鄒建平

(鎮(zhèn)江第一中學(xué) 江蘇 鎮(zhèn)江 212016)

培養(yǎng)能力、發(fā)展智力是高中物理學(xué)習(xí)的首要任務(wù)；高考物理命題也以能力測(cè)試為主導(dǎo).認(rèn)知學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,思維能力是智力的核心,智力活動(dòng)的主要?jiǎng)恿κ恰巴?；學(xué)習(xí)是“反復(fù)的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果”.物理解題是思維作用于環(huán)境(題意),是學(xué)生最適合的“反復(fù)的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)”,使物理知識(shí)、邏輯數(shù)學(xué)知識(shí)和社會(huì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)在此融為一體.所以,習(xí)題教學(xué)成為鞏固知識(shí)、深化理解、思維能力訓(xùn)練的主要陣地，是培養(yǎng)從形象思維到抽象思維的重要途徑.解題過(guò)程是思維能力的反映和思維過(guò)程的展示,不是依樣模仿.學(xué)生解題的思維一般過(guò)程如圖1所示.

圖1

那么在習(xí)題教學(xué)中如何有效提高學(xué)生的思維能力呢？根據(jù)筆者多年的教學(xué)實(shí)踐，認(rèn)為最有效的方法是加強(qiáng)學(xué)生思維調(diào)控的訓(xùn)練.

1 什么是思維調(diào)控

思維調(diào)控是對(duì)于所從事解題活動(dòng)的自我意識(shí)、自我分析(評(píng)價(jià))和自我調(diào)整.它是思維主體對(duì)自己認(rèn)知過(guò)程的認(rèn)知，是一種高層次的認(rèn)知方式，常被稱(chēng)

為“元認(rèn)知”，是促進(jìn)解題順利進(jìn)行，影響解題成敗的重要因素.具體說(shuō)來(lái),就是通過(guò)閱讀題目,理解題意；在弄清題目所描述物理情境的情況下,仔細(xì)分析問(wèn)題的性質(zhì),看它屬于哪方面知識(shí)求解的范疇；并回憶自己的解題經(jīng)驗(yàn),思考以前是否見(jiàn)過(guò)類(lèi)似的或情境不同但物理實(shí)質(zhì)相同的問(wèn)題；從一個(gè)圖示、一個(gè)條件、一個(gè)經(jīng)典題目的印象中獲得啟發(fā)進(jìn)行聯(lián)想；根據(jù)分析研究物理過(guò)程滿(mǎn)足的條件，用公式表達(dá)出物理規(guī)律,在此過(guò)程中用“畫(huà)一畫(huà)、寫(xiě)一寫(xiě)”等形式調(diào)整可能有的解題思路,最后形成并找到了解決問(wèn)題的方案.

2 如何進(jìn)行思維調(diào)控

習(xí)題教學(xué)中教師要啟發(fā)學(xué)生在解題時(shí)應(yīng)經(jīng)常自我發(fā)問(wèn)，提出一連串與解題相關(guān)的問(wèn)題，這些問(wèn)題可概括為“WWH”，即“什么(What)”？在干什么或準(zhǔn)備干什么；“為什么(Why)”？為什么要這樣干；“怎么樣(How)”？實(shí)際效果如何？這是進(jìn)行或促進(jìn)思維進(jìn)行自我調(diào)控的最有效方法.如在審題環(huán)節(jié)，可以通過(guò)如下問(wèn)題來(lái)強(qiáng)化審題中的自我意識(shí)和自我評(píng)估：“我是否充分地弄清了題意”？“我不看題目能大致地復(fù)述一下問(wèn)題嗎”？“還有哪些隱蔽的信息”？“能否建立一幅關(guān)于問(wèn)題的物理圖像”？“我所建立的圖像是否清晰、正確”？“我還有哪些問(wèn)題需要進(jìn)一步弄清”？“我能看清問(wèn)題的困難所在嗎”？等.

3 如何培養(yǎng)學(xué)生思維調(diào)控的能力

3.1 明確思維調(diào)控的意義

讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，物理解題是一個(gè)有目的、有計(jì)劃的認(rèn)知活動(dòng)，應(yīng)當(dāng)遵守一定的思維規(guī)則.解題中的每一步都有明確的指導(dǎo)思想和解題策略，即要問(wèn)“WWH”問(wèn)題.物理解題的目的不僅是獲得一個(gè)正確的答案，更重要的是通過(guò)解題，展示思維過(guò)程，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力.通過(guò)思維調(diào)控能夠從根本上提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.

