李永

摘 要：新課程改革提倡把課堂還給學(xué)生，讓學(xué)生做學(xué)習(xí)的主人，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科思維能力，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。這就要求教師充分發(fā)揮課堂的主導(dǎo)作用，給學(xué)生思維能力的培養(yǎng)提供平臺(tái)和機(jī)會(huì)。本文立足于物理課堂教學(xué)的實(shí)踐，通過創(chuàng)設(shè)探究性、實(shí)驗(yàn)性和層次性問題情境，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維能力。

關(guān)鍵詞：問題情境；思維能力；帶電粒子；電場

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）12-0030-4

學(xué)科思維能力的培養(yǎng)是一門學(xué)科教學(xué)的重要目的之一。不重視科學(xué)思維的養(yǎng)成，就丟掉了這門學(xué)科教學(xué)的部分意義，也就失去了學(xué)校學(xué)科教育的初衷。物理是一門研究范圍較廣，思維方法獨(dú)特的學(xué)科。在中學(xué)物理教學(xué)中，如何培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，使學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，是當(dāng)今物理課堂教學(xué)所要達(dá)到的一個(gè)重要目的。因此，開展基于物理思維能力培養(yǎng)的課堂教學(xué)實(shí)踐研究已成為物理教學(xué)改革的關(guān)注點(diǎn)之一。

本文以培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力為出發(fā)點(diǎn)，通過創(chuàng)設(shè)探究性、實(shí)驗(yàn)性和層次性問題情境，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、實(shí)驗(yàn)思維能力和邏輯思維能力。

1 創(chuàng)設(shè)探究性問題情境，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

思維從問題開始，發(fā)現(xiàn)問題是思維的起點(diǎn)，更是思維的動(dòng)力，“設(shè)疑”是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造思維“火花”的重要方式。因此，在物理課堂教學(xué)中要努力創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)奶骄啃詥栴}情境，激發(fā)學(xué)生積極思維，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的形成和發(fā)展。例如，在“帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)引入時(shí)，筆者創(chuàng)設(shè)了如下的探究性問題情境。

教學(xué)片段一：

師：前面，我們比較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了電場的相關(guān)知識，同學(xué)們能不能根據(jù)所學(xué)的知識，設(shè)計(jì)一個(gè)方案，使一個(gè)靜止在O點(diǎn)的帶負(fù)電的粒子（帶電量為e）運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)呢？（展示情境，如圖1）

教學(xué)反思：愛因斯坦曾說：“想象力比知識更重要。因?yàn)橹R是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動(dòng)著進(jìn)步，并且是知識進(jìn)化的源泉。”而想象，并不是胡思亂想，是對過去經(jīng)驗(yàn)和已有記憶表象的加工改造，構(gòu)成新意象或觀念的心理過程。想象可以幫助學(xué)生沖破現(xiàn)有知識經(jīng)驗(yàn)的局限，幫助學(xué)生深刻理解教材，進(jìn)行敢于打破成規(guī)的訓(xùn)練。在物理教學(xué)中，可以通過假設(shè)、猜想等方法培養(yǎng)學(xué)生的想象力，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

2 創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)性問題情境，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維能力

物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)物理、實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究的重要途徑。物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ俏锢砜茖W(xué)探究中最重要、最基本的能力，其核心是物理實(shí)驗(yàn)思維能力。無論是物理實(shí)驗(yàn)操作和觀察，還是提出與確定物理實(shí)驗(yàn)問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，以及由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、事實(shí)或數(shù)據(jù)的分析形成物理概念、得出物理規(guī)律、解決物理實(shí)際問題等，都離不開物理實(shí)驗(yàn)思維能力。因此，在物理課堂教學(xué)過程中教師可以創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)性問題情境，培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)思維能力。例如，在“帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)”教學(xué)時(shí)，筆者創(chuàng)設(shè)了如下的實(shí)驗(yàn)性問題情境。

教學(xué)片斷二：

師：三位同學(xué)分別提出了自己的方案，能不能達(dá)到我們的目的呢？如何檢驗(yàn)他們的方案是否正確呢？

生（眾）：實(shí)驗(yàn)！

師：很好！由于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)是微觀領(lǐng)域里物體的運(yùn)動(dòng)，目前我們沒有條件進(jìn)行這樣的實(shí)驗(yàn)，我們可以借助物理仿真實(shí)驗(yàn)室來進(jìn)行驗(yàn)證。

探究方案1：（教師運(yùn)行實(shí)驗(yàn)演示并引導(dǎo)學(xué)生觀察帶電粒子的運(yùn)動(dòng)），實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

師：帶電粒子做什么運(yùn)動(dòng)？

生（眾）：勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

師：如果已知帶電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為e，OP之間的距離為l，若求帶電粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度，還需要知道哪些物理量？如何求解？

