摒弃机械套用 以科学思维来指导物理学习

陈克利

(江苏省海门市第一中学 226100)

爱因斯坦在回忆自己的成长经历时说过：“学习必须要勤于思考，我之所以成为一个科学家，就是因为思考、思考，再思考.”灵活思维是物理研究的第一特征，但是现实情况中，不少学生思维过于机械，这些情况值得我们研究和重视.

一、学生物理问题分析中存在的问题

翻开任何一本物理参考资料的答案部分，我们可以发现，对于一些计算性质的问题，公式或方程必然会成为解题答案的主干.这是很正常的现象，因为这对应着采用数学语言刻画物理模型，用数学知识来解决物理问题的常规思路.但是这却给学生带来了一些误导，即只要代入合适的公式，问题就能轻松搞定.

出现上述思维倾向也可能是教师错误的引导，很多时候，由于教学进度的问题，教师在部分习题的讲解时，稍稍点清题意就开门见山地问学生：该选用哪个方程呢？等不及学生的回答，教师就自顾自地将相关方程列在黑板上.因为习题的选择往往是匹配章节设计来的，因此学生的选择面其实很窄，学习“圆周运动”时所遇到的问题大多是要用向心力的相关公式，学“万有引力定律”时自然要用万有引力定律的公式，心理暗示由此形成，只要选对公式，问题就能轻松解决.

经常发现这样的现象，学生在做作业时，都会将书本放在边上，遇到不会的概念或公式就要去翻书，这显然是不对的，此类做法其实还是一种机械套用公式的问题处理思路.如果只是平时的课时作业，学生这样操作基本不会引起多大的问题，因为你只要在这一区域选择公式即可，即便是一些综合题，相关内容都有很强的整合性，但是可选的公式并不多，因此学生的套用速度还是很快的.但是遇到一些较为灵活的问题，或是正式考试时，学生将面临困境，一方面头脑中没有公式储备，就无法进行选择，二是即便临时强记了一些公式，没有深度掌握，又如何做到灵活选择呢？要改变这一现状，教师必须在平常的教学过程中，引导学生熟练掌握公式，并在练习中摒弃生搬硬套的做法，要用灵活思维来指导自己的问题分析.

二、以灵活思维来指导问题分析

在物理理论的建构过程中，物理实验和科学思维被认为是最主要的两个支撑，这也在一定程度上肯定了思维的重要性，而领悟则是思维的发展指向.正如前文所讲，很多问题的分析都需要用到物理公式，但在笔者看来，这不是对公式的使用，严格意义上讲这是对规律的使用.公式只是对物理规律的数学化处理，我们采用公式来刻画某个物理过程，其实也正是循着物理规律来解读现有场景，并尝试采用数学语言来刻画相关物理量的关系.而在实际问题处理的过程中，你是采用公式来实现问题的解决，还是采用其他方式来解答，一切都取决于研究者思维的灵活程度，取决于他对知识和方法理解的灵活程度.

在实际教学中，教师都会强调让学生能够对物理规律和公式做到活学活用，这种使用不是简单地套用，而应该是学生在记住相关内容之后，在具体处理时可以从大脑中及时地将相关信息提取出来.这必然还会带来这样一个好处，那就是学生问题处理的速度，从记忆中提取公式的速度显然要比临时翻阅书本要有更高的效率，而且临时翻阅书本本身还有一种试探和筛选的意思，这必然会影响问题分析的节奏.快节奏的思考还会对学生的问题探索进行产生一种正反馈的机制，在这种背景下学生的思维会更加灵活，他们也将形成更加扎实和有效的认识.

三、在合作探究中形成思路的优化

让学生的思维不再机械，并且以更加灵动的思路来分析和研究问题的一条关键手段是合作学习.面对一个相对陌生的问题，学生的思路是比较模糊的，这时教师可以让学生按照自己的思维习惯以及已有认知展开自主思考，然后在合作探究中分享自己的思维成果，这不但能够帮助学生形成较为全面的认识，还能帮助学生发展自己的思维.

在组织学生进行讨论时，学生的自主思考是最基本的前提，唯有学生经历过充分思考的合作探究才是真正意义上的有效合作，否则合作探究将沦为一场闹哄哄的议论，充斥学生一些不着边际、完全碎片化的认识.这样讨论下去将毫无效率可言，因此一场有序而高效的讨论应该建立在学生有所思考的前提下，如此学生才能真正通过讨论获得启发，并且在相互启发下完成自己的认识.

比如在探究加速度由哪些因素决定时，教师将这个问题交给学生来进行猜想，让每一个学生都切实经过思考，然后再安排学生围绕自己的猜想展开探讨，这时教师需要明确要求，让学生在给出猜想的同时也要说明理由，如此则能避免学生根据主观臆断随意乱讲.在教师的鼓励下，学生展开交流，他们有的指出：加速度和力有关，因为牛顿第一定律指明，力是改变物体运动状态的原因，自然也就是产生加速度的原因；还有学生更加明确地指出：力越大，则加速度越大，可以结合某些实例来说明，比如汽车动力越大，则加速越猛；更有学生直接说明：根据物理规律的简洁性特点，加速度应该正比于受力.上述有关讨论都合情合理，是合作探究优化学生探究思路的明证，这也为后续学生有关加速度和质量的关系探讨奠定了基础，做出了示范.由此可见，合作探究的确能够起到优化思路的作用.