畢國(guó)麗

（浙江省鎮(zhèn)海中學(xué) 浙江 寧波 3152 00 ）

加強(qiáng)對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)是物理教學(xué)的重要目標(biāo)之一．思維能力主要包括獨(dú)立的思維能力，批判性的思維能力和深刻性的思維能力．

一個(gè)學(xué)生的思維發(fā)展水平反映其學(xué)習(xí)能力，要使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，必須重視對(duì)學(xué)生思維的培養(yǎng)，提高其思維能力．因此，在物理教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生良好的物理思維能力成為教學(xué)重點(diǎn)．

1 引導(dǎo)學(xué)生思考 培養(yǎng)獨(dú)立的思維能力

獨(dú)立的思維能力表現(xiàn)為善于獨(dú)立地提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題．就學(xué)習(xí)過(guò)程而言，具備獨(dú)立的思維能力是學(xué)好知識(shí)的前提．物理是一門(mén)思維學(xué)科，在物理教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中，重視培養(yǎng)學(xué)生思維的獨(dú)立性，意義頗深．

例如，學(xué)習(xí)“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”時(shí)，會(huì)碰到這樣一個(gè)問(wèn)題，即汽車以36 k m／h的速度行駛，剎車后的加速度大小是4m／s2，則剎車后3s內(nèi)汽車通過(guò)的位移是多少？

學(xué)生初學(xué)時(shí)往往是通過(guò)位移公式

v0＝10 m／s

a＝－4m／s2

t＝3s

代入數(shù)據(jù)得出位移

x＝12 m

對(duì)照參考答案，發(fā)現(xiàn)不對(duì)．這時(shí)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考兩個(gè)問(wèn)題，一是汽車經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間速度減為零，二是對(duì)于剎車問(wèn)題中有無(wú)時(shí)間限制．通過(guò)上述兩個(gè)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考，使其發(fā)現(xiàn)所犯的錯(cuò)誤以及找出正確的解決方法．

又如，在“測(cè)定滑動(dòng)摩擦力”的實(shí)驗(yàn)中，首先給出一個(gè)模型，如圖1（a），讓學(xué)生實(shí)際操作，并且發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題是彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定，這時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生分析原因，并且思考解決方案．原來(lái)，用手直接拉物塊很難讓其勻速前進(jìn)，而物塊是在做變速運(yùn)動(dòng)，所以，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)會(huì)變化，并且讀數(shù)也不等于摩擦力的大小，因此思考并改進(jìn)得出方案2，如圖1（b）所示．

圖1

學(xué)生動(dòng)手操作，發(fā)現(xiàn)依然存在問(wèn)題，因?yàn)閺椈蓽y(cè)力計(jì)水平放置，這樣讀數(shù)依然比較困難，繼續(xù)鼓勵(lì)學(xué)生思考如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案．通過(guò)多次探討交流，提出改進(jìn)方案3，如圖1（c）．

要讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，真正成為具有獨(dú)立思維能力的人，就應(yīng)該在物理教學(xué)中堅(jiān)持不懈地引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生多思考，會(huì)思考，啟發(fā)、活躍學(xué)生的思維，點(diǎn)燃學(xué)生思維的火花，讓學(xué)生的思維不斷閃現(xiàn)出創(chuàng)造的“靈光”，從而培養(yǎng)學(xué)生具有獨(dú)立的思維能力．

2 強(qiáng)調(diào)問(wèn)題討論 培養(yǎng)批判性的思維能力

物理思維的批判性是指善于冷靜地考慮物理問(wèn)題，能有主見(jiàn)地、科學(xué)地分析、評(píng)價(jià)事物．在實(shí)際教學(xué)工作中，我們往往忽視對(duì)這一思維能力的培養(yǎng)，殊不知，當(dāng)今科技發(fā)達(dá)的社會(huì)里，只有具備批判性思維能力的人，才能在眾多前人的理論中尋出突破口，從而脫穎而出．

