由一題多解淺談高中物理習題課中創新思維能力的培養

胡勝男

摘要：在高中物理習題課教學中，教師通過創設合適的問題情境，鼓勵學生一題多解，從而培養學生創新思維能力，本文以一題為例，淺談在高中物理習題教學中教師應如何選題、如何引入問題、如何幫助學生多向求解實現一題多解。

關鍵詞：高中物理;習題教學;一題多解;創新思維

與科學家的創新不同，高中生的創新是一種個體化的創新，其創新成果的呈現方式常表現為學生在獲取新知過程中對未知問題的深度思考、另辟蹊徑、一題多解、質疑想象、創新實踐活動等，對學生個體而言問題是新穎的，問題的解決過程也是新穎的，學習新知的過程本身就具有個體意識上的創新價值。本文以一題為例，淺談在高中物理習題教學中，如何訓練學生一題多解、培養學生的創新思維能力。

例1：在光滑水平面上有一靜止的物體。現以水平恒力F1推這一物體，作用一段時間后，換成相反方向的水平恒力F2推這一物體，當恒力F2作用時間與恒力F1作用時間相同時，物體恰好回到原處，此時物體的動能為EK=32J，則在整個過程中，恒力F1、F2各做功多少焦耳？

例題分析：如圖1，首先分析例題中整個物理情境和過程，設物體由A點在F1作用下向右加速運動到B點，換F2后并不立即向左運動，而是繼續向右減速運動到速度為零的C點，而后在F2作用下由C點加速運動回A點，加速、減速階段位移關系為等大反向，這是解出這道題的關鍵，也是學生最難獲得的關鍵信息，此處教師應鼓勵學生對物體進行全程分析，找出各過程的受力特征、運動學物理量特征。當學生對物體運動的整個情境、過程清楚后，具體求解就已經不是難事了。

此題通常有四種解法，解法一，運動學公式結合牛頓運動定律求解;解法二，平均速度結合動能定理求解;解法三，動量結合能量求解;解法四，圖象法求解;至于用什么方法求解，主要取決于學生自身的思維習慣，學生往往對哪部分知識掌握的熟練，解題就多習慣于用哪部分知識求解。如在學過動能定理之后，對于一些恒力作用的問題，很多學生仍然喜歡用牛頓定律與運動學結合求解，主要是因為牛頓定律他們掌握的非常熟練。

一題多解就是要求學生多角度、多層次的建構假設。多角度是指從多個思維角度對某一事物進行分析探究，多層次是指從事物的表象、內容、實質、影響、規律等不同認識層次對同一事物進行分析研究。一道習題在課堂上提出之后，眾多學生的思維素質、物理知識的掌握情況各不相同，學生中間自然就會有很多各不相同的解法。老師應以贊賞的眼光幫助、引導學生發現問題，完善、改正解答，盡可能培養學生形成一種樂于表達自己思路，踴躍發言的課堂氛圍;形成一種對待習題尋找多種解決方法，尋求最佳求解方案的風氣。

此題雖多種解法，但不管用什么方法求解，都必須分析清楚物體運動的整個情境和過程。我們談學生創新思維的培養，首先要培養學生獲取物體整個運動情境和過程的能力，即通過對習題的閱讀、分析，挖掘出題中給出的已知條件的能力。一定要杜絕那種“會套公式，會計算，稀里糊涂求答案”的現象。教師有目的、有意識地創設一種學生能夠明顯意識到的疑難情境，情境的呈現需要充滿新意、趣味、驚奇，能引起強烈的認知沖突（認知結構失衡），從而促使學生產生質疑問難、探索求解的創新性動機、引發思維的輻射、拓寬活動的空間。本題情境展示還應提供有利于學生問題解決的相關資源，讓學生自主解決問題，使教學情境具有開放性。

此外，在訓練學生進行一題多解時，每類題至少應準備兩道或更多。其中一道用于課堂上同學們的爭論、解答，最后得出幾種解答方案。其他一些情境、過程相類似的習題，留給學生課后練習，檢驗、鞏固所學的知識方法。

如下是與例1情境、過程相類似的習題：

例2：一個帶電量為+Q的物體，靜止在一光滑絕緣的水平面上，先對物體施一水平向右的勻強電場E1，經t秒后撤掉E1，立即再對它施一水平向左的勻強電場E2，又經t秒后物體恰回到出發點，求E1/ E2=？若回到出發點時物體的動能恰為16J，問分別在電場E1、E2作用下，電場力做功各為多少？（答案：E1/ E2=1/3;W1=4J，W2=12J）

例3：一水平放置的平行板電容器置于真空中，開始時兩板間勻強電場大小為E1，一帶電微粒在該電場中正好處于靜止?，F將兩板間場強增大到E2，方向不變，持續一段時間后，突然將電場反向，保持E2大小不變，再持續同樣一段時間后，帶電微粒恰好回到初始位置。已知在整個過程中微粒未與極板相碰，求場強E2大?。咳艋氐匠跏嘉恢脮r，物體的動能恰為64J，問電場E2方向變化前后兩段過程，粒子動能變化各為多少？（答案：E2=2 E1;△EK1=16J，△EK2=48J）

最后，學生具備了快速分析出物體運動的整個情境、過程，挖掘出題中給出的已知條件的能力;能夠均衡牢固地掌握好各部分物理知識，形成了對待習題尋找多種解決方法、尋求最佳求解方案的解題習慣，相信學生的創新思維能力定會不斷提升！

★ 課題名稱：核心素養視域下普通高中學生創新思維評估和培養路徑的實踐研究 課題類別：省專項重點課題 課題編號：JYB1421277