鄒建平

(鎮(zhèn)江第一中學(xué) 江蘇 鎮(zhèn)江 212016)

培養(yǎng)能力、發(fā)展智力是高中物理學(xué)習(xí)的首要任務(wù)；高考物理命題也以能力測試為主導(dǎo).認知學(xué)習(xí)理論認為,思維能力是智力的核心,智力活動的主要動力是“同化”；學(xué)習(xí)是“反復(fù)的實踐和經(jīng)驗的結(jié)果”.物理解題是思維作用于環(huán)境(題意),是學(xué)生最適合的“反復(fù)的實踐和經(jīng)驗”,使物理知識、邏輯數(shù)學(xué)知識和社會經(jīng)驗知識在此融為一體.所以,習(xí)題教學(xué)成為鞏固知識、深化理解、思維能力訓(xùn)練的主要陣地，是培養(yǎng)從形象思維到抽象思維的重要途徑.解題過程是思維能力的反映和思維過程的展示,不是依樣模仿.學(xué)生解題的思維一般過程如圖1所示.

圖1

那么在習(xí)題教學(xué)中如何有效提高學(xué)生的思維能力呢？根據(jù)筆者多年的教學(xué)實踐，認為最有效的方法是加強學(xué)生思維調(diào)控的訓(xùn)練.

1 什么是思維調(diào)控

思維調(diào)控是對于所從事解題活動的自我意識、自我分析(評價)和自我調(diào)整.它是思維主體對自己認知過程的認知，是一種高層次的認知方式，常被稱

為“元認知”，是促進解題順利進行，影響解題成敗的重要因素.具體說來,就是通過閱讀題目,理解題意；在弄清題目所描述物理情境的情況下,仔細分析問題的性質(zhì),看它屬于哪方面知識求解的范疇；并回憶自己的解題經(jīng)驗,思考以前是否見過類似的或情境不同但物理實質(zhì)相同的問題；從一個圖示、一個條件、一個經(jīng)典題目的印象中獲得啟發(fā)進行聯(lián)想；根據(jù)分析研究物理過程滿足的條件，用公式表達出物理規(guī)律,在此過程中用“畫一畫、寫一寫”等形式調(diào)整可能有的解題思路,最后形成并找到了解決問題的方案.

2 如何進行思維調(diào)控

習(xí)題教學(xué)中教師要啟發(fā)學(xué)生在解題時應(yīng)經(jīng)常自我發(fā)問，提出一連串與解題相關(guān)的問題，這些問題可概括為“WWH”，即“什么(What)”？在干什么或準備干什么；“為什么(Why)”？為什么要這樣干；“怎么樣(How)”？實際效果如何？這是進行或促進思維進行自我調(diào)控的最有效方法.如在審題環(huán)節(jié)，可以通過如下問題來強化審題中的自我意識和自我評估：“我是否充分地弄清了題意”？“我不看題目能大致地復(fù)述一下問題嗎”？“還有哪些隱蔽的信息”？“能否建立一幅關(guān)于問題的物理圖像”？“我所建立的圖像是否清晰、正確”？“我還有哪些問題需要進一步弄清”？“我能看清問題的困難所在嗎”？等.

3 如何培養(yǎng)學(xué)生思維調(diào)控的能力

3.1 明確思維調(diào)控的意義

讓學(xué)生認識到，物理解題是一個有目的、有計劃的認知活動，應(yīng)當遵守一定的思維規(guī)則.解題中的每一步都有明確的指導(dǎo)思想和解題策略，即要問“WWH”問題.物理解題的目的不僅是獲得一個正確的答案，更重要的是通過解題，展示思維過程，提高分析問題、解決問題的能力.通過思維調(diào)控能夠從根本上提高分析問題和解決問題的能力.

3.2 教給學(xué)生思維調(diào)控的有關(guān)知識

(1)有關(guān)解題主體方面的知識——要學(xué)生認識自己的思維方式、特點、習(xí)慣、優(yōu)勢和不足等，有利于在解題中發(fā)揮優(yōu)勢，克服不足.

(2)有關(guān)解題要求方面的知識——例如讓學(xué)生了解物理解題的規(guī)則，養(yǎng)成解題的良好習(xí)慣.

(3)有關(guān)解題策略方面的知識.關(guān)于方法、策略的意義及包含哪些內(nèi)容的知識.如什么叫物理解題的微元法、反證法以及數(shù)形結(jié)合策略、問題轉(zhuǎn)化策略等.例如微元法的解題策略：

1)選取“微元”，將瞬時變化問題轉(zhuǎn)化為平均變化問題，避免直接求瞬時變化問題的困難；

2)利用數(shù)學(xué)“微積分”思想，將平均變化問題轉(zhuǎn)化為瞬時變化問題.充分利用數(shù)學(xué)工具，既完成問題“轉(zhuǎn)化”且保證所求問題的性質(zhì)不變，又能簡單地求得結(jié)果.

關(guān)于如何使用方法策略的知識(程序性知識)，包括用微元法的程序、注意點等.例如微元法的解題步驟.

1)確定研究對象，選取“微元”；

2)列出相關(guān)微元的方程；

3)對相關(guān)微元進行累積求和或求導(dǎo).

關(guān)于為何、何時、何地使用方法、策略的知識(條件性知識)，如在什么情況下使用微元法，其中條件性知識與主題思維調(diào)控相關(guān)性最大.在處理非勻變速運動問題時，從對事物的極小部分(微元)分析入手，達到解決事物整體的方法.在使用微元法處理問題時，需將其分解為眾多微小的“元過程”，而且每個“元過程”所遵循的規(guī)律是相同的.這樣，只需分析這些“元過程”，然后再將“元過程”進行必要的累計求和等數(shù)學(xué)方法進而使問題解決.

