史艷龍
高中物理所要教授的內(nèi)容對(duì)學(xué)生思維能力的要求比較高,包括分析、概括、抽象、推理等。然而,由于很多原因,學(xué)生的思維能力往往很難達(dá)到理想狀態(tài),這就要求教師根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)出的不同思維能力調(diào)整教學(xué)策略,以使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中逐步養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣與品質(zhì),進(jìn)而促進(jìn)良好教學(xué)效果的生成?,F(xiàn)總結(jié)高中生思維特點(diǎn)如下,具體談?wù)勏鄳?yīng)現(xiàn)象的具體破解方法。
形象思維強(qiáng),抽象思維弱——模型法
學(xué)生往往對(duì)直觀的、具體的、感性的或熟悉的知識(shí)比較容易接受和理解,而對(duì)不具體的、隱含的問(wèn)題往往不能抓住本質(zhì),將其轉(zhuǎn)化為可感知的過(guò)程去分析和討論。初中物理教學(xué)中的大多數(shù)內(nèi)容是看得見、摸得著的,基本建立在形象思維的基礎(chǔ)上。而進(jìn)入高中后,物理課程的內(nèi)容要求學(xué)生從形象思維向抽象思維領(lǐng)域過(guò)渡。高中物理知識(shí)有些將研究對(duì)象理想化,如質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、理想變壓器、理想氣體、彈簧振子、單擺、原子核式結(jié)構(gòu)等。有些將運(yùn)動(dòng)過(guò)程模型化,如勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速曲線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)等。還有一些引入了生活中的實(shí)例和熱點(diǎn)問(wèn)題,如連接體問(wèn)題、子彈打木塊問(wèn)題、滑塊—木板疊加體問(wèn)題、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)問(wèn)題等,這些都要求學(xué)生具備較強(qiáng)的抽象思維能力。
針對(duì)這種狀況,教師可采用物理模型法進(jìn)行教學(xué)。對(duì)于一些相關(guān)條件、因素比較隱蔽的復(fù)雜物理問(wèn)題,如果選用某種物理模型來(lái)研究,可建立起已知和未知的關(guān)系,使復(fù)雜的物理問(wèn)題變得簡(jiǎn)單,使學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的本質(zhì)理解得更加深入,有助于學(xué)生抽象思維能力的形成和發(fā)展。比如追擊相遇問(wèn)題,往往在追擊過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)極值,此時(shí)應(yīng)該知道一個(gè)條件——速度相等,并找到兩個(gè)關(guān)系——時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系。而相遇問(wèn)題要找的關(guān)鍵點(diǎn)就是兩個(gè)物體同時(shí)出現(xiàn)在空間的一個(gè)點(diǎn)。然后再利用物理分析法、極值法、圖像法等方法進(jìn)行分析和解決。常見的追擊模型有兩個(gè):速度大者(減速)追速度小者(勻速)、速度小者(初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng))追速度大者(勻速)。
單一思維強(qiáng),發(fā)散思維弱——類比法
學(xué)生在分析和解決問(wèn)題時(shí),往往順著固有習(xí)慣去思考過(guò)程,比如只會(huì)由因到果地分析問(wèn)題,缺乏多方面探尋解決問(wèn)題的途徑的能力。比如:已經(jīng)掌握了直線運(yùn)動(dòng)中的追擊相遇問(wèn)題,也能解決圓周運(yùn)動(dòng)中時(shí)針、秒針經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間再次重合的問(wèn)題,但是對(duì)天體運(yùn)動(dòng)中的衛(wèi)星的追擊與相遇問(wèn)題仍感覺(jué)陌生。
要使學(xué)生克服這種思維定式,類比教學(xué)法是個(gè)不錯(cuò)的選擇。類比法可以培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性,幫助學(xué)生創(chuàng)造性地解決一些比較陌生、甚至無(wú)法直接求解的問(wèn)題。比如剛才提到的衛(wèi)星追擊相遇問(wèn)題,如果類比生活中常見的操場(chǎng)上跑圈扣圈問(wèn)題,學(xué)生便會(huì)豁然開朗——原來(lái)這和在直線運(yùn)動(dòng)中同一軌道上的追擊相遇問(wèn)題有相似的地方,即必須找出各相關(guān)物理量間的關(guān)系,直線運(yùn)動(dòng)的追擊相遇要找位移差,而圓周運(yùn)動(dòng)的追擊相遇應(yīng)該找角度差。又如電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)差、電勢(shì)都是用比值定義的物理量,與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān),但是學(xué)生習(xí)慣了從數(shù)學(xué)公式角度去分析,直觀感覺(jué)這些物理量與檢驗(yàn)電荷的電量是有關(guān)系的,此時(shí)如果教師將其類比初中的密度公式,反問(wèn)學(xué)生“物體體積增加時(shí),密度是否變化”,進(jìn)而告訴學(xué)生這些物理量是由自身性質(zhì)決定的,公式只是求解的一種方法而已,學(xué)生定會(huì)加深理解。又比如物體在斜面上的類平拋運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng),其本質(zhì)都是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)求解,采用類比物體在重力作用下的平拋運(yùn)動(dòng)分析,也能達(dá)到舉一反三的效果。
知識(shí)遷移能力弱,推理能力弱——等效法
推理分析是一種高級(jí)的思維能力,也是學(xué)好物理的重要能力。等效變換的教學(xué)方法有助于學(xué)生推理能力的提升,可在保證某一方面物理效果相同的前提下,將陌生、復(fù)雜的物理情境或過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)槭煜?、?jiǎn)單的情境或過(guò)程,從而達(dá)到簡(jiǎn)化問(wèn)題的目的。在高中物理中,重心、合力與分力、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)、平均速度、總電阻與分電阻、熱功當(dāng)量等,都是根據(jù)等效概念引入的。如勻強(qiáng)電場(chǎng)與重力場(chǎng)構(gòu)成的復(fù)合場(chǎng)中物體速度變化問(wèn)題,由于恒定電場(chǎng)與重力場(chǎng)在性質(zhì)上相似,運(yùn)用等效法將電場(chǎng)等效為重力場(chǎng),聯(lián)想重力場(chǎng)中熟悉的模型,運(yùn)用相應(yīng)的規(guī)律,就會(huì)使電場(chǎng)問(wèn)題得以簡(jiǎn)化,大大降低分析推理的難度,使學(xué)生更容易接受。
學(xué)生思維能力的發(fā)展是滲透在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的。使學(xué)生的思維模式從直觀形象發(fā)展到抽象邏輯,甚至具有創(chuàng)造性,教師在其中充當(dāng)著重要的角色。教師在這個(gè)過(guò)程中要遵循由淺入深、由簡(jiǎn)入繁、由低級(jí)到高級(jí)的順序逐步進(jìn)行,不可操之過(guò)急。