3.2 教給學(xué)生思維調(diào)控的有關(guān)知識(shí)

(1)有關(guān)解題主體方面的知識(shí)——要學(xué)生認(rèn)識(shí)自己的思維方式、特點(diǎn)、習(xí)慣、優(yōu)勢(shì)和不足等，有利于在解題中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，克服不足.

(2)有關(guān)解題要求方面的知識(shí)——例如讓學(xué)生了解物理解題的規(guī)則，養(yǎng)成解題的良好習(xí)慣.

(3)有關(guān)解題策略方面的知識(shí).關(guān)于方法、策略的意義及包含哪些內(nèi)容的知識(shí).如什么叫物理解題的微元法、反證法以及數(shù)形結(jié)合策略、問(wèn)題轉(zhuǎn)化策略等.例如微元法的解題策略：

1)選取“微元”，將瞬時(shí)變化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平均變化問(wèn)題，避免直接求瞬時(shí)變化問(wèn)題的困難；

2)利用數(shù)學(xué)“微積分”思想，將平均變化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為瞬時(shí)變化問(wèn)題.充分利用數(shù)學(xué)工具，既完成問(wèn)題“轉(zhuǎn)化”且保證所求問(wèn)題的性質(zhì)不變，又能簡(jiǎn)單地求得結(jié)果.

關(guān)于如何使用方法策略的知識(shí)(程序性知識(shí))，包括用微元法的程序、注意點(diǎn)等.例如微元法的解題步驟.

1)確定研究對(duì)象，選取“微元”；

2)列出相關(guān)微元的方程；

3)對(duì)相關(guān)微元進(jìn)行累積求和或求導(dǎo).

關(guān)于為何、何時(shí)、何地使用方法、策略的知識(shí)(條件性知識(shí))，如在什么情況下使用微元法，其中條件性知識(shí)與主題思維調(diào)控相關(guān)性最大.在處理非勻變速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，從對(duì)事物的極小部分(微元)分析入手，達(dá)到解決事物整體的方法.在使用微元法處理問(wèn)題時(shí)，需將其分解為眾多微小的“元過(guò)程”，而且每個(gè)“元過(guò)程”所遵循的規(guī)律是相同的.這樣，只需分析這些“元過(guò)程”，然后再將“元過(guò)程”進(jìn)行必要的累計(jì)求和等數(shù)學(xué)方法進(jìn)而使問(wèn)題解決.

3.3 從他控逐步過(guò)渡到自控

思維的自我調(diào)控是一個(gè)高層次的認(rèn)知行為，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，有一個(gè)培養(yǎng)的過(guò)程.在習(xí)題教學(xué)中應(yīng)先讓教師進(jìn)行外部調(diào)控，再逐步過(guò)渡到學(xué)生的自控.教師調(diào)控的基本方法是在學(xué)生的解題過(guò)程中，適時(shí)地向?qū)W生提出一些引導(dǎo)性問(wèn)題.

3.4 通過(guò)發(fā)聲思維加強(qiáng)訓(xùn)練——說(shuō)題

發(fā)聲思維就是借助語(yǔ)言將思維調(diào)控過(guò)程外顯化；它是訓(xùn)練思維調(diào)控的重要手段.教師通過(guò)發(fā)聲思維呈現(xiàn)自己在物理解題中的思維調(diào)控過(guò)程，向?qū)W生作“思維示范”，展示思維過(guò)程.這種“思維暴露”能使學(xué)生清晰、準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)和體會(huì)調(diào)控過(guò)程，減少模糊的認(rèn)識(shí)和猜測(cè).學(xué)生通過(guò)發(fā)聲思維來(lái)練習(xí)思維調(diào)控的進(jìn)程，既可使學(xué)生對(duì)自己的解題思維活動(dòng)有清晰的自我意識(shí)，又可使教師對(duì)學(xué)生的思維調(diào)控過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視、評(píng)估和指導(dǎo).

4 思維調(diào)控的教學(xué)實(shí)踐

解題前，指導(dǎo)教師應(yīng)提示學(xué)生拿到題時(shí),不要急于動(dòng)手,先認(rèn)真讀題、審題,做到:一要搞清題意,對(duì)復(fù)雜題可采用分層解析法.二要弄清題目條件.不但要全面準(zhǔn)確地審清題目所給明顯條件,還要挖掘出題目中的隱含條件,明確解題依據(jù)；同時(shí)要去偽存真,識(shí)別多余條件,排除多余信息,以免誤入“機(jī)關(guān)”,掉進(jìn)“陷阱”.三要揭示題目關(guān)鍵,選好解題突破口.俗語(yǔ)說(shuō)得好:“磨刀不誤砍柴工”.搞好解題前審題聯(lián)想,掃清解題障礙,明確解題思路,優(yōu)化解題策略,能加快解題速度,提高解題的效率.

