梁炳釗

摘 要：培養(yǎng)學生解決物理問題的良好思維習慣是物理教學的主要任務(wù)。學生掌握了相關(guān)的物理知識，并養(yǎng)成解決物理問題的良好思維習慣，才能單獨或與他人一起有效地解決問題。如何有效培養(yǎng)學生良好的物理思維習慣是物理教學要解決的核心問題。

關(guān)鍵詞：受力分析；思維習慣；科學素養(yǎng)；能力

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）6-0015-4

學校教育的一個主要目的是訓練學生，使他們能夠單獨或與他人一起有效地解決問題。學生有效地解決問題的能力，取決于他們所具備的知識、技能和態(tài)度。所以，教師不但要傳授知識，而且要教會學生如何運用所學知識解決問題。 國際經(jīng)濟合作組織（OECD）認為科學素養(yǎng)是運用科學知識，確定問題和作出具有證據(jù)的結(jié)論，以便對自然世界和通過人類活動對自然世界的改變進行理解和作出決定的能力。學生運用所學知識解決問題的能力，屬于科學素養(yǎng)的范疇。

不少教師可能會把傳授知識與培養(yǎng)能力看成兩個獨立的教學任務(wù)，或者把能力的培養(yǎng)與學科知識的掌握放在一個對立面。如，在初中力學教學中，傳授力學有關(guān)知識與培養(yǎng)利用受力分析解決問題的思維習慣并不是相對獨立的。但是，很少有教師會自己或引導學生畫出物體的受力示意圖，并教會學生如何利用力的示意圖及力的平衡條件、力的作用效果等理論分析問題，解決問題。不少教師把畫受力分析圖和解決力學問題割裂開來，沒有將其變?yōu)榻鉀Q力學問題的策略，導致學生也不會利用受力分析解決問題。如，2015年廣州的一道中考題。

例1 如圖1所示，用水平向右的力F拉著物體，使其勻速直線運動了5 m，運動時間為10 s。F做功的功率是50 W。這段時間

1）F做了多少功？

2）F多大？

3）在方框圖內(nèi)畫出物體運動時的受力示意圖（如圖2，以“黑點”代表物體）。

4）物體受到的摩擦力多大？

學生回答第2問時求出F的大小是100 N。筆者發(fā)現(xiàn)很多學生在回答第4問時，直接寫出摩擦力的大小是100 N，沒有分析這個答案是怎樣得來的。我們從答案就知道這些學生沒有養(yǎng)成受力分析的習慣，當然也不具備解決力學問題的能力。獨立解決問題的能力是科學素養(yǎng)的重要組成部分，學生在完成一定的學習任務(wù)后，應(yīng)該養(yǎng)成相應(yīng)的科學素養(yǎng)。如，學生完成力學這部分知識的學習，他們應(yīng)該具備利用受力分析解決問題這一科學素養(yǎng)。學生能否達到這樣的要求，就看教師在平時的教學中如何引導。

