高中物理解题中的直觉思维应用

许波华

(江苏省海安市实验中学 226600)

物理学科是一门高度重视思维的学科，之所以很多人都认为物理学的好的人都是聪明的，实际上就是最朴素的关于思维的认识.从学理的角度来看，很多人将思维形容世界上最美的花朵，究其原因就是很多物理规律的发现就是思维的结果.因此在高中物理教学中重视思维的培养就显得非常重要了.要培养学生的思维，首先要认识到思维是有多种形式的，一般认为思维包括形象思维、抽象思维以及直观思维.形象思维意味着学生需要关注具体的事物，比如说物理实验；抽象思维意味着学生需要关注科学的表述，例如物理概念或者规律的语言.形象思维和抽象思维都是学好物理知识的基础，而相比较而言，直觉思维更为重要.直觉思维指的是不利用详细的逻辑推理，也不对演绎过程进行分析，从而达到似乎正确但是还是试验性的说明、推理性的结论思想过程，其属于创造性的第一步.解题是能够反映学生思维品质的重要环节，同时又是培养学生思维的重要时机.很多物理学的好的学生，在拿到物理题目之后，能够第一时间反映出正确的解题方法，这实际上就得益于直觉思维.那么对于更多的学生而言，如何培养学生的直觉思维呢？笔者以为可以抓住习题教学的契机，理解直觉思维形成的内在机制，然后就可以实现对学生直觉思维的培养.以此，本文就对高中物理解题过程中的直觉思维使用进行分析.

一、基于战略性解决层次实现判断

众所周知，解题思维要求具有一定的逻辑，但是逻辑思维要求使用非逻辑直觉思维进行启动，在面对题目的时候使学生读懂题目，了解题目描述物理情况、过程及状态，正确审题，此为正确解题过程中的主要步骤.在此过程中，和学生对于问题直觉判断具有密切关系，能够为确定解题方向或者策略制定提供基础，还能够大胆猜测问题结果和中间状态，从而对解题进行总体提示.

例1某个人在某个星球上通过v速率竖直向上抛出物体，通过t秒钟就会落回到手中.已知此星球的半径表示为R，如果在此星球近地发射一颗绕着星球旋转的人造卫星，那么人造卫星的速度为( ).

但是假如能够引导学生通过直觉思维对卫星速度进行求解，单位为m/s，此种直觉判断就能够使学生及时选出正确答案，因为其他的选项并不是速度单位.以此表示，仔细分析、了解题目含义，以直觉进行精准判断，能够使解题时间得到缩短.这个时候直觉思维的运用，就体现在很短时间之内对物理问题进行准确判断，而只要有了这一基础，直线思维能力的进一步提升也就有了更大的空间.

二、复杂曲线运动解题

在研究的问题比较复杂时，运算也就比较的繁琐，基于保证研究对象相应数据不变，使用简单明了的问题替代原本复杂的问题，此就是等效法.在高中物理中，合力和分力、总电阻和支路电阻、合运动和分运动、有效值和平均值等概念都是以等效思想实现引入的.如果能够使此种方法在应用分析过程中使用，不仅能够使解决的问题变得更加的简单，还能够灵活使用知识，使知识朝着能力进行转化.

例2图1为质量为m，带电量为+q的小球在磁感应强度为B的匀强磁场中运动，通过A点从静止逐渐下落，求解小球下落最大的高度是多少.

题目中带电小球运动的轨迹较为复杂，学生对此问题进行分析的过程中较为困难，会认为小球在最低点的时候受到洛伦磁力及重力平衡.但是其实上小球在进行曲线运动的时候，其受力并不平衡.使小球在刚运动时候的静止状态等效成为朝着左右两个大小一样的水平初速度v01和v02，使小球向右的分运动v01所产生洛伦磁力和重力相互平衡，那么qv01B=mg，从而得出v01=mg/qB，所以小球运动就是水平向右速度为v01匀速直线运动及竖直平面内速度为v02逆时针方向匀速圆周运动的合运动.匀速圆周运动半径表示为R=mv02/qB=g(m/qB)2，所以小球在运动过程中下落最大的高度为Hm=2R=2g(m/qB)2.

在对其进行深入分析之后，使原本复杂曲线运动等效成为水平方向中的匀速直线运动及竖直面中的匀速圆周运动，从而使此道复杂的题目得到解答，使学生的创新思维能力得到有效的培养.

三、基于直觉猜想解决层次

在学生能够概略解决问题之后都会具有一个思路、念头、猜想及尝试方案等，猜测问题的解决能够使解题思维得到启动，以此对和问题相应各个事物之间关系进行确定，有效开阔思想，广泛联想，将方程列出，做出图形，以此解决具体问题，并且得到最终答案.

例3两辆完全一样的汽车在水平直路前后匀速的行驶，速度为v0，如果前面的车突然通过恒定加速度刹车，在停住的时候后面的车以前面车刹车过程中的加速度刹车，已知前面车辆在刹车过程中行驶的距离为s，如果要使两辆车在以上情况中不相撞，那么这两辆车在匀速行驶过程中应该保持多远的距离.

在对此道题目进行解答的过程中有多种解法，如果列出方程进行求解会比较的繁琐.所以学生可以排除复杂过程中的细节纠缠，以物理规律，通过分析猜想是否能够通过图像法解此道题目.假如做出前后两辆车速度的同一时间图像就能够得到结果，详见图2，其中三角形面积就是前面车辆刹车之后的位移s，梯形面积为前面车辆刹车之后后车的位移.因为前面两辆车刹车之后的加速度是一样，所以图中的AC平行于BD，OC=CD，也就是梯形面积为三角形面积三倍.为了使两个车辆不撞到一起，两个车辆在行驶的过程中需要保持的距离为2s.

通过此案例，学生一瞬间直觉猜想，比图像分析法更简洁，不仅能够有效解决问题，还能够使学生感觉到物理学习乐趣.以上的分析都是结合具体物理习题的解决来进行的，物理习题千变万化，但是从思维的角度来看又有章可循.因此抓住习题去培养学生的直觉思维，可以说是一个事半功倍的选择.

总而言之，在高中物理教学当中要培养学生的直觉思维，一个很重要的着力点就是习题教学.在核心素养培育的背景之下，教师应当认识到直觉思维就是关键能力的重要元素，培养学生的直觉思维，就是发展学生的核心素养.站在核心素养培育的高度来认识直觉思维的培养，可以将高中物理教学的传统与现代衔接起来，这种衔接意味着一方面继承高中物理教学的优秀传统，即重视思维的培养；另一方面也开辟了核心素养培育的空间，可以用包括直觉思维在内的所有要素，去驱动学生在物理知识学习的过程中能力的提升与核心素养的落地.