物理教学应注意学生思维能力的培养

2014-06-29毕国丽

物理通报 2014年4期

关键词：电动势内阻小球

毕国丽

（浙江省镇海中学浙江宁波 3152 00 ）

加强对学生思维能力的培养是物理教学的重要目标之一．思维能力主要包括独立的思维能力，批判性的思维能力和深刻性的思维能力．

一个学生的思维发展水平反映其学习能力，要使学生学会学习，必须重视对学生思维的培养，提高其思维能力．因此，在物理教学中，培养学生良好的物理思维能力成为教学重点．

1 引导学生思考培养独立的思维能力

独立的思维能力表现为善于独立地提出问题、分析问题、解决问题．就学习过程而言，具备独立的思维能力是学好知识的前提．物理是一门思维学科，在物理教学活动过程中，重视培养学生思维的独立性，意义颇深．

例如，学习“匀变速直线运动的规律”时，会碰到这样一个问题，即汽车以36 k m／h的速度行驶，刹车后的加速度大小是4m／s2，则刹车后3s内汽车通过的位移是多少？

学生初学时往往是通过位移公式

v0＝10 m／s

a＝－4m／s2

t＝3s

代入数据得出位移

x＝12 m

对照参考答案，发现不对．这时及时引导学生思考两个问题，一是汽车经过多长时间速度减为零，二是对于刹车问题中有无时间限制．通过上述两个问题引导学生思考，使其发现所犯的错误以及找出正确的解决方法．

又如，在“测定滑动摩擦力”的实验中，首先给出一个模型，如图1（a），让学生实际操作，并且发现其中的问题是弹簧测力计的示数不稳定，这时鼓励学生分析原因，并且思考解决方案．原来，用手直接拉物块很难让其匀速前进，而物块是在做变速运动，所以，弹簧测力计的读数会变化，并且读数也不等于摩擦力的大小，因此思考并改进得出方案2，如图1（b）所示．

图1

学生动手操作，发现依然存在问题，因为弹簧测力计水平放置，这样读数依然比较困难，继续鼓励学生思考如何改进实验方案．通过多次探讨交流，提出改进方案3，如图1（c）．

要让学生真正成为学习的主人，真正成为具有独立思维能力的人，就应该在物理教学中坚持不懈地引导、鼓励学生多思考，会思考，启发、活跃学生的思维，点燃学生思维的火花，让学生的思维不断闪现出创造的“灵光”，从而培养学生具有独立的思维能力．

2 强调问题讨论培养批判性的思维能力

物理思维的批判性是指善于冷静地考虑物理问题，能有主见地、科学地分析、评价事物．在实际教学工作中，我们往往忽视对这一思维能力的培养，殊不知，当今科技发达的社会里，只有具备批判性思维能力的人，才能在众多前人的理论中寻出突破口，从而脱颖而出．

在物理课堂教学实践中，对某些物理情境比较模糊的问题，教师可通过提问的方式鼓励学生勇于质疑，诱导他们争论并大胆发表自己的意见，以期建立清晰的物理情境与模型．

例如，有这样一个例题，即如图2所示，用长为l的细绳悬挂一质量为m的小球，再把小球拉到A点，使悬线与水平方向成30 °夹角，然后松手．问：小球运动到悬点正下方B点的速度为多少？

图2

在教学中笔者首先让学生解题，并让其到黑板前板演，两位学生到黑板前演示的结果均为

在此基础上笔者问学生：你们认为上述解题思路正确吗？若同意，请求出最低点的速度；若不同意，则说说你的理由．学生对这种类型的题目很感兴趣，于是就围绕题目展开了积极的争论．有一些学生认为给出的思路是正确的，因为小球被长为l的细线系住，释放后将绕O点做圆周运动，只有重力做功．另有极少数的学生不同意这个观点，认为小球并没有像他们所分析的那样立即做圆周运动，因为当小球刚被释放时，细线未被拉紧，小球只受重力作用，做自由落体运动；当小球下落至细线偏下与水平方向成30 °时，即图3中的C位置，细线才被拉紧，此后小球开始做圆周运动，即小球前后有两种运动状态．话音刚落，又有学生发表了自己的观点：按照你们的分析，在整个过程中都只有重力做功，机械能守恒，所以列出的方程式还是正确的．霎时间教室中安静了下来，似乎学生中已无异议了．

图3

于是笔者就及时诱导学生要全面分析和思考问题，即小球开始时是做自由落体运动，到达C位置时的速度方向是竖直向下的，然后小球开始做圆周运动，此时小球的速度方向为过C点的切线方向，现在两者的方向一致吗？速度是如何实现改变的？通过适当点拨，学生的思维又被激活了，再次对物理过程进行了剖析．

（1）在C点竖直向下的速度可分解到沿半径方向和垂直于半径（即过C点的切线方向）两方向上．

（2）当细线（在C点）被拉紧的瞬间，细线的拉力对小球做了功，使小球沿半径方向的动能减小为零．

这样，不仅使学生在争论中建立起正确的物理模型，并很快由此获得正确的结论，而且有效地激发了学生思维的批判性．

3 善于扩展延伸培养深刻的思维能力

思维的深刻性是指思维的抽象程度和思维活动的深度，就是善于透过纷繁的现象发现问题本质的思维能力，它是一切思维能力的基础．在物理课堂教学实践中，学生往往对一些看似“浅显易懂”的内容不求甚解，这种“思维惰性”使一些学生对学习中的疑点、难点浅尝辄止，从而导致其思维表现出较大的肤浅性．为此，教师应善于提出恰当的问题，激起学生思维的波澜，启发学生对问题进行深入分析和深刻理解．

例如，在动态电路习题中有这样一道题目：如图4所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源的内电阻，以下说法中正确的是

A．当R2＝R1＋r时，R2上获得最大功率

B．当R1＝R2＋r时，R1上获得最大功率

C．当R2＝0时，R1上获得功率最大

D．当R2＝0时，电源的输出功率最大

图4

学生利用闭合电路欧姆定律中的一个规律“当外电路的总电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大”，结合等效法（即在选项A中，把R1看做电源的一部分）得到选项A与选项B均正确．对于这道题目的讲解，笔者先举出了具体的数据，比如设E＝3 V，r＝1Ω，R1＝3Ω．如果选项B正确，代入数据会得出R1上获得的功率为P＝0．75 W，对选项C，经过计算得出当R2＝0时，R1上获得功率为P＝3 W．这时提出问题让学生思考为什么用规律来解题得出的结论和计算得出的结论是不同的呢？原来在利用等效法时，看做电源一部分的电阻不能为变化的电阻．同时可以发现，当研究的电阻是可变电阻时，利用等效法非常有效、快捷，但是研究的是定值电阻时，结论应该是当电路电流最大时，电阻获得的功率最大．

习题讲解到此，学生已经发现了问题所在，但这时并不应该结束，应该对“等效法”拓展研究．

拓展1：“测定电源电动势和内阻”的实验习题教学中的一道题目，如图5，用一只电流表和两个定值电阻测量电源电动势和内阻的实验中，由于未考虑电流表内阻，测量值E 比真实值______，测量值r比真实值______．