1 力學的學習就是利用運動和力的關(guān)系解決問題

人教版八年級下冊都是力學的內(nèi)容，分別是第七章《力》，包括：第一節(jié)《力》、第二節(jié)《彈力》、第三節(jié)《重力》；第八章《運動和力》，包括：第一節(jié)《牛頓第一定律》、第二節(jié)《二力平衡》、第三節(jié)《摩擦力》；第九章《壓強》，包括：第一節(jié)《壓強》、第二節(jié)《液體壓強》、第三節(jié)《大氣壓強》、第四節(jié)《流體壓強與流速的關(guān)系》；第十章《浮力》，包括：第一節(jié)《浮力》、第二節(jié)《阿基米德原理》、第三節(jié)《物體的浮沉條件及應(yīng)用》。課本編排教學內(nèi)容的邏輯線是先認識力，然后理解運動和力的關(guān)系（即牛頓第一定律和二力平衡條件），最后利用運動和力的關(guān)系解決問題。不少教師可能會認為各章節(jié)都是講授不同的內(nèi)容，所以把這些章節(jié)割裂開來。教師的教沒有突出最基本的思路，學生就會覺得力學要學習的知識點很多，無法一一掌握。利用運動和力的關(guān)系解決問題的思路是：1） 根據(jù)物體的受力情況分析其運動情況；2）根據(jù)物體的運動情況推測其受力情況。學生只需掌握這一思路，就能以不變應(yīng)萬變，用同一思維方法解決不同情境下的力學問題。學生學習完第七章及第八章的一、二節(jié)內(nèi)容后，掌握了受力分析、牛頓第一定律、二力平衡條件等知識，教師就可以引導學生利用受力分析及運動和力的關(guān)系解決問題。包括解決重力的測量以及重力方向的確定等問題。如，確定重力方向時，教師先用繩子系著一物體在空中處于靜止狀態(tài)，然后引導學生對物體進行受力分析，從受力分析可知物體受到重力和拉力的作用。教師讓學生畫出物體受到拉力的示意圖（如圖3甲所示）。教師接著讓學生判斷物體所處的運動狀態(tài)，根據(jù)物體處于靜止狀態(tài)判斷物體受到的重力與拉力是一對平衡力，它們的方向相反，已知拉力的方向，可以確定重力方向，教師要求學生畫出物體受到重力的示意圖（如圖3乙所示）。所以，若把第七章第三節(jié)《重力》的學習移到第八章第二節(jié)《二力平衡》之后，學生在后面的學習中就是不斷重復地用運動和力的關(guān)系解決力學問題。第八章后半段的學習過程，學生可以利用受力分析及二力平衡條件解決“如何測量重力及摩擦力”的問題，“如何確定重力方向”的問題。第九章的學習過程，學生可以利用受力分析解釋“氣體壓強的壓力差”問題。第十章的學習過程，學生利用受力分析就可以知道“浮力是物體受到液體上下表面的壓力差”，利用受力分析及力的平衡條件就可以解決“如何測量浮力以及浮力的應(yīng)用”等問題。再如，在《浮力》一節(jié)的學習中，教師將一木塊放在水中，發(fā)現(xiàn)木塊能在水面處于靜止狀態(tài)，教師此時同樣讓學生對木塊進行受力分析，學生知道木塊受到重力的作用，并畫出重力的示意圖。根據(jù)二力平衡條件可知，木塊處于靜止狀態(tài)，它肯定受到另外一個力跟重力平衡，即這個力的大小等于重力，并與重力方向相反，這就是物體受到的浮力。用彈簧測力計測量鐵塊浸沒在水中受到的浮力時，同樣是用上述方法。所以，受力分析在力學的學習中處于非常重要的地位。美國實用主義教育家約翰·杜威在《我們怎樣思考·經(jīng)驗與教育》中說道：“學習就是要學會思維，即教育在理智方向的任務(wù)是讓學生形成清醒的、細心的、透徹的思維習慣。”培養(yǎng)學生良好的思維習慣是物理教學的一個主要任務(wù)，也是學生長遠發(fā)展的需要。學生應(yīng)該養(yǎng)成受力分析的好習慣。

2 如何培養(yǎng)學生受力分析的習慣

雖然初中力學的學習就是不斷利用受力分析、運動和力的關(guān)系解決問題的過程。但是，如果教師不注意學生受力分析習慣的養(yǎng)成，在解決力學問題時常常直接說答案，沒有分析過程，或只是口頭問問學生物體受到幾個力，沒有畫圖做好示范，學生同樣不畫受力分析圖，不會養(yǎng)成利用運動和力的關(guān)系解題的習慣。因為學生只是在背答案，沒有養(yǎng)成受力分析的習慣，所以遇到新情境的題目就不會解答，從近兩年中考中，學生的答題情況就反映出這些問題。所以，采取怎樣的策略才能有效培養(yǎng)學生受力分析的習慣是教師需要解決的問題。

2.1 教師要做好言傳身教，向?qū)W生展示規(guī)范的思維過程

學生利用新知識解決問題，往往是從模仿教師的思路開始，然后經(jīng)過一段時間的訓練才能達到靈活運用知識的境界。教師的示范是否規(guī)范直接影響學生的解題規(guī)范，所以，培養(yǎng)學生受力分析的習慣，要從教師解決問題的規(guī)范示范中開始。例如，在《重力》一節(jié)的學習中，書本提到用彈簧測力計掛鉤勾著鉤碼在空中處于靜止狀態(tài)（如圖4所示），彈簧測力計的讀數(shù)就等于鉤碼所受重力的大小?？赡芎芏嘟處煵恢匾曌约旱难詡魃斫?，在分析這一問題時并沒有在黑板上作出鉤碼的受力示意圖，而是口頭上說說物體受到重力和拉力作用，物體處于靜止狀態(tài)，所以這兩力大小相等。教師的示范不規(guī)范，學生也會依樣畫葫蘆，并不能養(yǎng)成好的習慣。或者有的教師根本就不作任何的解釋，學生只會把這當作一個結(jié)論來記憶，而不知道為什么？教師也浪費了一個培養(yǎng)學生受力分析習慣的好素材。教師可以給學生展示規(guī)范的思維過程。首先，讓學生對物體進行受力分析，并畫出物體的受力示意圖，教師檢查學生的作圖情況，對做錯的加以糾正。然后進行分析：因為鉤碼處于靜止狀態(tài)，根據(jù)二力平衡條件可以知道鉤碼受到的重力和拉力是一對平衡力，它們的合力為零，所以重力的大小等于拉力的大小。教師的解題過程是規(guī)范的，是有理有據(jù)的，學生的模仿就會有一定的條理性。接著教師可以讓學生模仿剛才的思路解決如何確定重力方向的問題。

