学生的思维能力与高中物理教学策略

史艳龙

高中物理所要教授的内容对学生思维能力的要求比较高，包括分析、概括、抽象、推理等。然而，由于很多原因，学生的思维能力往往很难达到理想状态，这就要求教师根据学生表现出的不同思维能力调整教学策略，以使学生在学习的过程中逐步养成良好的思维习惯与品质，进而促进良好教学效果的生成。现总结高中生思维特点如下，具体谈谈相应现象的具体破解方法。

形象思维强，抽象思维弱——模型法

学生往往对直观的、具体的、感性的或熟悉的知识比较容易接受和理解，而对不具体的、隐含的问题往往不能抓住本质，将其转化为可感知的过程去分析和讨论。初中物理教学中的大多数内容是看得见、摸得着的，基本建立在形象思维的基础上。而进入高中后，物理课程的内容要求学生从形象思维向抽象思维领域过渡。高中物理知识有些将研究对象理想化，如质点、点电荷、理想变压器、理想气体、弹簧振子、单摆、原子核式结构等。有些将运动过程模型化，如匀速直线运动、匀变速直线运动、匀变速曲线运动、圆周运动、简谐运动等。还有一些引入了生活中的实例和热点问题，如连接体问题、子弹打木块问题、滑块—木板叠加体问题、简谐运动问题等，这些都要求学生具备较强的抽象思维能力。

针对这种状况，教师可采用物理模型法进行教学。对于一些相关条件、因素比较隐蔽的复杂物理问题，如果选用某种物理模型来研究，可建立起已知和未知的关系，使复杂的物理问题变得简单，使学生对物理现象的本质理解得更加深入，有助于学生抽象思维能力的形成和发展。比如追击相遇问题，往往在追击过程中会出现极值，此时应该知道一个条件——速度相等，并找到两个关系——时间关系和位移关系。而相遇问题要找的关键点就是两个物体同时出现在空间的一个点。然后再利用物理分析法、极值法、图像法等方法进行分析和解决。常见的追击模型有两个：速度大者（减速）追速度小者（匀速）、速度小者（初速度为零的匀加速直线运动）追速度大者（匀速）。

单一思维强，发散思维弱——类比法

学生在分析和解决问题时，往往顺着固有习惯去思考过程，比如只会由因到果地分析问题，缺乏多方面探寻解决问题的途径的能力。比如：已经掌握了直线运动中的追击相遇问题，也能解决圆周运动中时针、秒针经过多长时间再次重合的问题，但是对天体运动中的卫星的追击与相遇问题仍感觉陌生。

要使学生克服这种思维定式，类比教学法是个不错的选择。类比法可以培养学生思维的灵活性，帮助学生创造性地解决一些比较陌生、甚至无法直接求解的问题。比如刚才提到的卫星追击相遇问题，如果类比生活中常见的操场上跑圈扣圈问题，学生便会豁然开朗——原来这和在直线运动中同一轨道上的追击相遇问题有相似的地方，即必须找出各相关物理量间的关系，直线运动的追击相遇要找位移差，而圆周运动的追击相遇应该找角度差。又如电场强度、电势能、电势差、电势都是用比值定义的物理量，与检验电荷无关，但是学生习惯了从数学公式角度去分析，直观感觉这些物理量与检验电荷的电量是有关系的，此时如果教师将其类比初中的密度公式，反问学生“物体体积增加时，密度是否变化”，进而告诉学生这些物理量是由自身性质决定的，公式只是求解的一种方法而已，学生定会加深理解。又比如物体在斜面上的类平抛运动、带电粒子在电场中的类平抛运动，其本质都是匀变速曲线运动，利用运动的合成与分解知识求解，采用类比物体在重力作用下的平抛运动分析，也能达到举一反三的效果。

知识迁移能力弱，推理能力弱——等效法

推理分析是一种高级的思维能力，也是学好物理的重要能力。等效变换的教学方法有助于学生推理能力的提升，可在保证某一方面物理效果相同的前提下，将陌生、复杂的物理情境或过程转变为熟悉、简单的情境或过程，从而达到简化问题的目的。在高中物理中，重心、合力与分力、合运动与分运动、平均速度、总电阻与分电阻、热功当量等，都是根据等效概念引入的。如匀强电场与重力场构成的复合场中物体速度变化问题，由于恒定电场与重力场在性质上相似，运用等效法将电场等效为重力场，联想重力场中熟悉的模型，运用相应的规律，就会使电场问题得以简化，大大降低分析推理的难度，使学生更容易接受。

学生思维能力的发展是渗透在整个学习过程中的。使学生的思维模式从直观形象发展到抽象逻辑，甚至具有创造性，教师在其中充当着重要的角色。教师在这个过程中要遵循由浅入深、由简入繁、由低级到高级的顺序逐步进行，不可操之过急。