在物理課堂教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)某些物理情境比較模糊的問(wèn)題，教師可通過(guò)提問(wèn)的方式鼓勵(lì)學(xué)生勇于質(zhì)疑，誘導(dǎo)他們爭(zhēng)論并大膽發(fā)表自己的意見(jiàn)，以期建立清晰的物理情境與模型．

例如，有這樣一個(gè)例題，即如圖2所示，用長(zhǎng)為l的細(xì)繩懸掛一質(zhì)量為m的小球，再把小球拉到A點(diǎn)，使懸線與水平方向成30 °夾角，然后松手．問(wèn)：小球運(yùn)動(dòng)到懸點(diǎn)正下方B點(diǎn)的速度為多少？

圖2

在教學(xué)中筆者首先讓學(xué)生解題，并讓其到黑板前板演，兩位學(xué)生到黑板前演示的結(jié)果均為

在此基礎(chǔ)上筆者問(wèn)學(xué)生：你們認(rèn)為上述解題思路正確嗎？若同意，請(qǐng)求出最低點(diǎn)的速度；若不同意，則說(shuō)說(shuō)你的理由．學(xué)生對(duì)這種類型的題目很感興趣，于是就圍繞題目展開(kāi)了積極的爭(zhēng)論．有一些學(xué)生認(rèn)為給出的思路是正確的，因?yàn)樾∏虮婚L(zhǎng)為l的細(xì)線系住，釋放后將繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，只有重力做功．另有極少數(shù)的學(xué)生不同意這個(gè)觀點(diǎn)，認(rèn)為小球并沒(méi)有像他們所分析的那樣立即做圓周運(yùn)動(dòng)，因?yàn)楫?dāng)小球剛被釋放時(shí)，細(xì)線未被拉緊，小球只受重力作用，做自由落體運(yùn)動(dòng)；當(dāng)小球下落至細(xì)線偏下與水平方向成30 °時(shí)，即圖3中的C位置，細(xì)線才被拉緊，此后小球開(kāi)始做圓周運(yùn)動(dòng)，即小球前后有兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．話音剛落，又有學(xué)生發(fā)表了自己的觀點(diǎn)：按照你們的分析，在整個(gè)過(guò)程中都只有重力做功，機(jī)械能守恒，所以列出的方程式還是正確的．霎時(shí)間教室中安靜了下來(lái)，似乎學(xué)生中已無(wú)異議了．

圖3

于是筆者就及時(shí)誘導(dǎo)學(xué)生要全面分析和思考問(wèn)題，即小球開(kāi)始時(shí)是做自由落體運(yùn)動(dòng)，到達(dá)C位置時(shí)的速度方向是豎直向下的，然后小球開(kāi)始做圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)小球的速度方向?yàn)檫^(guò)C點(diǎn)的切線方向，現(xiàn)在兩者的方向一致嗎？速度是如何實(shí)現(xiàn)改變的？通過(guò)適當(dāng)點(diǎn)撥，學(xué)生的思維又被激活了，再次對(duì)物理過(guò)程進(jìn)行了剖析．

（1）在C點(diǎn)豎直向下的速度可分解到沿半徑方向和垂直于半徑（即過(guò)C點(diǎn)的切線方向）兩方向上．

（2）當(dāng)細(xì)線（在C點(diǎn)）被拉緊的瞬間，細(xì)線的拉力對(duì)小球做了功，使小球沿半徑方向的動(dòng)能減小為零．

這樣，不僅使學(xué)生在爭(zhēng)論中建立起正確的物理模型，并很快由此獲得正確的結(jié)論，而且有效地激發(fā)了學(xué)生思維的批判性．

3 善于擴(kuò)展延伸 培養(yǎng)深刻的思維能力

思維的深刻性是指思維的抽象程度和思維活動(dòng)的深度，就是善于透過(guò)紛繁的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問(wèn)題本質(zhì)的思維能力，它是一切思維能力的基礎(chǔ)．在物理課堂教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生往往對(duì)一些看似“淺顯易懂”的內(nèi)容不求甚解，這種“思維惰性”使一些學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)中的疑點(diǎn)、難點(diǎn)淺嘗輒止，從而導(dǎo)致其思維表現(xiàn)出較大的膚淺性．為此，教師應(yīng)善于提出恰當(dāng)?shù)膯?wèn)題，激起學(xué)生思維的波瀾，啟發(fā)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深入分析和深刻理解．

