徐遠(yuǎn)飛

(江蘇省南京市南化第二中學(xué),江蘇 南京 210044)

從思維方法的學(xué)習(xí)到思維品質(zhì)的提升
——初中物理習(xí)題教學(xué)的案例分析

徐遠(yuǎn)飛

(江蘇省南京市南化第二中學(xué),江蘇 南京 210044)

在初中物理習(xí)題教學(xué)中,有不少教師關(guān)注解題的思維方法,試圖從思維方法角度來提升學(xué)生解題的能力,提高學(xué)生的思維能力.然而,學(xué)生在教師的這種“方法”引導(dǎo)之下,導(dǎo)致學(xué)生關(guān)注的是用什么“方法”獲得了解題的成功,沒有觸及思維的本質(zhì).從核心素養(yǎng)的角度來講,觸及思維本質(zhì)就需要在習(xí)題教學(xué)中從思維方法的學(xué)習(xí)向思維品質(zhì)的提升轉(zhuǎn)化,本文結(jié)合具體案例予以說明.

初中物理習(xí)題教學(xué)；思維方法;思維品質(zhì);案例分析

1 引言

筆者通過課堂觀察與學(xué)生行為表現(xiàn)的分析發(fā)現(xiàn)：在初中物理習(xí)題教學(xué)中多數(shù)教師的處理方法是引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用“簡便”的方法，獲得習(xí)題解答的成功,并冠以“思維能力”的培養(yǎng).這會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在教師的熏陶之下，走向了過度地關(guān)注解題方法的優(yōu)劣,只會(huì)去套用曾經(jīng)用過的解題方法,或通過一些非常規(guī)的技巧獲得習(xí)題解答,而不是從分析習(xí)題的情境、條件與需求出發(fā),難以提升思維品質(zhì)，下面就一個(gè)典型案例分析來說明.

2 案例分析

2015年鎮(zhèn)江市中考試題：小明用圖1所示電路來測量小燈泡的電功率(部分實(shí)驗(yàn)器材的規(guī)格已標(biāo)明).

圖1

(1) 請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖1中滑動(dòng)變阻器連入電路，使之接入電路的阻值最大;

(2) 實(shí)驗(yàn)中,小明發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，兩電表指針始終處于圖2所示位置,則接線柱_________間(填接線柱的數(shù)字編號(hào))出現(xiàn)了_________(選填“短路”或“斷路”);

圖2

(3) 故障排除后,小明從滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí)開始記錄數(shù)據(jù),得到小燈泡U-I圖像,如圖3所示.則小燈泡的額定功率是_________W,所用滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是下列四個(gè)選項(xiàng)中的__________________(選填選項(xiàng)前字母);

A. 5Ω 2A__________________B. 15Ω 2A

C. 25Ω 2A_________D. 30Ω 2A

(4) 在某次調(diào)節(jié)中,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小了ΔR1,小燈泡的阻值變化了ΔR2,則ΔR1_________ΔR2(選填“>”、“<”或“=”),你的理由是:_________.

2.1 基于特殊值的解答

試題(1)～(3)問的解答屬于常規(guī)解答,此處不作分析.對于第(4)問的解答方法較多，在教學(xué)實(shí)踐中,多數(shù)學(xué)生在教師指導(dǎo)之下,運(yùn)用特殊值法獲得習(xí)題的解答.

顯然,這種解法是運(yùn)用“特殊值”解答的思維方法,所獲得的答案能夠滿足題設(shè)要求,也能夠得到相應(yīng)的分?jǐn)?shù),同時(shí)也使得解題具有一定的技巧性和趣味性.然而,從思維品質(zhì)的角度來看,這種解法具有一定的合理的科學(xué)“投機(jī)性”,缺乏一般性、嚴(yán)謹(jǐn)性、邏輯性，也缺少靈活性、創(chuàng)造性.在正常教學(xué)過程,如果僅此而已是不符合能力培養(yǎng)要求的.

