运用物理知识解决实际问题的能力培养研究

胡海霞

世间万物都以某种规律运动着，人类在探究运动本质、认识世界的过程中产生了物理，可以说物理来源于生活，实际生活中的现象隐含着大量物理知识。而学习物理的目的就是将物理应用在实际生活中，更好的造福人类，在近年来的基础教育改革中，越来越重视引导学生解决实际问题，因此教师应在日常的教学实践中教会学生应用物理知识解决实际问题。

一、培养应用知识解决实际问题能力的原则

在教学中渗透实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力需要遵循以下原则。

1、直观性

以培养学生运用知识解决实际问题能力为目的的物理教学，必须坚持教学的直观性，这一原则主要体现在三个方面：模型直观，实物直观与语言直观。教师可以通过展示实物、用其他手段进行模拟、语言描述三种方法引起学生的感性认识，将物理教学和实际生活相联系，在此基础上进行指导，让学生能够对直观的现象深入思考，有利于理论知识的建构。

2、探究性

现阶段物理教学效果不理想的原因之一是过于注重数学推算，这就导致物理课堂教学以知识传授为主，在一定程度上忽视了学生的能力培养。对实际问题的探究性学习能够在学习知识的基础上培养学生解决问题的能力，有利于学生科学性思维和态度的形成。比如，在学习“力的合成”相关知识的过程中，先进行体感实验，再让学生根据实验结果与生活经历猜想力的合成规律，并在教师的指导下进行验证，学生在学习过程中不仅获得了知识，逻辑思维和科学态度也得到了锻炼。

3、科学性

物理学是建立在实验基础上的严谨学科，在选取生活实际问题時必须遵循科学性原则。这一原则主要体现在语言、内容、思想等三个方面。在用语言描述实际问题时要准确，避免出现含糊不清的语言。题目所涉及的内容要符合客观事实，不可以凭空臆想，避免出现科学性的错误。问题中包含的物理思想也要具有科学性，使问题充分发挥作用，培养学生的科学探究精神，促进学生物理学科核心素养的形成。

4.趣味性

趣味性是实际问题与传统习题存在的差异。由于实际问题大多来源于日常生产、生活之中，很可能是学生有所思考甚至是困扰已久的，用这种问题展开教学可以有效激发学生学习物理的兴趣，例如案例中所涉及的“学生提水桶”教学片段。另一方面， 当实际问题与学生已有经验相悖时，在学习中会造成认知的矛盾冲突感。这种矛盾不仅能够激发学习者学习的内在动机，而且能够诱发学习者调整认知构建，促成知识的建构。

5.开放性

课程标准要求物理教学应该培养学生的科学思维，培养学生的创造能力。在这样的要求下，物理教学内容应该与生活实际密切相关，让学生感受到物理学科切实存在于生活之中，使物理课堂脱离时间与空间的限制走进生活。然而生活中存在的实际问题产生的因素往往有很多，与此相对，问题的解决方法也不唯一。在面对实际物理问题时，教师也要考虑到解决方法的多元化，影响因素的不确定性，因而导致计算得出的正确结果往往分布在一个区间内。基于以上因素，实际问题在物理教学中的应用必须坚持开放性，包括问题设计的开放性、探究过程的开放性、结果评价的开放性。

二、培养应用知识解决实际问题能力的策略

多数学生对生活中的实际物理问题处理时，并不是从分析问题与现象本身出发，而习惯于从已有物理模型中寻找解决问题的方法。但是，由于实际问题所反映的物理模型或物理原理一般不是直接呈现在问题表面，而是隐藏于问题表述背后，也就是所谓的隐含条件。培养学生解决实际问题的能力，要结合物理学科特点和生活中的实际问题入手，引导学生对问题本身进行细致而深入的分析，在已有知识经验体系中找到相应解决问题的有关物理模型。

1、通过实验观察，发现物理现象

物理学是一门以实验为基础的学科，从物理实验中可以归纳出概念与规律。或者利用实验验证而得出定律，物理实验在中学物理教学中起着至关重要的作用，也是教学中重要的组成部分。

物理实验具有客观性、真实性，学生对实验过程进行全面、细致的观察，可以提高学生对实验过程的观察能力和对实验现象的分析综合能力；另外，物理实验为学生提供了实践体验的机会，弥补了学生直接经验的不足，可以使学生深入理解物理概念和规律，提高解决物理实际问题的能力。实验中应多选取生活中的题材进行实验，学生才能更好地结合生活并通过实验现象与规律对生活中常见的物理现象规律作以解释说明；在生活情境中开展实验教学，可以让学生充分感受生活中的实际物理现象，然后加以抽象概括，归纳或得出相应的定律公式。这就是实际问题的解决过程，学生对这些过程进行直接感受与体验，对于学生解决实际问题的能力有极大的帮助

2、训练学生提炼隐含信息，建构物理模型

由于实际问题所反映的物理模型或物理原理一般不是直接体现在问题表面上，因此学生在阅读问题后，无法像传统习题一样直接进行推导和演算。而是需要先对问题中的信息进行分析，发掘提取出问题深层的隐含条件。从实际问题中抽取有用的信息对建构物理模型解决问题至关重要，教师在教学过程中应注重提高学生从物理实际问题中提取解题需要的隐含信息的能力。训练学生提炼隐含信息，应多让学生接触生活中的物理问题，养成分析和提取题目中所给信息的良好习惯，要明确问题的已知条件、问题的隐含条件和问题的求解目标。

3、采用直观教学手段，呈现实际问题

教学中实际物理问题的取材来源于生活，很多情况下不能将实际生活情境在课堂上展现，这就需要教师在进行教学时合理利用直观的教学素材，如图片、视频、多媒体等直观的教学素材可以帮助学生迅速理解题意。物理学习应注重“从生活走向物理，从物理走向社会”。在物理教学中要结合生活实际，将书本上的物理知识转化为生活中的物理应用性知识，在学生知识层面扩大的基础上加深学生对物理知识的理解与运用。在呈现物理问题时可以将问题的考查内容与实际情景相融合，将学生置于真实的情景中去解决真实的问题，为学生提供多层次的问题，突破学生解决传统习题的思维定势，使学生既有解决封闭性问题的机会，更有解决半开放性的、全开放性问题的能力。实现知识的活学活用，有利于提高学生运用物理知识解决生活中实际问题的能力。

总之，在教学中注重让学生运用物理知识解决实际问题的能力培养，有百利而无一害，无论对学生能力、兴趣的培养，还是对学生知识的建构，都具有重要意义。