2.2 搭建問題腳手架，引導學生按照正確的思路解決問題

良好的思維習慣不是一朝一夕就能養(yǎng)成的。教師除了做好言傳身教外，還需要多創(chuàng)設(shè)機會，讓學生獨立經(jīng)歷利用受力分析解決問題的思維過程。后面章節(jié)的新授課內(nèi)容，教師可以多讓學生獨立用受力分析以及運動和力的關(guān)系解決問題。缺少了教師的引導，學生在獨立解決問題時可能會出現(xiàn)不進行受力分析，或不分析過程而直接得出答案的情況。解決力學問題時，如果缺少了受力分析，學生后面的分析就可能出現(xiàn)各種各樣的錯誤。為了防止這些情況的出現(xiàn)，教師可以設(shè)計有一定邏輯順序的問題作為腳手架，引導學生按照正確的思維過程解決問題。

例如，在《摩擦力》一節(jié)的學習中，讓學生獨立解決“為什么用彈簧測力計沿水平方向拉木塊做勻速直線運動時（如圖5所示），拉力大小就等于摩擦力大小？”問題時，可以搭建下面的問題腳手架：問題一，木塊受到哪些力的作用？請作出木塊的受力示意圖；問題二，根據(jù)所給信息，判斷木塊的運動狀態(tài)；問題三，根據(jù)什么原理可以判斷拉力和摩擦力的大小關(guān)系？它們的大小關(guān)系是怎樣？

學生忘記了受力分析，我們就通過問題提醒學生。學生沒有說出解答的依據(jù)，我們同樣通過問題引導學生說出解題依據(jù)，問題腳手架就起到這樣的作用。學生在每一次的解題過程中都經(jīng)歷這樣的思維過程，他們慢慢就會養(yǎng)成好的思維習慣。

2.3 給學生制造在錯中學、錯中悟的機會

教師只是示范好的習慣讓學生模仿，有的學生就可能會覺得自己在做題（主要是簡單的題目）時，沒有畫受力分析圖，沒有分析過程，同樣可以得出正確答案，為什么非要按照教師的要求做呢？吃一塹，長一智，要學生知道受力分析的重要性，并樂意利用受力分析解題，教師可以在編寫習題時，故意設(shè)計一些陷阱，讓學生踩進去。學生在那里栽過跟斗，他就能體會到利用受力分析解題的好處。

例如，筆者改編了2013年廣州的一道中考題：

例2 如圖6甲所示，小明順著豎直的桿勻速下滑。

原中考題在這兩問之前還有一問：“在乙圖代表小明的圓點A上畫出其豎直方向受到的力。”筆者故意把這一問刪掉，然后讓學生直接完成上面兩問。如果學生在分析的時候沒有受力分析，根據(jù)運動和力的關(guān)系判斷物體受到摩擦力的情況，很容易判斷錯誤。第二問就是一個陷阱，很多學生想當然地認為摩擦力方向是向上的。教師等學生都寫出自己的答案后公布正確的答案，然后讓做錯的學生按順序完成下面的問題。

1）小明勻速下滑時，受到哪些力的作用？作出小明受到的重力。

2）根據(jù)什么原理可以知道小明受到豎直方向各力的大小關(guān)系？它們的大小關(guān)系是怎樣的？

3）小明勻速上爬時，受到哪些力的作用？作出小明受到的重力。

4）根據(jù)什么原理可以知道小明受到豎直方向各力的大小關(guān)系？它們的大小關(guān)系是怎樣的？

學生發(fā)現(xiàn)，他們按照這樣的思路解題就很容易得出正確的答案。他們嘗到甜頭后，自然會認識到受力分析的重要性，在以后的解題過程中，他們都愿意利用受力分析解決問題。

培養(yǎng)學生良好的思維習慣，是初中物理教學的主要任務(wù)，除了培養(yǎng)學生受力分析的習慣，教師還要培養(yǎng)學生畫光路圖解決光學問題的習慣，畫電路圖解決電學問題的習慣等。學生養(yǎng)成了好的習慣，他們在將來的學習、工作、生活中將受益無窮。

參考文獻：

[1]約翰·杜威.姜文閔，譯.我們怎樣思考·經(jīng)驗與教育[M].北京：人民教育出版社，1991：64—71.

[2]美國科學促進協(xié)會.中國科學技術(shù)協(xié)會，譯.科學素養(yǎng)的基準[M].北京：科學普及出版社，2001：3—6.

[3]符東生.淺談如何培養(yǎng)初中學生受力分析的良好思維習慣[J].物理教學，2012（5）：45—46.

（欄目編輯 趙保鋼）