運用物理知識解決實際問題的能力培養(yǎng)研究

胡海霞

世間萬物都以某種規(guī)律運動著，人類在探究運動本質(zhì)、認識世界的過程中產(chǎn)生了物理，可以說物理來源于生活，實際生活中的現(xiàn)象隱含著大量物理知識。而學(xué)習(xí)物理的目的就是將物理應(yīng)用在實際生活中，更好的造福人類，在近年來的基礎(chǔ)教育改革中，越來越重視引導(dǎo)學(xué)生解決實際問題，因此教師應(yīng)在日常的教學(xué)實踐中教會學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實際問題。

一、培養(yǎng)應(yīng)用知識解決實際問題能力的原則

在教學(xué)中滲透實際問題，培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力需要遵循以下原則。

1、直觀性

以培養(yǎng)學(xué)生運用知識解決實際問題能力為目的的物理教學(xué)，必須堅持教學(xué)的直觀性，這一原則主要體現(xiàn)在三個方面：模型直觀，實物直觀與語言直觀。教師可以通過展示實物、用其他手段進行模擬、語言描述三種方法引起學(xué)生的感性認識，將物理教學(xué)和實際生活相聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上進行指導(dǎo)，讓學(xué)生能夠?qū)χ庇^的現(xiàn)象深入思考，有利于理論知識的建構(gòu)。

2、探究性

現(xiàn)階段物理教學(xué)效果不理想的原因之一是過于注重數(shù)學(xué)推算，這就導(dǎo)致物理課堂教學(xué)以知識傳授為主，在一定程度上忽視了學(xué)生的能力培養(yǎng)。對實際問題的探究性學(xué)習(xí)能夠在學(xué)習(xí)知識的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，有利于學(xué)生科學(xué)性思維和態(tài)度的形成。比如，在學(xué)習(xí)“力的合成”相關(guān)知識的過程中，先進行體感實驗，再讓學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)果與生活經(jīng)歷猜想力的合成規(guī)律，并在教師的指導(dǎo)下進行驗證，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不僅獲得了知識，邏輯思維和科學(xué)態(tài)度也得到了鍛煉。

3、科學(xué)性

物理學(xué)是建立在實驗基礎(chǔ)上的嚴謹學(xué)科，在選取生活實際問題時必須遵循科學(xué)性原則。這一原則主要體現(xiàn)在語言、內(nèi)容、思想等三個方面。在用語言描述實際問題時要準確，避免出現(xiàn)含糊不清的語言。題目所涉及的內(nèi)容要符合客觀事實，不可以憑空臆想，避免出現(xiàn)科學(xué)性的錯誤。問題中包含的物理思想也要具有科學(xué)性，使問題充分發(fā)揮作用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，促進學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。

4.趣味性

趣味性是實際問題與傳統(tǒng)習(xí)題存在的差異。由于實際問題大多來源于日常生產(chǎn)、生活之中，很可能是學(xué)生有所思考甚至是困擾已久的，用這種問題展開教學(xué)可以有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，例如案例中所涉及的“學(xué)生提水桶”教學(xué)片段。另一方面， 當實際問題與學(xué)生已有經(jīng)驗相悖時，在學(xué)習(xí)中會造成認知的矛盾沖突感。這種矛盾不僅能夠激發(fā)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機，而且能夠誘發(fā)學(xué)習(xí)者調(diào)整認知構(gòu)建，促成知識的建構(gòu)。

5.開放性

課程標準要求物理教學(xué)應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。在這樣的要求下，物理教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該與生活實際密切相關(guān)，讓學(xué)生感受到物理學(xué)科切實存在于生活之中，使物理課堂脫離時間與空間的限制走進生活。然而生活中存在的實際問題產(chǎn)生的因素往往有很多，與此相對，問題的解決方法也不唯一。在面對實際物理問題時，教師也要考慮到解決方法的多元化，影響因素的不確定性，因而導(dǎo)致計算得出的正確結(jié)果往往分布在一個區(qū)間內(nèi)。基于以上因素，實際問題在物理教學(xué)中的應(yīng)用必須堅持開放性，包括問題設(shè)計的開放性、探究過程的開放性、結(jié)果評價的開放性。

