高中物理培養學生思維探究能力淺析

廖桂蘭

【摘要】對于剛剛上高一的學生來說，高中物理內容要比初中的物理復雜多了。每次課堂教學時，教師都會安排學生們進行實驗分析、問題假設等，注重對學生思維探究能力的培養。基于此，本文選擇了《生活中的圓周運動》為案例，分析思維能力培養措施，結合物理概念、物理模型分析與實驗教學等加強學生思維能力。

【關鍵詞】高中物理;思維探究能力;思維培養

引言

高中物理教學內容中都會涉及到很多的實驗部分，要求學生能夠從實驗中深刻理解物理知識，通過實驗操作來培養學生們的思維能力與操作能力。教師在進行高中物理知識講解的時候，不能再像以往那樣直接將知識一股腦地灌輸給學生，需要引導學生自己去發現問題、思考問題，利用自己的物理知識與操作分析來解決實際問題。這需要教師在課堂上能夠轉變自己的教學理念，讓學生成為課堂的主人。

1、高中物理思維能力培養措施

1.1通過物理實驗培養學生思維能力

高中物理是一門具有很強邏輯性的課程，里面涉及的實驗內容很多，大部分都和學生們的日常生活有著非常密切的關聯。若是能夠在教學中融合物理實驗和實際生活，這樣就可以有效提高學生的思維。那具體該如何操作才能實現這一教學目標呢？通過相關文獻資料查閱和實際考察分析結果來看，首先教師作為課程教學中的主講師應該要嘗試新的實驗方法，在物理實驗開始的時候不能一下子就將所有的東西都拿出來給了學生，要讓學生們學會自主探索，通過各種猜想與實驗得到結果。然后在物理實驗教學之中教師還要進行演示，通過實驗來吸引學生們的注意力，并引導學生們進行實際操作。最后在討論實驗結果之時，教師可以安排學生們組成小組進行交流，也可以師生探討實驗問題，通過各種理念與觀念的相互碰撞產生不一樣的思維方式。這樣學生們的思維能力就可以在無形中產生，逐漸養成思維探索能力。比如在進行粵教版高中物理《生活中的圓周運動》教學時，借助我校模型社的基礎，我把模型社的車模訓練搬上課堂，讓學生體驗在“拱橋”上“開車”的情境。“開車”時，我引導學生思考：

（1）.用模型車在拱形路面上行駛，模型車在最高點受哪些力的作用？

（2）.模型車通過最高點的速度大小不同，模型車在最高點受到的向心力和對路面的壓力相同嗎？用給出的已知物理量寫出模型車的向心力和對橋面壓力的表達式;

（3）.在已知模型車質量m，拱形路面半徑R的條件下求出模型車的臨界速度Vmax的表達式。

（4）.嘗試模型車速度足夠大（等于或大于臨界速度）的時候，是否會像我們分析的那樣，會脫離橋面。

這樣，我們就可以從觀察中讓學生們進行討論、研究，引導學生們開始發揮自己的思維能力，通過實驗演示推演出實際生活的汽車通過拱橋時可能出現的問題，從而獲得理論結果，最后再安排學生們進行討論交流，總結圓周運動的相關知識。（如下圖的教學過程設計）

1.2在物理概念中培養學生探索思維能力

高中物理中的許多內容都偏向于物質運動，材料上面描寫的概念也很簡單明確。教師在進行學生探索思維能力培養時，應該樹立新的教育理念，積極開發創新教學方法，引導學生們進行自主探究物理問題。比如在高中物理《生活中的圓周運動》教學時，教師就可以引導學生們進行對比分析，通過物質運動中的相關概念來嘗試闡述圓周運動規律，一步步走向教學目標，引導學生利用實例分析來深化自己對運動與相互作用的理解。如：在上例中，我列舉的例子是汽車在拱橋模型中行駛的運動特征分析，那么，我現在換成凹性的路面，汽車的行駛特征有如何？（教學設計如下圖）

在這過程中，學生可以通過一個個問題假設與實際操作來分析物理概念，深入了解圓周運動的軌跡、作用力等等。只有這樣學生們才可以跳出課本給予的框架限制，從不同的角度來思考問題，發現問題的本質，最終尋找到解決問題的辦法。

