淺談系統思維、轉化思維如何在高中物理教學中培養學生品質

摘 要：高中階段的物理教學工作意義重大，其不僅直接影響到學生的高考成績，對于學生今后的物理學習生涯也會產生重要的影響，所以重視高中階段的物理教學優化，也是新時期教學工作的必然要求。物理作為一門自然科學，其本身是對于時間、空間等對象的本質以及相互間關聯的探索過程。從這一角度而言，物理教學也是對學生探索精神以及邏輯思維能力的培養過程。系統思維與轉化思維作為兩種常見的思維方式，其在高中物理教學過程中的應用也頗具現實意義。本文以此為出發點，結合高中物理的教學實際，就以上兩種思維的應用以及其對于學生思維品質的培養價值進行探索。

關鍵詞：系統思維;轉化思維;高中物理

任何課程的教學，其初衷都不在于單純的學科知識學習，更大的價值在于通過某一學科的教學引導學生培養學科所能帶給他的優秀品質與思維邏輯。在復雜的問題面前保持的清醒，在困難面前探索出路的勇氣，這些都是學生一生的財富。在今后的教學工作中，系統思維以及轉化思維的應用與落實也頗具現實意義。

一、 系統思維、轉化思維概述

（一）系統思維

系統思維是將對象作為一個整體來考慮，系統思維便是在處理具體事務時，所堅持的原則性與靈活性充分結合的思維方式。可以說，只有具備了系統思維，才能在面對具體事態的時候把握住事情的要害，同時不失時機地采用靈活的方式進行處理。眾所周知，客觀事物本身存在著復雜的聯系，其同時也是在不斷變化的整體。而系統思維則是人們運用系統的整體的觀點，將所思考對象的結構以及相互間關系進行客觀認知的一個過程。作為系統思維方式的核心，整體性的原則也要求人們在面對任何問題的時候都應該立足于整體，就整體對于部分以及環境之間的相互作用過程來重新認識與把握整體。

（二）轉化思維

轉換思維是一種多視角思維方式，是從多個角度觀察同一現象，用聯系的發展的眼光看問題，會得到更加全面的認識，從多個層次、多個方面、多個角度思考同一問題，會得到更加完滿的解決方案。轉化思維作為一種重要的解題思路，其本身也是一種基礎的思維策略。在研究與解決相關問題時，通過某種手段將具體的問題進行轉化模型，以此來獲取另一種解決方法。通常這個過程都是將復雜的問題簡單化，將不易解決的問題轉化為容易解答的問題。可以說在物理乃至其他課程的學習中，轉化思想是無處不在的。其核心在于以運動變化的觀點，以事物間存在的關聯為出發點看待問題，對于高中學生而言，顯然是一種必須具備的思維模式。

二、 系統思維、轉化思維在高中物理教學中培養學生品質的策略

（一）注重系統思維廣闊性的培養

廣闊性的本質也在于將事物進行全面的聯系與分析，這就要求學生具備對事物本身屬性的全面把握，實際上也是系統思維的性質。在系統思維的基礎上，同時有意識、有目的去掌握影響這一事物的其他影響因素。在高中物理的教學過程中，注重學生思維廣闊性的培養意義重大，其本身也是系統思維的一種演化。

例如在圖像教學的過程中，要讓學生理解“六看”，看到圖像問題，要從六個方面加以考慮，當然不完全說六個方面內容都要具備。這“六看”是指：一是看橫坐標的含義，二是看縱坐標的含義，三看坐標原點的值，四看斜率的意義，五看面積的意義，六看轉折點或交點有什么特殊的意義等，在此基礎上加強知識面的拓寬，這樣學生看到一個試題，就有了全面的思維，不全顧此失彼，在掌握了這些信息后，學生對于圖像便會產生深刻的理解。除此之外在習題練習的過程中，教師不僅需要啟發學生的常規思維，也需積極突破思維的局限性進行積極的發散研究。通過“變式訓練”式教學，也可以引導學生從不同的角度探索結題的方法，例如在運動學中求減速類問題時，一定要思考物體減速到零時能不能返回的問題，這樣解題一般就不會出題。

在高中物理教學中，筆者提倡“六個一”教學策略，其中有一個策略是要有一個精美的思維導圖板書，就是在一節課中，把本節課的教學主要內容作為中心主題，然后把本節課所要學習的內容分塊作為一級主題標出來，最后再一個內容一個內容的突破，整節課上完后就會在黑板上留下完整內容的思維導圖板書，這實際上就是一種系統思維的培養策略。

（二）注重系統思維深刻性的培養

深刻性是指思維活動的抽象程度和邏輯水平，涉及思維活動的廣度、深度和難度。追本溯源，思維品質的深刻性便是在面對具體問題時，要求學生既要看清事物的表面現象，也要看清事物的本質。這也是辯證唯物主義所要求的具體表現。只有具備這樣的思維過程，其對于物體的思考與把握才是客觀全面的。