2.2 基于思維品質(zhì)提升的習(xí)題教學(xué)

邵瑞珍教授在《教育心理學(xué)》一書中指出：思維品質(zhì)主要包括思維的廣闊性、思維的批判性、思維的深刻性、思維的靈活性和思維的敏捷性.就本案例第(4)問的教學(xué)而言,可以從思維的批判性、深刻性、靈活性角度加以培育與提升.

2.2.1 從思維的批判性角度分析

題設(shè)說到：在某次調(diào)節(jié)中，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小了ΔR1,小燈泡的阻值變化了ΔR2，要求判斷兩者大小關(guān)系,題目提供的信息看上去比較少,且由于“某次調(diào)節(jié)”的不確定性,導(dǎo)致思維方向的無適性.從批判性思維角度來講,既然對正確的結(jié)論無法把握,不妨先做一個(gè)假設(shè),假設(shè)ΔR1=ΔR2,然后再去搜尋相應(yīng)的依據(jù).

批判性地思考:如果ΔR1=ΔR2,那么燈絲電阻增大的幅度和變阻器電阻減小的幅度相同,由兩者的串聯(lián)關(guān)系可知,電路中的總電阻將保持不變.因?yàn)殡娫措妷汉愣?由歐姆定律可以判斷：電路中的電流大小不會(huì)發(fā)生變化.然而,從題中給出的U-I圖像可知,燈絲中(即電路中)的電流是增大的,電路中的總電阻必然變小,由此判斷電路總電阻變化量ΔR=R′-R<0.其中,調(diào)節(jié)前電路中總電阻R=R1+R2,調(diào)節(jié)后為R′=R1′+R2′.則ΔR=-ΔR1+ΔR2(考慮到燈絲電阻增大的過程,即電流增大,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻是減小的,則ΔR1=R1-R1′,故代入負(fù)號(hào)),由此可見變阻器電阻變化ΔR1>ΔR2.

2.2.2 從思維的深刻性角度分析

本解答運(yùn)用基本的物理規(guī)律與數(shù)學(xué)推演進(jìn)行深刻分析,從而得到較為普遍的結(jié)論.這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难堇[思維訓(xùn)練，對于提升學(xué)生的思維品質(zhì)是極為有益的.

2.2.3 從思維的靈活性角度分析

思維的靈活性指在面對問題的時(shí)候能夠敏捷地抓住一切能夠指向問題解決的機(jī)會(huì)，表現(xiàn)在能夠主動(dòng)克服思維定勢的影響,不墨守成規(guī)、因循守舊,機(jī)動(dòng)靈活地從多角度、多層次去探求問題的解決方案.

試題提供了U-I圖像,能否就圖像進(jìn)行思考而靈活地解決問題呢?

試題要求對滑動(dòng)變阻接入電路的電阻變化量ΔR1與燈絲電阻變化量ΔR2大小進(jìn)行比較,試題提供了燈絲電阻的伏安曲線,能否畫出滑動(dòng)變阻器接入電路的伏安曲線?如果能,圖線如何?

根據(jù)串聯(lián)電路中電流相等,且燈泡和變阻器上電壓之和等于電源電壓3V不變,可知U變=U-U燈,則可作出變阻器的U-I圖像如圖4所示，該圖線以電壓U中=1.5V這條水平線為對稱軸.

圖4

由于R=U/I，因此,任何一個(gè)工作狀態(tài)的阻值可以用曲線上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率表示.例如,在圖4中過原點(diǎn)作一直線與燈絲伏安曲線交于a、b(a為初始工作狀態(tài)),發(fā)現(xiàn)b狀態(tài)的燈絲工作電阻與a狀態(tài)的工作電阻相等,顯然這個(gè)過程中ΔR2=0,而對應(yīng)的滑動(dòng)變阻器的電阻變化量ΔR1不為零,可知ΔR1>ΔR2.當(dāng)然,這也是運(yùn)用特殊值來判斷的，其他各點(diǎn)的情況利用兩曲線的對稱性同樣可以判斷出來.

[1] 邵瑞珍.教育心理學(xué)[M].上海:上海教育出版社,1983：76.

[2] 史獻(xiàn)計(jì).初中物理理解能力考查的實(shí)踐與思考[J].教育與教學(xué)研究,2014，(5)：114-117.