2、通過實例的分析歸納出物理模型的特點，增強學生思維能力

高中物理階段的學生在學習物理知識的時候，難免會出現一些畏難情緒，覺得物理太難了。就算自己傾盡一切努力，也很難在物理方面有明顯的提升。這是因為學生在高中物理學習方面沒有用對方法，導致在課堂上不能時時跟隨教師的腳步。這樣在遇到一些比較深入的物理知識時很容易就會卡殼，從而影響到課堂學習效果。教師想要幫助學生們解決此問題，就需要用到模型分析，利用模型來引導學生們發現事物的本質，從模型之中尋找到建構因素，通過因素來建構模型。然后教師還要引導學生們對物理模型進行思考，通過所需內容來構建模型。在模型構建過程中，學生可以了解這部分的物理規律，通過知識過渡到物理公式，將抽象化的物理模型變得更加動態和具體。這些都需要學生擁有較強的物理思維，能夠在模型構建中發散自己的思維模式。比如在粵教版高中物理《生活中的圓周運動》教學時，我引導學生們從生活中尋找圓周運動的實例，并對它們進行分析、歸納，結合理論知識來構建物理模型，通過物理知識和物理原理分析養成科學思維。（教學過程如下圖）

通過對拱形橋和凹形路面的分析學習，我們歸納出，這兩種路面的規律特點，從而整理出相關的物理模型——球桿在豎直面內做圓周運動和小球在豎直管道內做圓周運動的模型，加深學生的學習和知識的拓展應用。（如下圖）

同時，我還可以利用模型分析來培養學生對模型的認知與理解能力，通過模型應用解決圓周運動問題，提高學生解決問題的能力。對本次知識模型化歸納后，我設計了這樣一道題讓學生思考：

例：一輛卡車在丘陵地勻速行駛，地形如圖所示，由于輪胎太舊，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段應是（ ? ? ? ）

A. a處 ? ? ? ?B. b處 ? ? ? ?C. c處 ? ? ? ? D. d處

學生在已知的模型基礎上，思考卡車在凸面的受力和凹面的受力情況，同是在凸面或凹面，受力大小與什么因素有關等問題。學生通過畫受力分析和寫出各力之間的關系式從而得出答案。

3、通過實驗教學優化增強學生創新思維

高中物理是一種在實驗基礎上建立起來的學科，課本中所涉及到的物理知識很多都需要實驗分析。因此在高中物理課堂上，教師通常都需要進行實驗教學，利用實驗幫助學生消化物理知識，鞏固物理公式、概念等。同時，實驗教學還能夠提升學生們的素質水平，增強學生創新思維能力。在實際教學中教師還要根據具體情況來引導學生們進行實驗改革，通過實驗條件幫助學生們解決問題。比如在粵教版高中物理《生活中的圓周運動》教學時，教師就可以通過模型車代替轎車，通過彎曲模板表示，拱形橋，通過問題引導指引學生們如何做實驗。在實驗優化方面，我們可以假設小車需要通過一個凹形路面，讓同學生們分析小車通過凹形路面時，對路面的壓力與什么因素有關，寫出壓力的表達式。此時學生們就可以參照拱形路面分析思路來分析凹形路面，將物理知識學以致用。在這過程中，教師可以通過PPT展示小車通過凹形路面的過程，指引學生尋找相應的實驗材料，增強學生創新思維能力。

4、結語

綜上分析來看，高中物理中的課堂教學并非簡單的知識傳授和講解，需要學生們自己嘗試分析和思考問題，在實踐過程中養成良好的思維能力與學習習慣。教師作為課堂上的參與者和引導者，需要利用一些模型、實驗教學來幫助學生解決問題，引導學生參與課堂活動，讓學生們在良好的氛圍中掌握物理知識，學會用物理思維處理生活中的問題。

參考文獻

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[2]王大偉.如何運用DIS輔助學生完成高中物理實驗——以“生活中的圓周運動”為例[J].試題與研究：教學論壇.2021（14）：92.