由一題多解淺談高中物理習(xí)題課中創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)

胡勝男

摘要：在高中物理習(xí)題課教學(xué)中，教師通過創(chuàng)設(shè)合適的問題情境，鼓勵學(xué)生一題多解，從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力，本文以一題為例，淺談在高中物理習(xí)題教學(xué)中教師應(yīng)如何選題、如何引入問題、如何幫助學(xué)生多向求解實現(xiàn)一題多解。

關(guān)鍵詞：高中物理;習(xí)題教學(xué);一題多解;創(chuàng)新思維

與科學(xué)家的創(chuàng)新不同，高中生的創(chuàng)新是一種個體化的創(chuàng)新，其創(chuàng)新成果的呈現(xiàn)方式常表現(xiàn)為學(xué)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(zhì)疑想象、創(chuàng)新實踐活動等，對學(xué)生個體而言問題是新穎的，問題的解決過程也是新穎的，學(xué)習(xí)新知的過程本身就具有個體意識上的創(chuàng)新價值。本文以一題為例，淺談在高中物理習(xí)題教學(xué)中，如何訓(xùn)練學(xué)生一題多解、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

例1：在光滑水平面上有一靜止的物體。現(xiàn)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(dāng)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(shè)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(xù)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(guān)系為等大反向，這是解出這道題的關(guān)鍵，也是學(xué)生最難獲得的關(guān)鍵信息，此處教師應(yīng)鼓勵學(xué)生對物體進(jìn)行全程分析，找出各過程的受力特征、運動學(xué)物理量特征。當(dāng)學(xué)生對物體運動的整個情境、過程清楚后，具體求解就已經(jīng)不是難事了。

此題通常有四種解法，解法一，運動學(xué)公式結(jié)合牛頓運動定律求解;解法二，平均速度結(jié)合動能定理求解;解法三，動量結(jié)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(xué)生自身的思維習(xí)慣，學(xué)生往往對哪部分知識掌握的熟練，解題就多習(xí)慣于用哪部分知識求解。如在學(xué)過動能定理之后，對于一些恒力作用的問題，很多學(xué)生仍然喜歡用牛頓定律與運動學(xué)結(jié)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(xué)生多角度、多層次的建構(gòu)假設(shè)。多角度是指從多個思維角度對某一事物進(jìn)行分析探究，多層次是指從事物的表象、內(nèi)容、實質(zhì)、影響、規(guī)律等不同認(rèn)識層次對同一事物進(jìn)行分析研究。一道習(xí)題在課堂上提出之后，眾多學(xué)生的思維素質(zhì)、物理知識的掌握情況各不相同，學(xué)生中間自然就會有很多各不相同的解法。老師應(yīng)以贊賞的眼光幫助、引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，完善、改正解答，盡可能培養(yǎng)學(xué)生形成一種樂于表達(dá)自己思路，踴躍發(fā)言的課堂氛圍;形成一種對待習(xí)題尋找多種解決方法，尋求最佳求解方案的風(fēng)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(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，首先要培養(yǎng)學(xué)生獲取物體整個運動情境和過程的能力，即通過對習(xí)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(xiàn)象。教師有目的、有意識地創(chuàng)設(shè)一種學(xué)生能夠明顯意識到的疑難情境，情境的呈現(xiàn)需要充滿新意、趣味、驚奇，能引起強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突（認(rèn)知結(jié)構(gòu)失衡），從而促使學(xué)生產(chǎn)生質(zhì)疑問難、探索求解的創(chuàng)新性動機(jī)、引發(fā)思維的輻射、拓寬活動的空間。本題情境展示還應(yīng)提供有利于學(xué)生問題解決的相關(guān)資源，讓學(xué)生自主解決問題，使教學(xué)情境具有開放性。

此外，在訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行一題多解時，每類題至少應(yīng)準(zhǔn)備兩道或更多。其中一道用于課堂上同學(xué)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(xí)題，留給學(xué)生課后練習(xí)，檢驗、鞏固所學(xué)的知識方法。

如下是與例1情境、過程相類似的習(xí)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(qiáng)電場E1，經(jīng)t秒后撤掉E1，立即再對它施一水平向左的勻強(qiáng)電場E2，又經(jīng)t秒后物體恰回到出發(fā)點，求E1/ E2=？若回到出發(fā)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(qiáng)電場大小為E1，一帶電微粒在該電場中正好處于靜止。現(xiàn)將兩板間場強(qiáng)增大到E2，方向不變，持續(xù)一段時間后，突然將電場反向，保持E2大小不變，再持續(xù)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(qiáng)E2大小？若回到初始位置時，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(xué)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(xí)題尋找多種解決方法、尋求最佳求解方案的解題習(xí)慣，相信學(xué)生的創(chuàng)新思維能力定會不斷提升！

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