多维导引 突破初中物理学习思维力障碍

李 锦

（闽侯县第四中学，福建 闽侯 350102）

作为科学教育的重要组成部分，初中物理是以提高全体学生科学素养为目标的自然科学基础课程。这一阶段，除了学习终身发展所必需的物理基础知识和方法外，还要在分析和解决物理问题时运用科学概念、原理、定律、公式等进行推理和判断，因此也正是培养学生逻辑思维能力的大好阶段。把握并利用好这个阶段，不仅有利于帮助学生养成良好思维习惯，激发学生学习兴趣，增强学生求知欲望，提高学生学习能力，还有利于学生理解事物发展的客观本质，帮助学生做好知识迁移，进而帮助学生深刻理解和认识事物间的内部联系与客观规律。学生在学习过程中，突破学习思维力障碍，可以更好地将课本上所学到的感性材料内化成为自身的理性认识，对于自主学习能力的培养大有益处。

一、思路导引，培养学生思维能力的流畅性

新课程改革突出了学生的主体地位，但教师的主导地位也绝对不可否认。当然，教师的主导地位，不是统治课堂，而在于了解学生，满足学生在成长关键阶段对关爱和尊重的需要，激发学生学习热情，形成积极向上的学习态度。但在教学中，时常会出现学生好学乐学，可总是学不会，总是找不到问题的切入点，其原因在于思路混乱。思路是思考的条理脉络，如果思考问题时脉络不清晰，大脑里就不会有清晰的思维和逻辑，就很难形成有效的解决问题的方式方法。根据心理学家皮亚杰的“认知发展阶段理论”，初中阶段的学生正处于由具体思维向抽象逻辑思维过渡的阶段。这一阶段，形象思维仍起重要作用。因此在教学中，要注重物理情境的创设，也要做好思路的导引，促进学生积极思考，让学生在情境中感悟物理，在思考中理清脉络，构建清晰的逻辑脉络，从而训练和培养学生思维能力的流畅性。

如在“欧姆定律：探究影响电流大小的因素”实验中，设计思路的导引不仅是教学的重要内容，也是训练和培养学生逻辑思维能力的关键环节。

1.定义需要解决的问题：要研究什么？研究对象是谁？影响因素有哪些？

思路导引（1）：明确实验目的。

实验目的：探究电流与电压关系。

思路导引（2）：猜想（影响研究对象的因素可能有哪些？）

师：影响电流大小的可能因素有哪些？

生：电阻是导体对电流的阻碍作用；电源是提供电压的装置，电压是形成电流的原因。因此影响电流大小的可能因素有：①电压；②电阻。

2.构建实验核心策略：用什么方法？如何整体规划？

思路导引（3）：确定实验方法（要用哪些研究方法？）

师：当某一物理量可能受到多个因素影响到时，应采用什么物理研究方法？

生：控制变量法

思路导引（4）：设计实验，制定实验计划。

生：控制电阻一定，探究电流与电压关系。

生：设计图1电路，用电压表测电压，用电流表测电流。记录电压值和电流值，进行分析。

3.提出改进建议：制定的规划合理吗？如何优化？

思路导引（5）：优化实验计划

师：图1电路会有什么问题？如何完善电路？

生：只能测一组数据，实验结论存在偶然性。

改造：如图2所示，再串联一个滑动变阻器，改变电压和电流，进行多次测量，排除偶然因素的影响。

物理课程的价值，不仅在于科学认知的培养，更在于使学生得到智慧的启迪。物理学科不只是一种认知成果，更是一个认识过程，是一个由未知到已知、由不懂到懂的过程。因此，初中物理教学中，应注重发挥学生的主体作用，在做好知识传授的同时，务必加强探究思路的引导，注重科学的实践和经历。教师的引导，关键在于定义探究问题，帮助学生构建核心策略，对学生设计和规划提出改进建议，从而引导问题的解决，让学生在思考、领悟、迁移和应用过程的经历中，训练和培养学生的思维尤其是逻辑思维。

二、问题导引，培养学生思维能力的聚焦性

要学习就必须学会思考，学思结合才能成为学习的主人。思维的起点在问题，但对于心理还未完全成熟的初中生，很多时候，教师提出了问题但学生尤其是中下水平的学生还是不想思考不愿探索，原因在于这些问题他们不感兴趣。亚里士多德提出“思维往往自惊奇和疑问开始”的观点，爱因斯坦更是认为“提出问题比解决问题更重要”！因此，在初中物理教学中，教师不仅要善于提出问题，更要善于创设物理情境，结合情境设计一些有思维价值，能引发学生兴趣、愿意深入思考的问题，刺激学生的好奇心和求知欲，点燃学生学习热情，在教师引导下应用逻辑思维思考问题，在探索中解决问题。

如在沪科版八年级物理《认识浮力》教学时，教师可以结合情境创设如下问题：

1.在展示学生熟知的轮船、渔船等漂浮在水面的明显利用浮力的事例来引出课题，接着拿出一个小铁块放入水中，在小铁块瞬间沉底后提出：“轮船漂浮在水面，受到水的浮力，那么在水中下沉的铁块有没有受到浮力呢？”

2.在学生莫衷一是的猜想后提出：“有或没有？物理学解决这类问题的办法是……”通过学生的思维和记忆，将实验探究解决问题的方法再一次教给学生。

3.在建立浮力概念后提出：“该怎么探究下沉的铁块有没有受到浮力？”

4.在观察到弹簧测力计示数减小后提出：“弹簧测力计示数减小了，说明了什么？”如果这个问题让学生感到困难，可以把小铁块从水中取出后接着提出：“现在这种情况下，有什么办法让弹簧测力计的示数减小？”

