高中物理解題思維能力培養探索

金彩霞

(甘肅省康樂縣康樂中學 731500)

1 極限思維

“極限思維”顧名思義，就是對問題的條件作出一種極限假設，首先需要將問題及其條件進行合理的推理，然后再把這種合理的推理情景條件推到極致，或許將問題及其條件推到極限，就可以輕易地得出答案.在高中教科書中，學生第一次了解這種極限思維是在伽利略發現慣性定律，而這個定律推翻了之前的“力是維持物體運動的原因”的結論，學生實際將極限思維進行運用時，則是在伏安法測小燈泡電阻的實驗中，因為在這個實驗中，學生們需要選擇合適的滑動變阻器，而這時就可以使用極限思維估算出所需變阻器的范圍，保護電路，防止電流表因為電路之中電流過大而燒壞，這就需要合適的滑動變阻器，需要將它的最大值和最小值代入檢驗，這就是極限思維的一個簡單的應用.

例1如圖1所示，已知E為電源的電動勢，r為電源內阻，R1的電阻可變，即為可變電阻，當我們將可變電阻R1調節變大，以下選項判斷正確的是( ).

圖1

A.電阻R3的功率增大

B.電阻R2上的功率變大

C.電阻R上的功率變大

D.電阻R0上的功率增大

解析這道例題就是人為改變可變電阻的電阻，引起電路之中的電流變化，從而導致電路的情況發生改變，本道例題有兩種解決辦法：①使用普通的方法，按照常規的串并聯電路的計算方法來解決，這個計算過程是比較復雜的，同學們容易出現差錯；②顯而易見，這道例題我們可以使用極限思維，具體操作是:將電阻R1調到最小，即將它調至0，那么這種情況就相當于電路短路；而當我們將電阻R1調至接近無限大時，整個電路就相當于斷路，極限思維明顯縮短了解題時間，提高了我們的解題速度.正確答案：B、C

2 逆向思維

逆向思維，顧名思義就是用和平常相反的思路去思考問題.很多時候，我們遇見一些題目，不走尋常路，我們用平常的思路和方法去解決時，經常會摸不著頭腦，那么，這時我們就可以換個方向，用不一樣的思考角度，或許就是柳暗花明又一村，得到了不一樣的收獲.在高中物理的教學之中，有很多物理過程都是具有可逆性和對稱性地，比如說電路的可逆性、光路的可逆性以及運動的可逆性，倘若我們能夠熟練掌握逆向思維，這對我們的學習真是一大助力.

例2如圖2所示，現有兩個小球A、B位于同一高度h，它們之間的水平距離是l，老師將小球A向小球B拋過去的同一時刻，小明讓小球B自由下落，已知小球A、B與地面發生碰撞之后，它們的水平分速度保持不變，豎直分速度發生改變，方向變成相反方向，但是大小不發生改變(l、h都是定值，空氣阻力和小球與地面發生的碰撞所需時間都忽略不計),以下選項正確的是( ).

圖2

A.小球A的初速度大小決定了小球A、B是否能在第一次落地之前發生碰撞

B.如果小球A、B在第一次落地之前并沒有發生碰撞，那么之后都不可能發生碰撞

C.倆小球在最高處不可能相遇

D.小球A、B無論如何都能相遇

3 模型思維

模型思維是物理學之中的一大重要思想，因為在很多物理情景之中，都需要很多物理模型，這些物理模型是物理問題與物理世界之間的橋梁.在物理學習中，學生會學習并理解到許多不同主題類型的物理模型，不同的物理模型具有不同的特點.從模型角度來講，特定的物理模型具有固定的求解步驟與解題思維邏輯.比起學生一步步推理與推導而言，具備一定的模型思維可以幫助學生大大縮減做題時間，提高學生的解題效率.所以,我們應該重視模型思維在平常解題之中的運用.

例3如圖3所示，在方特游樂園中，有兩條光滑的軌道，它們高度不一致，甲、乙兩個小朋友分別沿著這兩個軌道同時從A處自由滑到B處，下列選項說法正確的是( ).

圖3

A.甲的切向加速度在整個運動過程一直都比乙的大

B.甲、乙兩個小朋友處在同一個高度時的速度大小相等

C.甲、乙在到達同一高度處時用了相同時間

D.甲比乙先到達B處

正確答案：B、D

4 類比思維

顧名思義，類比思維即是促使學生從某一一致了解的物理現象聯系另一不熟悉但具備相同原理的物理現象.所謂類比思維，也應該是學生在學習并透徹理解物理現象，進行高效率、高質量推理與類比應用的必備品質.要具備舉一反三的應用能力，要切實地將物理知識學習透徹、理解到位，將其精髓及本質內容進行科學合理分析，以便于在后續進行解題的過程中提高解題效率與解題質量.對于教師而言，要切實地為學生分析物理現象內在的本質，將復雜、抽象的物理知識進行抽絲剝繭，撥開復雜知識的真實面目，以便于學生在掌握類比思維過程中得到有效的指導，促使學生高質量地將舊知識有效地遷移到新情景中，實現學生物理綜合素養的提升與高效發展.

例4眾所周知，在有質量的物體周圍都會存在著一定的引力場即萬有引力.又，萬有引力同我們之前熟知的庫侖力具有類似的規律.那么，基于此我們可以得出，與質量為M的質點在距離r處的引力場的場強EG表達式應為什么？(萬有引力恒量用G來表示)

正確答案：與質量為M的質點在距離r處的引力場的場強EG表達式應為EG=GM/r2

5 建立思維培養反饋機制

在針對學生差異性建立思維培養反饋機制時，教師可以在培養前為不同學習水平層次的學生設定不同等級的思維能力目標.比如，對于學習能力較強的學生而言，他們需要掌握每種物理思維的具體應用方法，更重要的是要掌握不同物理思維常用于哪些物理題型，鼓勵這些學生基于不同的物理思維來建立思維體系；對于學習能力一般的學生而言，他們需要對物理思維的具體應用進行準確掌握并能夠說出幾道經典的能利用物理思維來進行解題的物理題型.在目標設定后，教師可以定期進行總結與歸納，定期與不同水平層次學生進行深度溝通與交流，了解他們思維能力目標培養的完成情況，了解他們在培養思維能力目標過程中出現的疑惑和問題并予以科學合理的改進建議.在針對不同物理思維培養時，教師要根據不同物理思維來對學生思維目標提出不同的要求.比如極限思維旨在促使學生將復雜問題簡單化，大膽借助極限理念來實現問題的簡易求解，模型思維旨在促使學生掌握常用的物理模型，類比思維旨在促使學生透徹理解物理現象本質，在新舊知識之間實現高效遷移與類比，提高學以致用的能力.

綜上所述，通過上述四種不同的解題思維的講解，我們不難發現，物理問題的解決需要各種思維的運用，學生們需要培養物理思維，提高他們的解題速度，取得更加優異的成績.在培養學生物理思維的過程中，教師需要始終保持以生為本的教育理念及教育原則，給予學生充分的時間與充足的自由進行獨立自主探索與思考，構建有效科學的思維培養反饋機制與評價體系.不同的物理思維需要學生具備不同的能力.在提升能力的過程中，學生要有計劃、有安排，充分發揮自己的主觀能動性，積極完善并提升物理綜合素養.