例谈培养学生物理科学思维的单元习题教学设计

刘成金

(福建省长汀县第一中学 366300)

高中物理的习题教学中，其通常包含直接教学以及共同学习两个部分，对于直接教学而言，其主要将教师作为主体，根据教学计划指导学生完成相关教学任务；而共同学习则是将学生作为中心，教师指导，促进师生互动完成相关教学任务.习题教学中，教师可创设充足的机会引导学生动口、动脑、动手，并在提出问题后，留给学生充足的思考空间，引导学生主动讨论与探究进行问题的解决.另外，思维属于对事物与事件实施抽象反映，并通过抽象反映呈现事物与事件之间规律的一个过程，其属于通过合理判断或者推论获得的能力.而物理学科作为高中各个学科当中最为抽象的一门学科，其通常对学生自身的思维品质有着较高的要求，而学生的思维品质也会对学生自身的能力造成决定性影响，因此，物理教师在具体教学时，需注重学生的科学思维培养.

一、物理科学思维的单元习题教学设计原则

1.习题设计需注重层层递进，以促使学生形成思维“坡度”，设计的问题也需注重从易到难、从简到繁，以环环相扣、层层递进的方式，为学生构建思维坡度，这不仅有助于学生的思维发展，而且还能使学生在解决问题中形成好的思维习惯.

2.物理习题设计通常需从多角度进行发散类比，以实现学生的思维广度扩展.对于思维发散而言，其通常包含横向发散以及纵向发散，而类比则指通过共同的物理模型实施知识迁移.在对单元习题进行设计的时候，可通过一题多变、对比归纳、思维多变等，促进学生思维变通性以及灵活性的提高，从而使学生自身的科学思维得到有效提高.

3.物理习题设计通常具备科学技巧性，根据反面对学生思维的深度进行挖掘.建构主义背景下，其认为学生犯的错误不能单独的依赖正面示范以及反复练习进行纠正，需通过“自我否定”的全过程，促使学生形成科学思维.

4.单元习题的教学需指导学生根据不同角度进行问题思考，并引导学生进行创新解题，以促使学生的思维高度得到有效提升.创新思维通常指学生通过其已有的经验以及逻辑规律，通过新颖灵活的思维方式进行物理问题解决.在习题的设计中，物理教师需有意识的突破常规，进行物理题目的巧妙设置，从而使学生形成新思维.

二、培养学生物理科学思维的单元习题教学设计策略

1.基于审题习惯培养的思维严谨性提高

高中物理的习题教学中，其不仅需引导学生对物理问题的解决进行分析，而且还需促使学生充分掌握物理问题的相关解决方法.高中物理的习题解决中，其关键就是审题，因此，物理教师需对学生的审题习惯进行培养，并在习题讲解的时候，做好相应的示范作用，以促进学生的思维严谨性得到有效提高.

例1如图1所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态．其中F1=10N，F2=2N．若撤去F1，则木块在水平方向上受到的摩擦力为( ).

A．2N，方向向右 B．8N，方向向左

C．2N，方向向左 D．零

解析该例题的具体讲解中，需引导学生注重审题具备的重要性，并引导学生找出题目中的关键词，关键词为“撤去F1”、“静止状态”、“受到的摩擦力为”，在审题后，明确研究对象，进行受力分析，就不会出现错误.

变式，如图2所示，水平地面上有一物块，被大小为F1=8N和F2=3N的水平恒力推着匀速滑行．在撤去F2的瞬间，物块受到的合力大小为( ).

A．0 B．3N C．5N D．8N

变式中关键词改变为“撤去F2”、“匀速滑行”、“受到的合力大小为”，物理习题教学中，通过改变类似关键词，改变了物理情境，改变问题的呈现，不仅能够使学生解决物理习题的思维严谨性得到有效提高，而且还能使学生的解题效率得到显著提高.因此，物理单元习题的教学中，教师需引导学生明确关键词，对学生的审题习惯进行培养，从而使学生形成严谨的思维.

2.基于物理图景构建的思维发展促进

物理图景主要是将“图景”作为依托，将物理概念以及规律作为依据，和物理过程有关的、正确清晰的动态情景.对于图像法而言，其也是对物理习题进行解决当中较为常见的一种科学思维方式.经过物理图景的构建，其不仅能够使物理过程更清晰与形象，而且还对学生的思维启发、正确理解相关物理概念、物理问题分析等都有着高效的辅助作用.高中物理的单元习题教学中，通常有许多的图景，即几何图景、受力图景、热学图景、能量图景、光学图景、电学图景等.

例2如图3所示，两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图3所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则( ).

A．A点的电场强度大小为零

B．q1与q2为异种电荷

C．NC间场强方向指向x轴正方向

D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功

本题的讲解抓住两个关键，顺着电场线电势降低可得出x轴上电场强度的方向，由斜率的绝对值可以比较x轴上各点电场强度的大小.

拓展训练，(1)说说A、C两点的场强大小与电势有什么特点；(2)判断电荷量q1、q2的大小关系；(3)大致画出q1、q2的电场线分布；(4)根据图3提出一个问题并解答.

问题(1)设计注重科学思维中的类比思维的培养；问题(2)的设计注重科学推理思维的培养；问题(3)的设计注重模型建构、逆向思维的培养；问题(4)的设计注重质疑创新思维的培养；物理习题教学中，通过拓展训练，从多角度提出问题，并层层递进，能够促进学生深度学习，培养学生的高阶的科学思维能力.

综上所述，高中物理的习题教学中，教师需对习题难度、内容、教学方式进行综合考虑，并关注教学策略连续性，从而在目标实现中形成合力，从而使单元习题的教学效果得到有效提高.同时，单元习题的教学方式上，还需积极提倡学生亲身体验、主动参与，并关注学生的科学思维培养，从而使学生形成严谨、正确的科学思维观.