高中物理教学中培养学生问题解决能力的实践研究

摘 要：物理作为一门核心学科，不仅承载着传授自然科学知识的重要任务，更是培养学生逻辑思维、抽象思维及问题解决能力的关键途径。随着时代的发展，社会对人才的要求日益提高，不再满足于知识的积累，更加注重个体在复杂情境下应用所学知识解决实际问题的能力。因此，如何在高中物理教学中有效培养学生的问题解决能力，成为当前教育改革的重要议题之一。且高中物理教学中培养学生问题解决能力也高度契合课标要求，有利于培养学生的科学思维能力、科学探究能力，便于促进学生核心素养的发展。文章着重论述高中物理教学中培养学生问题解决能力的意义与原则，提出具体策略，以期能为更多教育工作者提供有价值的借鉴。

关键词：高中物理；问题解决能力；培养意义；策略

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2024）45-0123-04

高中物理具有独特的逻辑性、系统性和抽象性等特点，涵盖力学、光学、电磁学等多个领域的知识，拓宽了学生的视野，同时也是学生认识世界、改造世界的工具。然而，由于高中物理知识的深度和广度，以及学生个体在逻辑思维、抽象思维等方面的差异，部分学生在面对物理问题时感到困惑和无力，甚至产生畏难情绪。因此，帮助学生克服困难，提高他们的物理问题解决能力，成为高中物理教师亟待解决的问题。文章重在探索一套行之有效的培养学生问题解决能力的策略，帮助学生突破物理学习难关。

一、 高中物理教学中培养学生问题解决能力的意义

（一）有利于促进学生科学思维的发展

相较于其他通识学科，高中物理学科更加注重学生科学辩证思维的培养。高中物理教学中，教师可通过一系列物理实验现象帮助学生理解事物发展的规律，并由此建立良好的思维模式，降低理解难度。在物理学习过程中，学生需要借助观察、推理、实验等方式对物理问题与现象进行探索，有利于培养良好的逻辑推理与问题解决能力，从而调动学习积极性，提升学习信心，为后续学习活动的开展奠定扎实的基础。

（二）有利于提升学生的创新能力

学生问题解决意识的培养是当下高中物理教学的重要内容。在此背景下，如何围绕教学目标、课程标准进行问题设计来推动学生物理素养的发展已经成为高中物理教师亟待思考的问题。高中物理教学中，培养学生问题解决能力，在启发学生物理思路和培养学生思维品质方面具有重要作用。结合教育实践来看，物理问题包含逻辑思维、物理意识以及实践能力等多种核心素养实现要素，培养学生的问题解决能力不仅在于帮助学生深化物理认知，帮助学生构建完整的知识网络，而且也能为学生物理素养的发展奠定基础。所以，教师有必要做好该模式的应用工作，从而在丰富物理教学形式的同时，点燃学生思维的火花，为他们物理素养的发展保驾护航。

（三）增强实践能力

实验是物理学习的重要组成部分，也是培养学生实践能力和创新精神的重要途径。通过设计具有探究性的实验问题，能够引导学生亲自动手进行操作并观察、记录、总结实验现象，进而提高他们的实验能力。同时实验过程中出现的问题也能够激发学生的探究欲望和创新精神，促使其主动寻求解决方案，提高自身实验操作能力。物理作为一门综合性、抽象性较强的学科，不但要求学生能够充分理解物理概念、知识点的内涵，而且还要求他们能够灵活地运用所学知识，进而为他们理解能力、思考能力等的发展奠基。通过多种类型的实验探究活动，能够让学生深入地观察、探究、思考和感知物理知识点的要义，促进自身探究意识的发展。

二、 高中物理教学中培养学生问题解决能力的教学原则

（一）针对性

在培养学生问题解决能力实际教学中，教师应深入了解当下学生能力、认知特点，做好教学内容、教学方法的重构与选择，针对不同层次学生因材施教，由此帮助他们更好地理解知识难点，增强学习积极性与自信心。同时针对性地实施教学能够帮助学生建立个性化思维模式，促进其学习能力的整体提升。