例如，在動(dòng)態(tài)電路習(xí)題中有這樣一道題目：如圖4所示，R1為定值電阻，R2為可變電阻，E為電源電動(dòng)勢(shì)，r為電源的內(nèi)電阻，以下說(shuō)法中正確的是

A．當(dāng)R2＝R1＋r時(shí)，R2上獲得最大功率

B．當(dāng)R1＝R2＋r時(shí)，R1上獲得最大功率

C．當(dāng)R2＝0時(shí)，R1上獲得功率最大

D．當(dāng)R2＝0時(shí)，電源的輸出功率最大

圖4

學(xué)生利用閉合電路歐姆定律中的一個(gè)規(guī)律“當(dāng)外電路的總電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，電源輸出功率最大”，結(jié)合等效法（即在選項(xiàng)A中，把R1看做電源的一部分）得到選項(xiàng)A與選項(xiàng)B均正確．對(duì)于這道題目的講解，筆者先舉出了具體的數(shù)據(jù)，比如設(shè)E＝3 V，r＝1Ω，R1＝3Ω．如果選項(xiàng)B正確，代入數(shù)據(jù)會(huì)得出R1上獲得的功率為P＝0．75 W，對(duì)選項(xiàng)C，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出當(dāng)R2＝0時(shí)，R1上獲得功率為P＝3 W．這時(shí)提出問(wèn)題讓學(xué)生思考為什么用規(guī)律來(lái)解題得出的結(jié)論和計(jì)算得出的結(jié)論是不同的呢？原來(lái)在利用等效法時(shí)，看做電源一部分的電阻不能為變化的電阻．同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)研究的電阻是可變電阻時(shí)，利用等效法非常有效、快捷，但是研究的是定值電阻時(shí)，結(jié)論應(yīng)該是當(dāng)電路電流最大時(shí)，電阻獲得的功率最大．

習(xí)題講解到此，學(xué)生已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在，但這時(shí)并不應(yīng)該結(jié)束，應(yīng)該對(duì)“等效法”拓展研究．

拓展1：“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)習(xí)題教學(xué)中的一道題目，如圖5，用一只電流表和兩個(gè)定值電阻測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于未考慮電流表內(nèi)阻，測(cè)量值E 比真實(shí)值______，測(cè)量值r比真實(shí)值______．

圖5

學(xué)生利用等效法可以快速地得出正確的結(jié)論，把電流表看做電源的一部分，等效電源的電動(dòng)勢(shì)不變，而等效電源的內(nèi)阻大于實(shí)際電源的內(nèi)阻，故內(nèi)阻偏大．

拓展2：如圖6，用一只電壓表和兩個(gè)定值電阻測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于未考慮電壓表內(nèi)阻，測(cè)量值E 比真實(shí)值______，測(cè)量值r比真實(shí)值______．

圖6

利用等效法，將電壓表等效為電源的一部分，等效電源的電動(dòng)勢(shì)為并聯(lián)后的電壓比實(shí)際的電動(dòng)勢(shì)偏小，而等效內(nèi)阻為并聯(lián)后的內(nèi)阻也偏小．

通過(guò)以上的拓展研究，可以使學(xué)生更深刻地理解等效法的內(nèi)涵，以達(dá)到非常好的教學(xué)效果．

綜上所述，在物理教學(xué)實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生良好的物理思維能力，是培養(yǎng)能力的一條主渠道，應(yīng)該引起充分重視．教學(xué)的根本任務(wù)不僅在于向?qū)W生傳授知識(shí)，更重要的是優(yōu)化學(xué)生的思維能力．

1 （美）斯滕伯格（Sternberg，R．J．）．認(rèn)知心理學(xué)．楊炳鈞，等譯．北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000