由一题多解浅谈高中物理习题课中创新思维能力的培养

胡胜男

摘要：在高中物理习题课教学中，教师通过创设合适的问题情境，鼓励学生一题多解，从而培养学生创新思维能力，本文以一题为例，浅谈在高中物理习题教学中教师应如何选题、如何引入问题、如何帮助学生多向求解实现一题多解。

关键词：高中物理;习题教学;一题多解;创新思维

与科学家的创新不同，高中生的创新是一种个体化的创新，其创新成果的呈现方式常表现为学生在获取新知过程中对未知问题的深度思考、另辟蹊径、一题多解、质疑想象、创新实践活动等，对学生个体而言问题是新颖的，问题的解决过程也是新颖的，学习新知的过程本身就具有个体意识上的创新价值。本文以一题为例，浅谈在高中物理习题教学中，如何训练学生一题多解、培养学生的创新思维能力。

例1：在光滑水平面上有一静止的物体。现以水平恒力F1推这一物体，作用一段时间后，换成相反方向的水平恒力F2推这一物体，当恒力F2作用时间与恒力F1作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为EK=32J，则在整个过程中，恒力F1、F2各做功多少焦耳？

例题分析：如图1，首先分析例题中整个物理情境和过程，设物体由A点在F1作用下向右加速运动到B点，换F2后并不立即向左运动，而是继续向右减速运动到速度为零的C点，而后在F2作用下由C点加速运动回A点，加速、减速阶段位移关系为等大反向，这是解出这道题的关键，也是学生最难获得的关键信息，此处教师应鼓励学生对物体进行全程分析，找出各过程的受力特征、运动学物理量特征。当学生对物体运动的整个情境、过程清楚后，具体求解就已经不是难事了。

此题通常有四种解法，解法一，运动学公式结合牛顿运动定律求解;解法二，平均速度结合动能定理求解;解法三，动量结合能量求解;解法四，图象法求解;至于用什么方法求解，主要取决于学生自身的思维习惯，学生往往对哪部分知识掌握的熟练，解题就多习惯于用哪部分知识求解。如在学过动能定理之后，对于一些恒力作用的问题，很多学生仍然喜欢用牛顿定律与运动学结合求解，主要是因为牛顿定律他们掌握的非常熟练。

一题多解就是要求学生多角度、多层次的建构假设。多角度是指从多个思维角度对某一事物进行分析探究，多层次是指从事物的表象、内容、实质、影响、规律等不同认识层次对同一事物进行分析研究。一道习题在课堂上提出之后，众多学生的思维素质、物理知识的掌握情况各不相同，学生中间自然就会有很多各不相同的解法。老师应以赞赏的眼光帮助、引导学生发现问题，完善、改正解答，尽可能培养学生形成一种乐于表达自己思路，踊跃发言的课堂氛围;形成一种对待习题寻找多种解决方法，寻求最佳求解方案的风气。

此题虽多种解法，但不管用什么方法求解，都必须分析清楚物体运动的整个情境和过程。我们谈学生创新思维的培养，首先要培养学生获取物体整个运动情境和过程的能力，即通过对习题的阅读、分析，挖掘出题中给出的已知条件的能力。一定要杜绝那种“会套公式，会计算，稀里糊涂求答案”的现象。教师有目的、有意识地创设一种学生能够明显意识到的疑难情境，情境的呈现需要充满新意、趣味、惊奇，能引起强烈的认知冲突（认知结构失衡），从而促使学生产生质疑问难、探索求解的创新性动机、引发思维的辐射、拓宽活动的空间。本题情境展示还应提供有利于学生问题解决的相关资源，让学生自主解决问题，使教学情境具有开放性。

此外，在训练学生进行一题多解时，每类题至少应准备两道或更多。其中一道用于课堂上同学们的争论、解答，最后得出几种解答方案。其他一些情境、过程相类似的习题，留给学生课后练习，检验、巩固所学的知识方法。

如下是与例1情境、过程相类似的习题：

例2：一个带电量为+Q的物体，静止在一光滑绝缘的水平面上，先对物体施一水平向右的匀强电场E1，经t秒后撤掉E1，立即再对它施一水平向左的匀强电场E2，又经t秒后物体恰回到出发点，求E1/ E2=？若回到出发点时物体的动能恰为16J，问分别在电场E1、E2作用下，电场力做功各为多少？（答案：E1/ E2=1/3;W1=4J，W2=12J）

例3：一水平放置的平行板电容器置于真空中，开始时两板间匀强电场大小为E1，一带电微粒在该电场中正好处于静止。现将两板间场强增大到E2，方向不变，持续一段时间后，突然将电场反向，保持E2大小不变，再持续同样一段时间后，带电微粒恰好回到初始位置。已知在整个过程中微粒未与极板相碰，求场强E2大小？若回到初始位置时，物体的动能恰为64J，问电场E2方向变化前后两段过程，粒子动能变化各为多少？（答案：E2=2 E1;△EK1=16J，△EK2=48J）

最后，学生具备了快速分析出物体运动的整个情境、过程，挖掘出题中给出的已知条件的能力;能够均衡牢固地掌握好各部分物理知识，形成了对待习题寻找多种解决方法、尋求最佳求解方案的解题习惯，相信学生的创新思维能力定会不断提升！

★ 课题名称：核心素养视域下普通高中学生创新思维评估和培养路径的实践研究 课题类别：省专项重点课题 课题编号：JYB1421277