如何通過高中物理解題培養學生的思維能力

◎ 肖 劍

《高中物理課程標準》指出教師要引導學生認真審題,總結思路,掌握方法,提高思維能力,在探究中達到靈活應用知識的目標。教師通過解題的方式來引導學生會促進學生參與到思考過程中,主動探究,挖掘知識間的聯系,通過思考的方式了解知識規律,建構知識框架,形成對知識的客觀性認識。學生通過主動思考試題會活躍思維,在探究中挖掘潛能,充分發揮主觀能動性,實現思維能力的提高。

一、逐步探究,培養學生邏輯思維能力

學生是物理解題的主體。在高中物理解題中,教師要指導學生通過認真審題尋找關鍵信息,探究已知量,分析各個量之間的關系,通過邏輯思考的方式來推理判斷。教師要鼓勵學生在解題過程中運用邏輯思維,通過主動推理和判斷的方式尋找已知信息,并探究各個數據量之間存在的關系,之后進行邏輯驗證,提高學生的邏輯思維能力。例如教師提供試題:用質量為1kg 的模型火箭點火,50g燃燒的氣體從火箭口迅速噴出,速度為600m/s.燃氣噴出的瞬間,火箭的動量是多少? 學生在分析問題時需要考慮系統動量守恒規律。在探究中學生會認識到燃氣噴出時火箭會產生動量,假設它的動量是為p,學生會列出公式p-mv0=0,解得p=mv0=0.05kg×600m/s=30kgm/s.通過學生一步步地分析和思考,學生解題過程中通過邏輯思考和推理判斷的方式來形成解題思路。面對每一道題教師都要鼓勵學生通過邏輯思考的方式來分析和探究,尋找解題的方法,探究解題的思路,總結解題策略,提高學生的思維能力。

二、畫圖分析,培養學生形象思維能力

很多學生都感覺物理知識的抽象性非常強,很多知識很難理解,學生難以把握其中的規律和知識要點。因為物理知識的抽象性,學生難以用具體的語言或具體的數據來概括,增加了學生理解物理知識的難度。教師可以鼓勵學生采用畫圖的方式來分析,借助圖形的幫助來理解物理知識,提高理解能力。學生通過閱讀試題和題目中的信息并不能直接理解題目。面對這種抽象性比較強的試題,畫圖是解決問題比較直接、形象的方法。學生在圖像的幫助下會更好地理解題目要求,并且借助圖形把抽象性的知識直觀化表現出來,使學生形成形象認識。例如在三角形ABC上,AB為斜面并且光滑,傾斜角θ為30°,AC=h,C點固定有電荷量為Q的正點電荷。現在把一個質量為m的帶正電物塊從A點釋放,在物塊下滑過程中,只有一次不離開斜面,重力加速度大小為g,靜電力常量為k,求物塊恰好不離開斜面時到點A的距離s,以及物塊所帶的電荷量q。為了方便學生答題,教師可以鼓勵學生畫圖,把題目中的已知信息表示在圖片上,通過畫圖的方式來更好地了解題目信息。如圖所示,學生畫出上圖,在對圖形的分析中,學生會作CD⊥AB交于D點,結合圖片分析。學生會想到物塊不離開斜面時只有一點,假設當物塊到達D點時恰好不離開斜面,此時物塊與斜面之間恰好沒有彈力。有了圖形的幫助,學會結合已知的計合知識就會得到s=hsinθ,獲得答案。有了圖像的幫助,學生會更好地理清各種數據的關系,促進學生形象思維的形成,快速而準確地解答問題。

三、總結模板,培養學生聚合思維能力

物理解題中,當學生解答某一種類型試題多了之后,就會了解這類試題考查的內容和考查方式,總結出有效的答題模板,在模板中運用相應的物理原理和物理方法,提高學生對知識的掌握能力。學生在大腦中形成解題模板是將所需的物理知識融合起來的結果,對學生的聚合思維有很高的要求。

例如:甲、乙兩船在靜水中航行速度為v1和v2,現在它們同時從同一地點出發。已知甲船渡河想要用最短時間,乙船渡河想以最短航程,結果它們同時到達對岸相同的地點。問甲、乙兩船渡河所用時間之比等于多少? 通過對試題的分析和探究,學生會看到試題為運動的合成與分解的典型問題之一——小船過河問題。面對這類問題,學生會主動總結,思考題目中給出的信息,認識到:首先是船頭指向是分速度方向,不是船的航向。其次要以最短時間過河,船頭必須只想對岸。最后要認識到最短位移有兩種情況:一種是如果v船>v水,當船頭方向與上游夾角θ滿足v船cosθ>v水時,合速度垂直河岸,渡河位移最短,等于河的寬度d。另外一種就是如果v船

四、一題多解,培養學生創新思維能力

物理解題中教師要鼓勵學生從不同角度來探究其中的等量關系、物理現象和物理規律。學生從不同的角度分析和探究,有利于學生運用不同的方法來分析問題,明確各種關系,快速而準確地答題。學生在探究中會進行發散思考,提高學生的創新思維能力,促進學生找到不同的問題解決方式。例如試題:火車緊急剎車后經7s停止,設火車勻減速直線運動,它在最后1s內的位移是2m,則火車在剎車過程中通過的位移和開始剎車時的速度各是多少? 解題過程中,教師要鼓勵學生從不同角度探究問題,主動思考,尋找解決問題的答案。分析中學生會想道:

解法一:運用學習過的物理基本公式、平均速度,可以看到質點在第7s內的平均速度為:

則第6s末的速度:v6=4(m/s)結合這些知識可以求出加速度:a=(0-v6)/t=-4(m/s2)

求初速度:0=v0+at,v0=at=4X7=28(m/s)運用這些數據,學生就可以計算出位移

解法二:在學生的深入分析和探究中,學生會運用逆向思維,從不同角度進行推論。通過思考和分析,學生會想到另外一種解題方法:

則7s內的位移:sj=49s1=49X2=98(m)之后學生可以求出初速度:

學生從不同角度探究會促進學生用創新的方法解決問題,提高學生的創新思維能力,實現學生思維品質的提高。

總之,在物理解題中教師要鼓勵學生主動探究,培養學生的邏輯思考;鼓勵學生畫圖,培養學生的形象思維;總結答題模板,培養學生的聚合思維;同時關注一題多解,培養學生的創新思維。通過不同形式的訓練和實踐,學生的思維會變得更加活躍,促進學生在體驗中感受思維探究的樂趣,提高學生的思維能力。