)時(shí)船和箱子的距離與木箱又向下游漂行的距離之和，即S3=S+S4

所以4 m/s×t2=360 m+1 m/s×t2

解得：t2=120 s=2 min

該例題中若以河水為參照物，則木箱相對(duì)水靜止，船順流航行和逆流航行相對(duì)水的速度大小相等。這樣的物理情景，與“一個(gè)人在馬路上勻速行走，掉下一個(gè)箱子，2 min后發(fā)現(xiàn)了并立即掉頭以同樣大小的速度去揀箱子。”的情景相同。顯然人來(lái)回路程相等，速度相等，所用的時(shí)間也相等。同樣，在該題中船在水中順流而下追箱子與逆流而上離開(kāi)箱子的時(shí)間也相等。

可見(jiàn)，在解難度較大、技巧性較強(qiáng)的題目時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生跳出習(xí)慣性思維的解題框框，巧妙的選取研究對(duì)象，能夠使計(jì)算更方便，過(guò)程更簡(jiǎn)單，有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性。

五、自我反思，培養(yǎng)學(xué)生的思維深刻性

思維的深刻性是指深入到事物的本質(zhì)里去考慮問(wèn)題。一般學(xué)生對(duì)一個(gè)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)、觀察，只能停留在初級(jí)階段，只能看到問(wèn)題的表面現(xiàn)象，難以進(jìn)入深層的領(lǐng)域，因此，學(xué)生的反思是非常重要的，學(xué)生在反思中既是整理知識(shí)、整理思維的過(guò)程，又是總結(jié)成敗的過(guò)程。

比如，我們?cè)谡n堂教學(xué)總結(jié)時(shí)，不應(yīng)該只要求學(xué)生簡(jiǎn)單地復(fù)述知識(shí)要點(diǎn)，而應(yīng)該為學(xué)生提供一種極好的自我反思機(jī)會(huì)，來(lái)引發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的結(jié)果進(jìn)行自我反饋，對(duì)探究的過(guò)程進(jìn)行自我反思。引導(dǎo)學(xué)生要常常自問(wèn)：（1）本節(jié)課我學(xué)到什么？（2）本節(jié)課我有什么體會(huì)？（3）這實(shí)驗(yàn)采用什么方法？還有別的方法嗎？（4）這種方法適用的條件是什么？（5）這節(jié)課的學(xué)習(xí)對(duì)我的生活有什么影響？這種反思探究過(guò)程是教師無(wú)法替代的，它是學(xué)生的一個(gè)思想升華的過(guò)程，是加深知識(shí)、獲得體驗(yàn)的重要途徑，有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)相互條件中的必然聯(lián)系和問(wèn)題的深層培養(yǎng)學(xué)生洞察問(wèn)題實(shí)質(zhì)的能力。

在物理教學(xué)中，要從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，從物理的特點(diǎn)出發(fā)，組織教材、研究教法，通過(guò)各種教學(xué)手段，有意識(shí)地培養(yǎng)、訓(xùn)練，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，使學(xué)生具有科學(xué)的思維方法和良好的思維習(xí)慣。

編輯 黃 龍