培養學生解決物理問題基本能力初探

摘?要：在物理課教學中，要有意識地培養學生研究物理規律的時間轉換能力、研究物理規律的空間想象能力、運用物理意義來分析解決問題的能力、分析處理多變量問題的能力等基本能力。

關鍵詞：培養;基本能力;物理規律

一、 前言

初中物理是學生初次接觸到的一門實驗性很強的科學課，老師可以使用多種方法激發學生學習物理課的興趣，比如做演示實驗，講解生活中有趣的物理想象，講一些物理科學家有趣的故事等。好多學生好奇心特別強，對學好物理課信心滿滿，可是在認真學習過一段時間后，尤其是遇到考試題，發現物理課并不是和數學一樣好學，好多用數學分析能解決的問題，在物理解題中卻是錯誤的，學生就產生了困惑，對物理課的學習也就產生了畏難情緒。為了預防出現這種情況，有經驗的老師應該一開始就要著手培養學生解決物理問題的基本能力。如果學生在學習物理課的過程中潛移默化地掌握了這些基本能力，那學習起來效果就好，真正會打好學習物理課的基礎，收到事半功倍的效果。那么在物理課教學中，應該如何培養這些基本能力呢？

二、 培養學生研究物理規律的時間轉換能力

培養時間轉換能力也就是說，把在生活中快速（緩慢）變化的物理現象演變為慢（快進）動作進行講解，讓學生能把抽象的物理現象轉換為生活中常見的現象來理解和掌握物理規律。比如能量轉化這節課中有道習題，是一個皮球從空中落下，接觸地面后又反彈起來到空中。這個物理現象在生活中會快速地完成，前后不到2秒，可是它卻包含著宏觀物體能量轉化的全部規律。如何把這么短暫的物理過程中的物理規律給學生講解清楚呢？這就需要老師利用現有的儀器或者多媒體課件把它變換為“慢鏡頭”，分解為四個能量轉化過程來講授給學生。第一個是物體下落開始到恰好碰到地面瞬間的過程，這一過程，高度越來越低，速度越來越大，用重力勢能的大小判斷標準分析，在質量不變的情況下，高度越小，重力勢能越小，速度越大動能越大，所以在皮球下落過程中，是重力勢能轉化為動能;第二個過程是皮球恰好接觸地面的瞬間到彈性形變最大過程，在皮球接觸地面后，在短時間內發生了彈性形變，用肉眼幾乎觀察不到，速度快速變為零，彈性形變迅速變為最大，在這個過程中，根據彈性勢能的判斷標準，在質量不變的情況下，彈性勢能越來越大，動能越來越小，是動能轉化為彈性勢能;第三個過程是彈性形變最大到完全恢復原狀過程，當皮球發生彈性勢能后，有自動恢復原狀的能力，彈性形變快速變小，彈性勢能快速變小，下一刻，皮球就要彈跳起來了，在彈跳之前，彈性勢能轉化為動能;第四個過程是皮球離開地面彈跳起來到空中的過程，高度越來越高，速度越來越小，動能又轉化為重力勢能。在這一道習題的講解中，將皮球在瞬間完成的運動通過“放慢鏡頭”的講解方式，讓學生充分理解物理運動現象和物理運動規律，培養學生豐富的時間轉換能力。

三、 培養學生研究物理規律的空間想象能力

物理課中常常涉及微觀現象中的規律問題，受條件所限，生活中沒有直觀的模型，肉眼又看不見，好多學生就不知道怎么才能掌握其中的規律，這就要培養學生空間想象能力來掌握其中的物理規律。比如固體、液體和氣體的三態變化規律。固體內分子與分子之間的距離大約是10-10m3，在這個距離，分子勢能和分子動能保持平衡，它們之間的作用力也比較大，且相互抵消，所以分子只能在它們的平衡位置附近振動，就好比同學們坐電梯，人數達到乘坐最大人數，每個人都挨著站在一起。這樣固體體積就不能被壓縮，也不容易被分裂，有固定的形狀，沒有流動性;當固體的溫度升高，分子的能量不斷增大，分子的運動加劇，作用力不能維持它們之間的平衡狀態時，分子之間的距離變大，作用力變小，分子就能從一個平衡位置運動到另一個平衡位置附近振動，不斷地變換平衡位置，這時候物體就有了流動性，容易壓縮，沒有固定的形狀，這就變成了液體;當分子的動能不斷變大，它們之間的距離更大，作用力不斷變小，偏離平衡位置越來越遠，流動性更大，這就變成了氣體狀態了，有流動性，沒有形狀，容易壓縮。這三態變化是微觀變化，肉眼根本看不見，只有借助儀器才能觀察到，可是受教學條件的限制，學生只能在老師的講解下，通過微觀想象能力來學習。引導學生展開豐富的想象，能培養學生的空間想象能力和思維分析能力。

四、 培養學生運用物理意義來分析解決問題的能力

物理課和數學課有很大的區別，物理課依靠數學來解決問題，但是，物理學是實驗科學，有特定的物理意義存在，又和數學有著本質的區別，不能把二者混為一談。比如在學習歐姆定律時，從數學的角度分析，電流與電壓成正比，與電阻成反比。可是在物理研究中，往往一段導體的電阻是不變的，這時候，電流就與電阻沒有反比關系，就不能用數學知識來分析物理問題，就不能考慮電阻的變化。這樣就把三個變量的問題簡單化為兩個變量的問題，便于問題的研究解決。這就是說在解決物理問題時一定要考慮到物理意義和物理規律的客觀事實，這一點是初中學生容易犯的錯誤，老師一定要在物理課上不斷灌輸這樣的物理思維和物理方法。

五、 培養學生分析處理多變量問題的能力

在研究物理規律時往往涉及好幾個變量的問題，這時，要抓住研究問題的主要因素，忽略其他因素。比如研究影響電阻大小的因素有導體的材料、長度、橫截面積和溫度四個，為了研究電阻大小與這四個因素的關系，我們一定要先讓其他三個因素不變，只讓其中一個變化，來研究電阻的變化，這樣才能發現它們之間的規律。

在初中物理教學中，如果老師能有意識地培養學生研究和解決物理問題的基本能力，那么學生就會很快走上學習和研究物理的良性軌道，為他們以后的學習深造打好基礎，在探索物理學的道路上越走越好。

作者簡介：

郝睿，甘肅省平涼市，平涼市崆峒區教育局督導室。