（二）探究性

探究性原则注重学生能力、思维的发展。教学中，教师应做好教学内容与教学方法的开发与运用，通过问题、情境等载体引导学生自主探究与思考，并通过实验假设、数据分析、交流探讨等活动深化对知识的理解，从而培养他们良好的探究意识，促进学习质量的提升。

（三）具体性

具体性原则强调教师在教学中应结合具体的实例与物理现象进行讲述，帮助学生理解抽象的物理知识，并在问题分析与解决过程中直观地理解物理概念的内涵和外延，从而促进自身学习能力的有效提升。

（四）丰富性

相较于其他学科，物理知识较为抽象。为帮助学生更好地理解，教师应秉持丰富性原则，加强多种教学资源与教学服务的开发与运用。一方面，让学生了解物理知识与日常生活中的联系；另一方面，通过具体的现象说明简化学生理解难度，从而增强学生学习体验，促进其能力、思维有效发展。此外，也可以从实验入手，让学生围绕特定的主题设计多元化的实验，强化学生解决问题的能力。

（五）实践性

物理学科以实验为载体，强调学生探究能力的培养。在实际教学中，教师应秉持实践性原则，开展多种形式的主题探究活动，让学生亲身体验物理现象和原理，加深对物理知识的理解和记忆的同时提高知识获取与知识运用能力。

三、 高中物理教学中培养学生问题解决能力的实践举措

（一）找准切入点，获得解题思路

高中物理教学中，为进一步培养学生的问题解决能力，教师要引导学生深入分析问题，找准问题的切入点，直奔主题，使学生获得有针对性的解题思路。从一定程度上来看，找准问题的切入点，能够帮助学生梳理题目中的关键信息，化繁为简，使解题思维更加清晰明了，进而加快解决问题的速度。因此，物理教学中，为促进学生问题解决能力的提升，教师可引导学生找准问题的切入点，深入分析问题，把握问题的本质，进而提高解题效率。

在电容器相关内容教学过程中，为帮助学生梳理解题思路，找到问题的关键点，教师可以引入具体问题，如某平行电容器两极板之间充满介质，介质为云母，且电容器接在恒压直流电源上，这时如果将介质移出去，那么电容器会如何变化？针对上述问题，给出四个选项：第一个选项为极板上的电荷量增加，电场强度也相应变大；第二个选项与第一个选项相反，基板上的电荷量减少，电场强度变小；第三个选项为极板上电荷量增加，电场强度不变；第四个选项为极板上电荷量减少，电场强度不变。首先，教师可以引导学生分析上面四个选项，观察这些选项，学生能够找到共同点，四个选项的前提都是介质被移走之后出现的场景，根据电容求解公式可知，介质被移走后，电容会减小。从题目中可知U保持不变，由Q=CU可知，电荷量也相应减少，电场强度保持不变，那么第四个选项是正确的。培养学生解决问题能力过程中，还要引导学生梳理题目中的已知信息和未知信息，全面细心，全方位提升学生解决物理问题的能力。

（二）创设探究情境，引导探究解决问题

高中物理教学中，为学生创设探究情境，能够从一定程度上激发学生的求知欲，激发学生的好奇心，让学生在好奇心的驱使下进行物理探究，提升自主学习能力。实际教学过程中，教师可结合教材内容为学生创设探究性学习情境，引导学生深入探究问题，在真实情境中发现并解决问题，培养解决问题的能力。