生3：還需要知道電場強(qiáng)度，假設(shè)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E，

師：三位同學(xué)的回答都非常好?，F(xiàn)在請同學(xué)們自主總結(jié)一下，帶電粒子在勻強(qiáng)電場中加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的基本特征和基本規(guī)律。

探究方案2：（教師運(yùn)行實(shí)驗(yàn)演示并引導(dǎo)學(xué)生觀察帶電粒子的運(yùn)動(dòng)），實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

師：帶電粒子做什么運(yùn)動(dòng)？

生（眾）：勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

師：還是勻加速直線運(yùn)動(dòng)嗎？請同學(xué)們注意觀察實(shí)驗(yàn)顯示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

生6：帶電粒子運(yùn)動(dòng)過程中加速度在逐漸增大，應(yīng)該做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)。

師：為什么？

生6：因?yàn)閹щ婓w周圍不是勻強(qiáng)電場，距離帶電體越近，電場強(qiáng)度越大，帶電粒子受到的電場力增大，所以加速度增大。

師：這時(shí)，如果已知帶電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為e，OP之間的距離為l，若求帶電粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度，還需要知道哪些物理量？如何求解？

生7：因?yàn)槭欠莿驈?qiáng)電場，粒子做變加速運(yùn)動(dòng)，只有知道OP之間的電勢差U，利用動(dòng)能定理才能求解，

根據(jù)動(dòng)能定理，有：

師：對比方案1和方案2的探究過程，哪位同學(xué)能總結(jié)一下處理帶電粒子在電場中加速時(shí)的處理方法？

生8：牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式只能求解在勻強(qiáng)電場中的加速問題；動(dòng)能定理既能解決勻強(qiáng)電場中的加速問題，也可以解決非勻強(qiáng)電場中的加速問題。另外，我認(rèn)為帶電粒子在電場中減速運(yùn)動(dòng)時(shí)也可以這樣處理。

師：很好！這位同學(xué)不但總結(jié)了加速問題的處理方法，同時(shí)也告訴我們減速時(shí)也可以這樣處理。

教學(xué)反思：重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，注意引導(dǎo)學(xué)生按照物理實(shí)驗(yàn)思維的過程和方法對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、事實(shí)進(jìn)行分析思考，由此得出有關(guān)結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)思維能力。本節(jié)課中將“仿真物理實(shí)驗(yàn)”這一現(xiàn)代信息技術(shù)與物理課堂教學(xué)加以整合，使在高中階段無法完成的實(shí)驗(yàn)，比較直觀、形象地展示在學(xué)生面前，將培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)思維能力真正落到實(shí)處。

3 創(chuàng)設(shè)層次性問題情境，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力

教師在創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)，依據(jù)特定的知識內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，將學(xué)生已有知識經(jīng)驗(yàn)與將要學(xué)習(xí)的知識聯(lián)系起來，設(shè)置難易適度、科學(xué)的、有梯度的、有層次的問題鏈，考慮好問題的銜接和過渡，用組合、鋪墊或設(shè)臺(tái)階等方法提高問題的整體效益。例如，在“帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)”教學(xué)時(shí)，筆者創(chuàng)設(shè)了如下的層次性問題情境。

教學(xué)片斷三：

師：水平進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的帶電粒子受到幾個(gè)力的作用？

生（眾）：重力、電場力。

師：在重力忽略不計(jì)的情況下，電場力的方向與初速度的方向有何關(guān)系？

生（眾）：互相垂直。

師：從初速度和受力情況看，這種運(yùn)動(dòng)形式與必修2中哪一種運(yùn)動(dòng)非常相似？

生9：平拋運(yùn)動(dòng)。

師：平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)？

生9：只受重力，初速度水平。

師：平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及常見的處理方法？

生10：水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)。

教學(xué)反思：通過鋪設(shè)“子問題”降低了問題的思維難度，由易入難，學(xué)生在層層深入中積極思考，一步一個(gè)臺(tái)階地走向終點(diǎn)，最終順利達(dá)到教學(xué)目的。這樣的問題，學(xué)生的思維由淺入深，讓學(xué)生在積極的思維活動(dòng)中提升邏輯思維能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋葉平，劉成華.基于“仿真物理實(shí)驗(yàn)室”下的探究性課堂教學(xué)探討[J].物理教學(xué)探討，2009，27（1）：30-33.

[2]張彬.在科學(xué)探究過程中培養(yǎng)學(xué)生良好思維品質(zhì)的有效策略[J].物理教學(xué)探討，2010，28（5）：15-17.

（欄目編輯 李富強(qiáng)）endprint