物理計算中學生思維能力培養的方法

李富兵??

摘 要：本文從思維方法入手介紹了物理計算中思維能力培養的六種方法。這些方法不僅能激發學生在物理計算中的興趣，而且有利于培養他們的思維能力，有助于學生學會解決問題的方法。

關鍵詞：物理計算；思維能力；培養方法

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）07-068-1

在中學物理教學中，教師既要重視傳授知識，更要重視培養和提高學生的能力。加強學生能力的培養，是中學物理教學的重要任務。那么，在中學物理計算教學中應該注意培養學生的哪些方面的能力呢？筆者認為可以從以下幾方面入手。

一、一題多變培養變化思維

通過一題多種變化，培養學生抓住解決問題的關鍵之處，看清事物的本質，找到最基礎的解決途徑。

例1：把10Ω和20Ω的兩電阻串聯后接在6V的電源上，求兩電阻各自消耗的功率？

解析：關鍵之處在于兩電阻是串聯，求出總電阻，再求出總電流和各自電壓，最后求出各自功率。

變式1：若把題目中串聯改成并聯，結果怎樣？

解析：關鍵之處在于兩電阻是并聯，根據并聯電路電壓相等求出各自電流和各自電壓，最后求出各自功率。

變式2：若把題目改成把10Ω和另一個電阻串聯后接在6V的電源上，電路中電流為0.2A，求兩電阻各自消耗的功率？

解析：求出10Ω的電阻兩端電壓，再求出另一個電阻兩端電壓和電流，最后求出各自功率。

變式2：若把題目改成把10Ω和另一個電阻并聯后接在6V的電源上，電路中總電流為1A，求兩電阻各自消耗的功率？

解析：求出10Ω的電阻中通過電流，再求出另一個電阻兩端電壓和電流，最后求出各自功率。

分析：這三種變化都是圍繞串聯和并聯電路的電阻、電流和電壓關系來展開的，通過這樣的變化來拓展學生的變化思維。

二、一題多解培養多樣化思維

通過一題有多種解決培養學生用不同方法解決問題的能力，找到最佳的解決途徑。

例2：質量為200Kg的汽車，跟冰面的接觸面積為0.1m2，能否通過最大承受壓強為4×104Pa的冰面？

方法一：F=G=mg=200Kg×10N/Kg=2000N

P=F/S=2000N/0.1m2=2×104Pa

因為2×104Pa<4×104Pa 所以能通過

方法二：F=G=mg=200Kg×10N/Kg=2000N

F1=PS=4×104Pa×0.1m2=4000N

因為F1>F 所以能通過

方法三：F=G=mg=200Kg×10N/Kg=2000N

S1=F/P=2000N/4×104Pa=0.05m2

因為S1

分析：這三種解法從不同角度去思維，能克服學生的思維定勢。

三、反向思考培養學生逆向思維

由結論到條件的反向思考培養學生逆向思維解決問題的能力。

例3：有一個水箱的容積為50m3，放在離地面10m高的地方，一臺抽水機用半小時能把這個水箱灌滿水，求此抽水機的功率？

分析：此題初看起來條件跟要求的量無關，難于入手。若轉換一下思維方式，從結論往條件反推，就能得到要求的量。

思路：從P=W/t知道時間，但不知道功；再從W=Gh知道高度，但不知道重力；然后從G=mg和m=ρV知道體積。從而一步步的算出來。

四、反證訓練培養矛盾轉思維

假設結論成立，一步一步推所需的條件，得到矛盾的結論，推斷出假設不成立，從而得到正確結論，培養學生的矛盾思維。

例4：用20N的拉力拉著重100N的木塊在水平地面上做勻速直線運動，求出這個木塊受到的摩擦力？若改用30N的拉力拉它，此木塊受到的摩擦力為多大？

分析：對于第一問學生很容易能答出，第二問學生容易回答出30N的錯誤答案。這時教師假設結論正確，從而知道F=f，物體將做勻速直線運動，但從生活經驗知道物體實際上是在做加速運動。所以假設不對。從而讓學生從另外的角度去思考正確的結論。

五、整體觀念培養學生整體思維

條件、結論合在一起整體處理培養學生全面看問題、分析問題，把握住全局從而解決問題。

例5：有一個木塊浮在水面上，水中部分體積占整個體積的3/4，請求出該木塊的密度？

分析：要求密度就應知道物體的質量和體積，但本題沒有質量，也沒有體積。因此本題需從其它角度去思考。應從浮力中物體的浮沉條件去尋找結論，從而解決此題。

六、巧解巧算培養學生創造性思維

克服思維定勢，不按常規思路解決問題，找到事物間內在聯系，創造性提出解決問題的方法。

例6：把R1和10Ω的電阻串聯后接在一個電源上，電路中電流為1A，若把10Ω的電阻改成20Ω的電阻，電路中的電流可能為下列哪個？（1A、0.3A 0.5A、0.7A）

分析：按常規思路不易解決，仔細觀察電阻變成原來的兩倍，但總電阻卻沒有原來的兩倍，就能得出電流不是原來的二分之一，而是比二分之一大一點。

上述只是介紹了通過物理計算培養學生思維能力中幾種重要的方法，還有一些就不一一贅述了。實踐表明，利用物理計算進行思維訓練，不僅能加深學生對所學知識點的理解，使他們能舉一反三，觸類旁通，而且促進了學生從知識的掌握向能力形成的升華，這也是新課改所倡導的。