以“电场”相关内容为例，教师可以引入相应的探究性主题，如，“生活中的静电现象”，让学生利用生活中的物品，模拟静电现象，直观感受物理变化过程，感受电场的存在。在此基础上引发学生的思考，让学生思考为什么会产生静电？什么情况下会产生静电？静电在日常生活中有什么应用？在探究性问题的引导下，学生自主提出假设，并设计相应的方案，验证自己的猜想。为探究什么情况下会产生静电？学生可设计“碎纸片吸起来了”这一实验，准备相应的实验材料，如梳子、直尺、吸管、竹筷、雪糕棍、废纸片，以小组为单位开展实验，摩擦梳子、直尺、吸管、竹筷、雪糕棍，将摩擦后的物体靠近碎纸片，观察哪些物品能够将碎纸片吸附起来。通过这一实验的开展，学生能够了解什么情况下会产生静电。其次，学生也可设计“旋转的星星”这一实验，准备正方形彩纸、橡皮泥、吸管等实验材料，实验过程中将正方形彩纸对折两次，使之变成小三角形，然后沿着三角形的一个角剪下来展开，得到一个小星星。用橡皮泥揉出一个扁圆形作为底座，将星星固定在上面。然后用吸管在头发上摩擦，产生静电后，将带有静电的吸管围绕“星星”转圈，学生能够观察到“星星”转动起来了，了解静电现象的产生原理，同时也总结了防止静电的方法，如减少摩擦。在探究性情境的引导下，学生能够自主设计实验并验证自己的猜想，在实际问题中发现并解决问题，有利于培养解决问题的能力。

（三）引入具体案例，提升解题能力

高中物理教学中，引入具体的案例，能够引导学生深入思考问题，促进深度学习的同时，便于学生把握物理原理，培养分析和解决问题的能力。教学过程中，教师可聚焦教材内容引入具体案例，让学生结合所学知识分析这些案例，运用所学知识解释物理现象，提升解题能力。

以“万有引力定律”为例，针对这一抽象的物理概念，学生理解起来有一定难度。基于此，教师可引入“航天器绕地球运动”这一真实的案例，让学生了解万有引力定律的概念，突破概念理解难关。这一过程中可借助多媒体为学生展示航天器的图片、绕地球运动的相关视频，也可以展示实物模型，让学生了解关于引力在航天器运动方面的重要作用，分析航天器能围绕地球运动的原因。思考速度与轨道之间有什么样的关系，进而把握关于万有引力定律的实质。案例分析完成后，教师也可鼓励学生进行讨论，总结分析，加强对相关内容的理解，深化对物理原理的认识，为今后利用所学知识解决实际问题奠定基础。此外，学生也可以通过查阅课外书、观看新闻等方式收集案例，了解万有引力定律的实践应用，如人造地球卫星，通过查阅卫星的轨道参数（如轨道半径、周期和线速度等），可以研究卫星的运动特征，确定向心加速度、线速度等。我国研制发射的“风云一号”“风云二号”气象卫星，运动轨迹不同，向心加速度和线速度就不同，借助万有引力定律可以分析这些差异。万有引力定律在重力勘测中也有重要应用，通过测量地面上的重力加速度变化，能够探测地下矿藏和地质构造，进而推断地下岩层的密度及分布情况。在具体案例的引导下，学生能够深入分析问题，探究物理原理，全面提高学生解决问题的能力。

（四）设计丰富实验，实践操作中寻答案

实验是高中物理教学的重点，也是难点。物理实验教学中，设计丰富的实验，让学生自主进行实验操作，便于学生在实验中寻找答案，提升解决实际问题的能力。实验操作过程中，学生需要面对各种问题，如设备的调试、数据的分析与处理，解决这些问题，学生能够提升学习信心，积极参与物理实验学习中，解决各个步骤中的难题，提升解决问题的能力。