3.3 從他控逐步過渡到自控

思維的自我調(diào)控是一個高層次的認知行為，對學(xué)生來說，有一個培養(yǎng)的過程.在習(xí)題教學(xué)中應(yīng)先讓教師進行外部調(diào)控，再逐步過渡到學(xué)生的自控.教師調(diào)控的基本方法是在學(xué)生的解題過程中，適時地向?qū)W生提出一些引導(dǎo)性問題.

3.4 通過發(fā)聲思維加強訓(xùn)練——說題

發(fā)聲思維就是借助語言將思維調(diào)控過程外顯化；它是訓(xùn)練思維調(diào)控的重要手段.教師通過發(fā)聲思維呈現(xiàn)自己在物理解題中的思維調(diào)控過程，向?qū)W生作“思維示范”，展示思維過程.這種“思維暴露”能使學(xué)生清晰、準確地認識和體會調(diào)控過程，減少模糊的認識和猜測.學(xué)生通過發(fā)聲思維來練習(xí)思維調(diào)控的進程，既可使學(xué)生對自己的解題思維活動有清晰的自我意識，又可使教師對學(xué)生的思維調(diào)控過程進行監(jiān)視、評估和指導(dǎo).

4 思維調(diào)控的教學(xué)實踐

解題前，指導(dǎo)教師應(yīng)提示學(xué)生拿到題時,不要急于動手,先認真讀題、審題,做到:一要搞清題意,對復(fù)雜題可采用分層解析法.二要弄清題目條件.不但要全面準確地審清題目所給明顯條件,還要挖掘出題目中的隱含條件,明確解題依據(jù)；同時要去偽存真,識別多余條件,排除多余信息,以免誤入“機關(guān)”,掉進“陷阱”.三要揭示題目關(guān)鍵,選好解題突破口.俗語說得好:“磨刀不誤砍柴工”.搞好解題前審題聯(lián)想,掃清解題障礙,明確解題思路,優(yōu)化解題策略,能加快解題速度,提高解題的效率.

【例1】如圖2所示水平放置的導(dǎo)體的電阻為R，R與兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌相連.導(dǎo)軌間距為L.其間有垂直導(dǎo)軌平面的、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.導(dǎo)軌上有一導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m，電阻為r.突然給導(dǎo)體棒以初速度v0向右運動，求導(dǎo)體棒在整個運動過程中的總位移.

圖2

解題思維過程

(1)讀題，形成對物理過程的初步印象.

導(dǎo)軌—(之間接)電阻R—導(dǎo)體棒電阻r—勻強磁場，突然給導(dǎo)體棒有一個初速度v0—加速度—安培力變化.

目標：求整個運動過程的位移.

再讀：發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒不是勻速運動；沒有運動時間.

(2)構(gòu)思物理情境，弄清問題的物理實質(zhì)，思考解決問題的方法.

本題描述一個導(dǎo)體棒受到瞬時初速度，由于導(dǎo)體棒具有初速度將做切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)體棒受到安培阻力的作用，產(chǎn)生加速度.這是一道力和電磁的綜合題，所以應(yīng)從力學(xué)角度出發(fā)，結(jié)合安培力公式進行分析.

(3)選擇解題的物理定理和規(guī)律

因為問題涉及力和加速度.故應(yīng)當選用牛頓第二定律.運動過程中導(dǎo)體棒的速度、加速度、感應(yīng)電流和安培力都在發(fā)生變化，但對導(dǎo)體棒某一瞬間用牛頓第二定律

導(dǎo)體棒在運動過程中受到安培力作用，導(dǎo)體棒做非勻減速運動.

(4)選擇解題的方法.

導(dǎo)體棒做非勻減速運動，速度變小，安培力變小，減速時加速度大小也在變小.它們都在變化.這樣無法用正常的辦法來求出運動的位移；只有用微元法來進行處理.即在某一時刻取一個微元

(1)

(5)審視(1)式viΔt=Δxi，其中Δxi是元位移，則(1)式變?yōu)?/p>

(2)

審視(2)式，兩邊求和

故

(3)

審視(3)式，確定答案的合理性

小結(jié)：在處理非勻變速運動問題時，從對事物的極小部分(微元)分析入手，達到解決事物整體的方法. 在使用微元法處理問題時，需將其分解為眾多微小的“元過程”，而且每個“元過程”所遵循的規(guī)律是相同的；這樣，只需分析這些“元過程”，然后再將“元過程”進行必要的累計求和等數(shù)學(xué)方法進而使問題求解.在解題過程中，常常遇到非勻變速運動過程中求位移、電量、能量等問題；靈活運用微元的思想，可以更深刻的理解物理過程.

5 結(jié)束語

思維調(diào)節(jié)研究的目的在于促進由各種合理方法和原理的直覺運用各有意識的運用轉(zhuǎn)化；在習(xí)題教學(xué)中應(yīng)該關(guān)注和深入研究的問題.一是教師在習(xí)題教學(xué)中要有意識地暴露自己的解題思維過程，清清楚楚地指導(dǎo)學(xué)生；二是應(yīng)該要求學(xué)生在練習(xí)時，要有意識地探索解題思維調(diào)節(jié)問題，在有意識的練習(xí)中提高自己分析解決問題的能力.

參考文獻

1 王政良.展示思維過程指導(dǎo)思維調(diào)節(jié).中學(xué)物理教學(xué)參考.2009(1～2):24～26