淺談高中生物理思維能力的培養

汪忠明

摘 要：高中物理教學要注重培養學生的物理思維能力，通過畫圖訓練、變式教學可提高學生物理思維能力。

關鍵詞：高中物理；思維能力；培養方法

在率先實行新高考方案的浙滬兩地，物理科目“遇冷”，選考物理的人數僅占考生數的30%左右，而且有繼續下滑的趨勢，造成“棄物理”現象的重要原因是學生普遍認為物理難學難考。相當多的學生對物理是很重視的，也花費了大量時間，但是往往效果不佳，導致他們認為學物理效比太低，轉而選考其他科目。把他們和物理優秀生對比，差異最大的地方就是思維方式。

要使高中生對物理的學習更有效，不至于出現徒勞無功或者事倍功半的情況，教師在教學中就不能僅僅是傳授知識，更重要的是要注重培養學生的物理思維能力，著力發展核心素養。本文結合多年教學經驗，總結了培養高中生物理思維能力的幾點做法。

一、通過畫圖，培養思維能力

高中物理更多偏向抽象思維，但許多高中生的思維還是以形象思維為主，通過畫圖訓練，可以很好地在形象思維和抽象思維能力間架起橋梁，進而發展學生的抽象思維能力。高中物理中經常要畫的圖有受力圖、情景圖、運動過程圖、物理函數圖象、知識概念圖等。無論畫哪一種圖，教師都一定要先做好示范，規范每一步要求。

1.畫受力分析圖，培養嚴謹思維

受力分析圖是學生練得最多的，但是很多學生在受力分析中經常出現多力或少力情況，他們往往是先飛快畫幾個箭頭，再標出各力的符號，極為隨意，這一過程暴露了其不思考只求快的心理。畫圖的過程其實是一個思維的過程，需要嚴謹準確，寧慢勿快。教師示范時要強調必須按一重二彈三摩擦的順序畫，而且是“一力七問方落筆”，即每畫一個力前，都要在腦海里分析對應力的受力物體、施力物體、性質、產生條件、大小、方向、表示符號等，想好再落筆，畫一個力標一個符號。為強調這一要求，我與學生做了小游戲，首先請學生采用無序書寫的方式在紙上書寫出1～20所有數字，看誰最快；然后所有人再按順序從1寫到20，對比兩種方式之后，學生深深體會到了順序的重要性和必要性。按照這些要求去畫，學生思維的嚴謹性得到了訓練，正確率也大大提

升了。

2.畫運動過程圖，培養深刻思維

高考中物理問題一般是以文字形式呈現給學生的，一道題動輒上百字，涉及多個過程多個對象，要求學生能從中快速提取、處理信息，建立物理情景，抽象出物理模型。關鍵的第一步是畫好運動過程圖，實現從文字到圖象的信息轉換，過程圖就是形象化的物理語言，把幾百字濃縮成一張直觀的過程圖，有利于我們抓住主干，理清思路，找到突破口，甚至提供靈感。畫過程圖對提高學生的綜合能力，形成用物理的思維方法去解決疑難問題有很大的幫助。

實際教學中，發現不少學生無法準確地實現這一信息轉換過程，學生的圖上，往往缺乏題目中的有效信息，如對象、狀態、過程劃分等。教學中可以先從單一過程、單一研究對象的題目開始練習，在學生掌握基本要求后，再進行多對象多過程題目的畫圖

練習。

3.畫概念圖，培養學生系統思維

很多學生學物理時處于一聽就懂，一做就錯或做題無從下手的狀態。說明知識在學生頭腦中是孤立的，學到的知識就像一片片孤立的樹葉，沒有形成體系，就不能從整體上把握知識。這類學生拿到題后，往往就急于從頭腦里找出一個公式，然后對照公式找已知，已知不足就束手無策了。這是一種典型的低級思維模式，教師要引導學生，有“高級思維模式”——系統思維，即首先判斷題目的類型，此類題目有哪些思路，再分析此題適合哪種方法。

畫概念圖可以有效建立知識網絡、培養系統思維。如電場這一章，涉及電場強度、電場力、電勢、電勢差、電勢能、電場力做功等概念，相互關系復雜。通過概念圖，就可以很好的把握它們之間的聯系。繪制概念圖，可以先從小的概念圖開始構造，慢慢形成完善的。學生在制作過程中是主動參與思考與整理的，在此過程中，頭腦中孤立、混亂的知識就有機地組織起來了。學生的系統思維也得到了發展。

二、變式教學，培養思維能力

物理問題千變萬化，可是萬變不離其宗，當我們剝離各種復雜背景和條件后，剩下的是最基本，最核心的問題，可以稱之為——母題，教學中圍繞母題進行變式練習，可以很好發展學生思維能力，進而提高解決問題的能力。比如單擺問題，首先設置了母題1，比較基礎，使用動能定理即可解決，再依次給出子題2、3、4，這一過程就像闖關游戲一樣，促使學生主動思考，對比分析。

題1.長為L的細線上端固定在O點，下端系質量為m1的小球，由B點靜止釋放，求小球到達最低點A的速度大小。

題2.小球帶正電q，空間存在豎直向下的勻強電場E，由B點靜止釋放，求小球到達最低點A的速度大小。

題3.小球帶正電q，空間存在豎直向右的勻強電場E，由B點靜止釋放，求小球到達最低點A的速度大小，求小球擺動過程的最大速度。

題4.如圖4，車與豎直桿質量為m2，地面光滑，由B點靜止釋放，求小球到達最低點A的速度大小。

建構主義理論認為，知識的建構是通過同化和順應來完成的，在知識建構中，學習者是以原有知識為基礎去同化新知識的。變式訓練是在母題基礎上，通過改變背景、條件、組合、對象、等衍生出一系列相互聯系而又漸進的“子題”進行訓練，這種方式正是知識的同化和順應過程。

參考文獻

毅俊平.在一題多變中培養學生的物理思維能力[J].物理教師，2010（7）.

編輯 杜元元