又如，在沪科版八年级物理《动能与势能》教学中，由于学生对势能比较陌生，因此问题的设计更需要注重与物理情境的创设相结合：（1）播放过去农民喊着号子夯土的视频，提出问题：大石块从高处落下时，可以把松散的泥土夯实。为什么农民要把大石块高高抡起？（2）大石块举起的高度不同，夯土的效果也不同，这说明重力势能有大小。那么重力势能的大小跟哪些因素有关？（3）怎样验证大家的猜想？怎样设计实验？（4）同学们想到了用石块，用铁块，教师想到的是大铁钉。你们认为有区别吗？区别是什么？哪个效果可能更好？（5）实验演示：将一个大铁钉和一个石块分别从相同高度自由释放，观察二者落入沙子里的现象。（6）实验演示：将一个大铁钉从不同高度自由释放，观察铁钉落在沙子里的深浅情况；再将两个大小不同的铁钉从同一高度自由释放，观察铁钉落在沙子中的深度。在归纳出重力势能的影响因素后接着延伸拓展：（7）日光灯牢牢地安装在教室顶部，它们有没有重力势能？能用什么方法证明呢？

兴趣能激发求知欲，可以把学生引向学习，引向探索。结合生活生产的情境创设便在于激趣，而设问更注重——引导学生走向物理。优化设问的关键在于梯度，在于适合学生的学习能力和知识水平进行层层递进的导引，平衡班的教学尤为如此。唯有这样，才能保证占班级绝大多数的中下层次的学生听得进、听得懂。“跳一跳就能摘到桃子”［1］的教学不仅降低学生的思维负担，更能极大地增强学生的信心，增强学生学习的主动性和积极性。在获得成功的同时，优化设问形成的探究思路的逻辑化、程序化和渐进性，也让学生的逻辑思维得到很好的训练和培养。

三、框架导引，培养学生思维能力的整体性

教学中不难发现，学习困难、思维混乱的学生在很大程度上是因为基础知识不扎实，或是无法有效整合知识体系，碎片化的知识结构使得他们需要解决问题时，找不到相关的系统知识来支撑思维，从而导致不得要领，找不到切入点。

思维导图是一种有效的思维模式，应用于记忆、学习、思考等的思维“地图”，有利于人脑的扩散思维的展开。［2］借助思维导图，可以在教学中把某个知识点相关的概念、定义、规律和现象等进行横向归纳总结，可以在复习中把相类似、相关联的知识进行纵向综合归纳，帮助学生构建起初步的模块化知识体系，让学生更加直观、清晰地了解和掌握所学内容，从而加深印象，便于记忆。

如“效率”问题，初中物理八年级学习了机械效率，九年级学习了热机效率，在知识拓展中还涉及到发光效率、锅炉效率、电功效率等，由于这些效率问题零散地分布在不同时间、不同模块内容之中，一旦学生无法明晰它们之间的共性特点，没能把它们整合为一体，不仅增加学生的学习负担，还势必造成学生“头疼医头脚疼医脚”不得要领的局面。因此，在《机械效率》教学中，教师就要与学生一起，以主概念为起点，利用思维导图把机械效率的定义、公式、要素、特点以及提高滑轮组机械效率方法等相关知识进行横向整合（如图3），帮助学生对机械效率有个比较系统的认识，并在相关知识点之间建立起记忆连接，逐步构建学科知识体系。在总复习中要注意把初中阶段学习的、在练习中遇到的效率问题进行纵向总结，找到它们之间的共性特点，归纳出解决效率问题的共同途径，最后利用思维导图构建出有关效率问题的整体知识体系（如图4）。

利用思维导图把碎片化的知识进行知识横向整合和纵向归纳，也是训练和培养学生逻辑思维的一种有效方式，构建起的学科知识体系也有效地帮助学生明晰了知识间的内在联系，懂得了知识的整体架构，方便学生“举一反三”找到解决问题的途径。扎实的知识基础，对于引导学生形成系统学习、整体思考、逻辑思维的习惯更有莫大的助益。

四、错题导引，培养学生思维能力的严密性

学生的思维积极性被调动后，在其思维过程中仍然会有“障碍”出现。诸如：学生的思维定势、知识的负迁移干扰和直觉、表象的残缺等都会干扰正确的思维［3］：抓着典型错题加以引导，发觉解题漏洞，提升思维能力的严密性。

例如：在如图5、6所示的电路中，电源电压相同且不变，电路元件均完好，电流表A1的示数比A2大，下列方案中有可能使两电流表示数相同的是：

方案：

图5

图6

①用一个更小的电阻替换R3

②用一个更大的电阻替换R2

③将图5中的R2与图6中的R1互换

④将图5中的R1与图6中的R3互换

学生根据平常知识储备和思维定势，结合欧姆定律，当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，造成错觉便简单的认为方案①和②可行，忽视了在并联电路中（如图5）即使并联一个大电阻，并联后的总电阻依然小于R1，串联电路中即使串联一个小电阻，串联后的总电阻依然大于R1，所以学生基本都会错选方案①和②。应用错题加强引导，明确串并联电路特点，注重思维的严密性，从而达到培养学生思维能力的问题。教师要善于抓着典型错题，教给学生分析、解决问题方法，训练思维，发展学生思维能力，培养学生思维能力的严密性。

逻辑思维是人类认识自然最基础的思维过程，是人智力活动的核心，在人的一生中都起着重要的作用。在教育信息化飞跃发展的今天，物理教师要充分利用自身优势，将信息技术与物理教学进行有机融合，改进自身教学方式，改进学生学习方式，将逻辑思维能力的培养贯穿在教学里，调动学生主动思考、逻辑思考、独立思考，提高教学实效。