例如，在教学“电磁感应”这一内容时，教师可设计多元化的实验，如让学生探究感应电流产生的条件。首先要明确实验目的，让学生了解生活中的电磁感应现象，分析感应电流的产生与哪些因素有关。明确实验目的后，引导学生开展实验，如借助直流电源、螺线管、磁铁、电流表、纸夹、导线或其他辅助资料开展实验。实验过程中，将螺线管固定在平整的支撑物上，用导线将直流电源、螺线管和电能表连接起来，确保准确测量通过螺线管的电流。先关闭直流电源，确保在连接电路过程中不会发生短路或触电事故。然后再打开直流电源，将磁铁靠近螺线管，观察电流表变化，这一过程中要保持磁铁与螺线管之间距离不变，更好地控制磁场强度。同时学生也要做好记录，记录不同电流强度、不同磁铁位置时电流表的示数，结合数据分析感应电流与磁场强度、电流强度之间的关系。此外，教师也可以引入其他实验，如让学生探究感应电流与磁场变化率的关系，为学生准备直流电源、螺线管、磁铁、电流表、电压表和滑动变阻器、导线等实验器材，按照连接电路、调节磁场、观察记录和数据分析的方法进行实验探究，让学生在实验操作中寻找答案，强化学生分析与解决问题的能力，让学生深入了解电磁感应现象的本质。

（五）强化习题训练，总结解题技巧

习题训练是高中物理教学的重要环节，能够促进学生理论与实践的深度衔接，以便于学生总结解题技巧，提升学生的综合解题能力。实际教学过程中，教师可精心设计各种习题，引导学生开展有针对性的练习，总结解题技巧，强化解题能力。

例如，在教学“力的分解和合成”这一内容时，习题设计过程中，教师除了传统的选择题、填空题，还可以引入应用题，让学生能够更好地将物理知识与实际生活联系起来，全方位感受物理知识的应用价值，把握物理学习的本质，借助学习知识解决实际问题，同时也能总结更多的解题技巧。如一个重为500N的物体放在水平地面上，受到一个斜向上的拉力F的作用，拉力F的大小为300N，与水平地面的夹角为30°。求物体受到地面的支持力和摩擦力的大小。解决这一问题过程中，首先要引导学生分析拉力的分解情况，画出相关示意图，拉力F被分解为水平方向和竖直方向的两个分力，水平方向的力Fx=Fcos（30）°=300·32=1503N，竖直方向的力Fy=Fsin（30）°=300·12=150N。考虑物体在竖直方向受力平衡，所受重力为500N，竖直方向上的分力为150N，由此算出地面给物体的支持力为350N，综合考虑物体在水平方向的受力情况，由于物体处于静止状态，所以地面的物体摩擦力大小等于这个分力，为1503N。强化习题训练，学生能够从中总结解题技巧，强化自身的综合解题能力，促进自身个性发展。

四、 结论

综上所述，高中物理教学中，培养学生的问题解决能力，不仅能够促进学生思维的发展，而且也有利于培养学生的创新能力，促进理论与实践的深度结合，提升学生的实践能力。实际教学过程中，教师要突出针对性、探究性、具体性、丰富性和实践性原则，为学生提供个性化性的指导，帮助学生规划解题思路，提升学生解决实际问题的能力。与此同时，还要引导学生找准问题的切入点，梳理已知量和未知量，结合所学知识构建关联，获得解题思路；创设探究情境，引导学生通过探究解决实际问题；引入具体案例，让学生在案例的引领下逐步思考，提升解题能力；丰富实验设计，引入与教学主题相关的多个实验，让学生在实践操作中寻找答案；也可强化习题训练，引入综合应用题，让学生总结解题技巧，提升综合解题能力。在教学过程中，教师要结合学生的实际学习情况调整教学模式，如采用信息化教学、任务型教学、项目式学习法，鼓励学生通过自主学习、合作探究解决问题，强化学生的问题解决能力。

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课题项目：文章系江苏省教育科学“十四五”规划2021年度课题《“问题解决导向”的高中物理教学实践研究》（编号：D/2021/02/295）研究成果之一。

作者简介：董洪福（1970～），男，汉族，江苏赣榆人，江苏省新海高级中学，研究方向：高中物理教学；

朱传苏（1982～），女，汉族，安徽寿县人，江苏省新海高级中学，研究方向：高中物理教学。