例如在高中物理的教學中，帶電粒子在磁場中的運動教學便應該緊密地圍繞“洛倫茲力與運動方向相垂直”的知識點進行講解，只需說明速度方向、速度大小的關系，之后的運動方程、環繞半徑以及回旋周期等問題都能夠迎刃而解。在此基礎上進行知識點的挖掘，便能夠從能量觀點出發，明確因為洛倫茲力不做功，引導了粒子的運動性質。又如，在高一年級入學的新生學習物理時，不太注意矢量的符號問題，這就要求教師在上課時，一定要明確要求學生，看到一個物理符號，大腦先思考是矢量或是標量，如果是矢量，大小是多少，方向是多少，一定要思考完整，這樣解題思路不容易出錯。由此可見，只有具備思維的深刻性，才能保證學生對所學習的知識有更深的理解。再如，在駕駛員在飲酒后追尾問題時，一定要設計成只要是飲酒，一般都會發生事故，讓學生一定完成了試題的求解，二是讓學生明白，不能飲酒后開車，開車就可能發生交通事故，在學習知識的同時對學生進行思想教育。

（三）注重系統思維的靈活性的培養

靈活性是指思維活動的靈活程度。它的特點包括：一是思維起點靈活，即從不同角度、方向、方面，能用多種方法來解決問題;二是思維過程靈活，從分析到綜合，從綜合到分析，全面而靈活地作“綜合的分析”;三是概括—遷移能力強，運用規律的自覺性高;四是善于組合分析，伸縮性大;五是思維的結果往往是多種合理而靈活的結論，不僅僅有量的區別，而且有質的區別。可見，思維的靈活性便是指在面對問題時能夠隨機應變，能夠把問題進行多角度的思考，不僅有利于學生物理學習成績的提高，對于學生今后的全面發展也是至關重要。為了培養學生思維的靈活性，在日常的教學過程中，也應有意識地進行疑問的設置，引導學生去主動地思考與探索。例如在講解帶電粒子在場中運動規律的相關問題時，教材中著重在單個場中的運動情況，為了進一步培養學生的思維靈活性，教師可以設置電場、磁場以及重力場重疊的情況下，粒子的受力與運動情況。通過多設計幾個彎路，引導學生積極地探求物理現象的實質。又如在上運動學圖像問題時，講

vt圖像時，可以聯系xt圖像來配合解決。在講運動學公式x=v0t+1/2at2時，可以聯系初中所學過的二次函數知識來學習，效果會更好，學生就能很快地明白為什么勻加速直線運動的xt圖像是一條拋物線，而根據v=v0+at，這個就是初中所學習過的一次函數，所以勻加速直線運動的vt圖像是一條直線，學生就能夠輕易上手了。

（四）注重系統思維敏捷性的培養

所謂的思維敏捷性實際上就是對于問題的快速有效認知，能夠在復雜的物理現象中找到問題的癥結所在，同時設計出最為有效的解決方案。作為物理教師，應在平時的教學設計中應多為學生創造機會，例如設置大容量的定時訓練，要求學生按照要求進行試驗的設計、即興口算、強大奪冠等活動。保證學生在不同的環境下進行自身思維敏捷性的鍛煉。

思維敏捷性的另一層含義在于不拘一格，在教學活動中注重學生求異能力以及創新精神的培養也至關重要。在教學工作中，可通過變化題型、設計問法等方式來培養學生的創造性思維，也可鼓勵學生進行自主的實驗探索，來培養學生的學習積極性以及思維層面的敏感與創新。如高一學生在做這個題目時：“以10m/s的速度勻速行駛的汽車剎車后做勻減速運動。若汽車剎車后第2s內的位移為6.25m（剎車時間超過2s），則剎車后6s內汽車的位移是多大？”對于如何求加速度，就提出三種方法，一是利用數學方法x=v0t+1/2at2，通過計算x2-x1=6.25列方程組求組實現;二是利用中間時刻的瞬時速度等于這段位移的平均速度求出1.5s時的速度實現;三是利用加速度的定義1秒的速度為10-a，2秒時的速度為10-2a求出，培養了學生的思維能力。

（五）注重轉化思維能力的培養

思維方法的轉化能夠使人茅塞頓開，突破思維定勢，從“山重水復疑無路”之困境，步入“柳暗花明又一村”的良好境地。

如在高中物理教學中采用割補轉化的思維，如在天體運動知識的題目中，問一個實心圓中空被挖掉一部分后對其外的物體的吸引力是多少時，可以想象把這個挖掉的部分填回去，形成一個完整的物體，再把這個物體放在另一側相等距離的位置，這樣解決題就快速了。又如在分析處在磁場中的在磁體斜上方的物體受力情況時，可以考慮分析物體在平行于磁感線和垂直于磁感線的受力情況，這樣復雜的問題就可以簡單化了，達到了事半功倍的目的。在推導位移公式x=v0t+1/2at2時，首先通過微積分思想，讓學生明確v-t圖像與橫軸所圍成的面積就是位移，然后運用梯形面積的計算公式就可以簡單推導出來了。

三、 結語

高中物理課程本身就是高中階段的重要環節，課程設置的目的一方面在于提高學生的物理知識，另一方面也期望于對學生思維品質的引導與培養。系統思維、轉化思維作為兩種基本的思維品質，其在高中物理教學中的滲透與融合也是對學生思維品質培養的一種支持，希望在今后的高中物理教學過程中，能夠持續落實系統思維、轉化思維的優化與應用，為學生自身的發展做出積極的貢獻。

參考文獻：

[1]葛意.分析如何深化教研教改，提高高中物理教學質量[J].經營管理者，2017（3）：365.

[2]李春密.高中生物理實驗操作能力及品質的發展研究[J].物理實驗，2002，22（10）：25-29.

[3]孫毓芬.高中學生物理學習習慣和品質的培養[D].南京：南京師范大學，2005.

作者簡介：楊永忠，貴州省畢節市，貴州省畢節市民族中學。