【例1】如圖2所示水平放置的導(dǎo)體的電阻為R，R與兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌相連.導(dǎo)軌間距為L(zhǎng).其間有垂直導(dǎo)軌平面的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).導(dǎo)軌上有一導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m，電阻為r.突然給導(dǎo)體棒以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，求導(dǎo)體棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的總位移.

圖2

解題思維過(guò)程

(1)讀題，形成對(duì)物理過(guò)程的初步印象.

導(dǎo)軌—(之間接)電阻R—導(dǎo)體棒電阻r—?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)，突然給導(dǎo)體棒有一個(gè)初速度v0—加速度—安培力變化.

目標(biāo)：求整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的位移.

再讀：發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒不是勻速運(yùn)動(dòng)；沒(méi)有運(yùn)動(dòng)時(shí)間.

(2)構(gòu)思物理情境，弄清問(wèn)題的物理實(shí)質(zhì)，思考解決問(wèn)題的方法.

本題描述一個(gè)導(dǎo)體棒受到瞬時(shí)初速度，由于導(dǎo)體棒具有初速度將做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)體棒受到安培阻力的作用，產(chǎn)生加速度.這是一道力和電磁的綜合題，所以應(yīng)從力學(xué)角度出發(fā)，結(jié)合安培力公式進(jìn)行分析.

(3)選擇解題的物理定理和規(guī)律

因?yàn)閱?wèn)題涉及力和加速度.故應(yīng)當(dāng)選用牛頓第二定律.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒的速度、加速度、感應(yīng)電流和安培力都在發(fā)生變化，但對(duì)導(dǎo)體棒某一瞬間用牛頓第二定律

導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到安培力作用，導(dǎo)體棒做非勻減速運(yùn)動(dòng).

(4)選擇解題的方法.

導(dǎo)體棒做非勻減速運(yùn)動(dòng)，速度變小，安培力變小，減速時(shí)加速度大小也在變小.它們都在變化.這樣無(wú)法用正常的辦法來(lái)求出運(yùn)動(dòng)的位移；只有用微元法來(lái)進(jìn)行處理.即在某一時(shí)刻取一個(gè)微元

(1)

(5)審視(1)式viΔt=Δxi，其中Δxi是元位移，則(1)式變?yōu)?/p>

(2)

審視(2)式，兩邊求和

故

(3)

審視(3)式，確定答案的合理性

小結(jié)：在處理非勻變速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，從對(duì)事物的極小部分(微元)分析入手，達(dá)到解決事物整體的方法. 在使用微元法處理問(wèn)題時(shí)，需將其分解為眾多微小的“元過(guò)程”，而且每個(gè)“元過(guò)程”所遵循的規(guī)律是相同的；這樣，只需分析這些“元過(guò)程”，然后再將“元過(guò)程”進(jìn)行必要的累計(jì)求和等數(shù)學(xué)方法進(jìn)而使問(wèn)題求解.在解題過(guò)程中，常常遇到非勻變速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中求位移、電量、能量等問(wèn)題；靈活運(yùn)用微元的思想，可以更深刻的理解物理過(guò)程.

5 結(jié)束語(yǔ)

思維調(diào)節(jié)研究的目的在于促進(jìn)由各種合理方法和原理的直覺(jué)運(yùn)用各有意識(shí)的運(yùn)用轉(zhuǎn)化；在習(xí)題教學(xué)中應(yīng)該關(guān)注和深入研究的問(wèn)題.一是教師在習(xí)題教學(xué)中要有意識(shí)地暴露自己的解題思維過(guò)程，清清楚楚地指導(dǎo)學(xué)生；二是應(yīng)該要求學(xué)生在練習(xí)時(shí)，要有意識(shí)地探索解題思維調(diào)節(jié)問(wèn)題，在有意識(shí)的練習(xí)中提高自己分析解決問(wèn)題的能力.

參考文獻(xiàn)

1 王政良.展示思維過(guò)程指導(dǎo)思維調(diào)節(jié).中學(xué)物理教學(xué)參考.2009(1～2):24～26