二、培養(yǎng)應(yīng)用知識解決實際問題能力的策略

多數(shù)學(xué)生對生活中的實際物理問題處理時，并不是從分析問題與現(xiàn)象本身出發(fā)，而習(xí)慣于從已有物理模型中尋找解決問題的方法。但是，由于實際問題所反映的物理模型或物理原理一般不是直接呈現(xiàn)在問題表面，而是隱藏于問題表述背后，也就是所謂的隱含條件。培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，要結(jié)合物理學(xué)科特點和生活中的實際問題入手，引導(dǎo)學(xué)生對問題本身進行細致而深入的分析，在已有知識經(jīng)驗體系中找到相應(yīng)解決問題的有關(guān)物理模型。

1、通過實驗觀察，發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，從物理實驗中可以歸納出概念與規(guī)律。或者利用實驗驗證而得出定律，物理實驗在中學(xué)物理教學(xué)中起著至關(guān)重要的作用，也是教學(xué)中重要的組成部分。

物理實驗具有客觀性、真實性，學(xué)生對實驗過程進行全面、細致的觀察，可以提高學(xué)生對實驗過程的觀察能力和對實驗現(xiàn)象的分析綜合能力；另外，物理實驗為學(xué)生提供了實踐體驗的機會，彌補了學(xué)生直接經(jīng)驗的不足，可以使學(xué)生深入理解物理概念和規(guī)律，提高解決物理實際問題的能力。實驗中應(yīng)多選取生活中的題材進行實驗，學(xué)生才能更好地結(jié)合生活并通過實驗現(xiàn)象與規(guī)律對生活中常見的物理現(xiàn)象規(guī)律作以解釋說明；在生活情境中開展實驗教學(xué)，可以讓學(xué)生充分感受生活中的實際物理現(xiàn)象，然后加以抽象概括，歸納或得出相應(yīng)的定律公式。這就是實際問題的解決過程，學(xué)生對這些過程進行直接感受與體驗，對于學(xué)生解決實際問題的能力有極大的幫助

2、訓(xùn)練學(xué)生提煉隱含信息，建構(gòu)物理模型

由于實際問題所反映的物理模型或物理原理一般不是直接體現(xiàn)在問題表面上，因此學(xué)生在閱讀問題后，無法像傳統(tǒng)習(xí)題一樣直接進行推導(dǎo)和演算。而是需要先對問題中的信息進行分析，發(fā)掘提取出問題深層的隱含條件。從實際問題中抽取有用的信息對建構(gòu)物理模型解決問題至關(guān)重要，教師在教學(xué)過程中應(yīng)注重提高學(xué)生從物理實際問題中提取解題需要的隱含信息的能力。訓(xùn)練學(xué)生提煉隱含信息，應(yīng)多讓學(xué)生接觸生活中的物理問題，養(yǎng)成分析和提取題目中所給信息的良好習(xí)慣，要明確問題的已知條件、問題的隱含條件和問題的求解目標。

3、采用直觀教學(xué)手段，呈現(xiàn)實際問題

教學(xué)中實際物理問題的取材來源于生活，很多情況下不能將實際生活情境在課堂上展現(xiàn)，這就需要教師在進行教學(xué)時合理利用直觀的教學(xué)素材，如圖片、視頻、多媒體等直觀的教學(xué)素材可以幫助學(xué)生迅速理解題意。物理學(xué)習(xí)應(yīng)注重“從生活走向物理，從物理走向社會”。在物理教學(xué)中要結(jié)合生活實際，將書本上的物理知識轉(zhuǎn)化為生活中的物理應(yīng)用性知識，在學(xué)生知識層面擴大的基礎(chǔ)上加深學(xué)生對物理知識的理解與運用。在呈現(xiàn)物理問題時可以將問題的考查內(nèi)容與實際情景相融合，將學(xué)生置于真實的情景中去解決真實的問題，為學(xué)生提供多層次的問題，突破學(xué)生解決傳統(tǒng)習(xí)題的思維定勢，使學(xué)生既有解決封閉性問題的機會，更有解決半開放性的、全開放性問題的能力。實現(xiàn)知識的活學(xué)活用，有利于提高學(xué)生運用物理知識解決生活中實際問題的能力。

總之，在教學(xué)中注重讓學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力培養(yǎng)，有百利而無一害，無論對學(xué)生能力、興趣的培養(yǎng)，還是對學(xué)生知識的建構(gòu)，都具有重要意義。