创设问题情境培养思维能力

2018-01-22李永

物理教学探讨 2017年12期

李永

摘要：新课程改革提倡把课堂还给学生，让学生做学习的主人，培养学生学科思维能力，进而提升学生的学科素养。这就要求教师充分发挥课堂的主导作用，给学生思维能力的培养提供平台和机会。本文立足于物理课堂教学的实践，通过创设探究性、实验性和层次性问题情境，培养学生的学科思维能力。

关键词：问题情境；思维能力；带电粒子；电场

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）12-0030-4

学科思维能力的培养是一门学科教学的重要目的之一。不重视科学思维的养成，就丢掉了这门学科教学的部分意义，也就失去了学校学科教育的初衷。物理是一门研究范围较广，思维方法独特的学科。在中学物理教学中，如何培养学生的思维能力，使学生养成良好的思维习惯，是当今物理课堂教学所要达到的一个重要目的。因此，开展基于物理思维能力培养的课堂教学实践研究已成为物理教学改革的关注点之一。

本文以培养学生的物理思维能力为出发点，通过创设探究性、实验性和层次性问题情境，培养学生的创新思维能力、实验思维能力和逻辑思维能力。

1 创设探究性问题情境，培养学生的创新思维能力

思维从问题开始，发现问题是思维的起点，更是思维的动力，“设疑”是激发学生创造思维“火花”的重要方式。因此，在物理课堂教学中要努力创设恰当的探究性问题情境，激发学生积极思维，发挥学生的主体作用，从而促进学生创新思维能力的形成和发展。例如，在“带电粒子在电场中的运动”的教学引入时，笔者创设了如下的探究性问题情境。

教学片段一：

师：前面，我们比较系统地学习了电场的相关知识，同学们能不能根据所学的知识，设计一个方案，使一个静止在O点的带负电的粒子（带电量为e）运动到P点呢？（展示情境，如图1）

教学反思：爱因斯坦曾说：“想象力比知识更重要。因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”而想象，并不是胡思乱想，是对过去经验和已有记忆表象的加工改造，构成新意象或观念的心理过程。想象可以帮助学生冲破现有知识经验的局限，帮助学生深刻理解教材，进行敢于打破成规的训练。在物理教学中，可以通过假设、猜想等方法培养学生的想象力，从而提高学生的创新思维能力。

2 创设实验性问题情境，培养学生的实验思维能力

物理是以实验为基础的自然科学，物理实验是学习物理、实现科学探究的重要途径。物理实验能力是物理科学探究中最重要、最基本的能力，其核心是物理实验思维能力。无论是物理实验操作和观察，还是提出与确定物理实验问题、设计实验方案，以及由实验现象、事实或数据的分析形成物理概念、得出物理规律、解决物理实际问题等，都离不开物理实验思维能力。因此，在物理课堂教学过程中教师可以创设实验性问题情境，培养学生的物理实验思维能力。例如，在“带电粒子在电场中的偏转”教学时，笔者创设了如下的实验性问题情境。

教学片断二：

師：三位同学分别提出了自己的方案，能不能达到我们的目的呢？如何检验他们的方案是否正确呢？

生（众）：实验！

师：很好！由于带电粒子的运动是微观领域里物体的运动，目前我们没有条件进行这样的实验，我们可以借助物理仿真实验室来进行验证。

探究方案1：（教师运行实验演示并引导学生观察带电粒子的运动），实验结果如图6所示。

师：带电粒子做什么运动？

生（众）：匀加速直线运动。

师：如果已知带电粒子的质量为m、电荷量为e，OP之间的距离为l，若求带电粒子到达P点时的速度，还需要知道哪些物理量？如何求解？

生3：还需要知道电场强度，假设匀强电场的电场强度为E，

师：三位同学的回答都非常好。现在请同学们自主总结一下，带电粒子在匀强电场中加速运动时的基本特征和基本规律。

探究方案2：（教师运行实验演示并引导学生观察带电粒子的运动），实验结果如图7所示。

师：带电粒子做什么运动？

生（众）：匀加速直线运动。

师：还是匀加速直线运动吗？请同学们注意观察实验显示的实时数据。

生6：带电粒子运动过程中加速度在逐渐增大，应该做加速度增大的加速运动。

师：为什么？

生6：因为带电体周围不是匀强电场，距离带电体越近，电场强度越大，带电粒子受到的电场力增大，所以加速度增大。

师：这时，如果已知带电粒子的质量为m、电荷量为e，OP之间的距离为l，若求带电粒子到达P点时的速度，还需要知道哪些物理量？如何求解？

生7：因为是非匀强电场，粒子做变加速运动，只有知道OP之间的电势差U，利用动能定理才能求解，

根据动能定理，有：

师：对比方案1和方案2的探究过程，哪位同学能总结一下处理带电粒子在电场中加速时的处理方法？

生8：牛顿第二定律结合运动学公式只能求解在匀强电场中的加速问题；动能定理既能解决匀强电场中的加速问题，也可以解决非匀强电场中的加速问题。另外，我认为带电粒子在电场中减速运动时也可以这样处理。

师：很好！这位同学不但总结了加速问题的处理方法，同时也告诉我们减速时也可以这样处理。

教学反思：重视实验教学，注意引导学生按照物理实验思维的过程和方法对实验现象、事实进行分析思考，由此得出有关结论，培养学生物理实验思维能力。本节课中将“仿真物理实验”这一现代信息技术与物理课堂教学加以整合，使在高中阶段无法完成的实验，比较直观、形象地展示在学生面前，将培养学生的物理实验思维能力真正落到实处。

3 创设层次性问题情境，培养学生的逻辑思维能力

教师在创设问题情境时，依据特定的知识内容和教学目标，将学生已有知识经验与将要学习的知识联系起来，设置难易适度、科学的、有梯度的、有层次的问题链，考虑好问题的衔接和过渡，用组合、铺垫或设台阶等方法提高问题的整体效益。例如，在“带电粒子在电场中的偏转”教学时，笔者创设了如下的层次性问题情境。

教学片断三：

师：水平进入偏转电场的带电粒子受到几个力的作用？

生（众）：重力、电场力。

师：在重力忽略不计的情况下，电场力的方向与初速度的方向有何关系？

生（众）：互相垂直。

师：从初速度和受力情况看，这种运动形式与必修2中哪一种运动非常相似？

生9：平抛运动。

师：平抛运动的特点？

生9：只受重力，初速度水平。

师：平抛运动的规律及常见的处理方法？