【摘 要】在教學(xué)改革不斷推進(jìn)的新時(shí)期，高中物理教學(xué)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇和良好前景。新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)，高中物理教師應(yīng)在教學(xué)中認(rèn)真遴選不同的方法與手段，以訓(xùn)練學(xué)生的等效思維，幫助學(xué)生深入理解高中物理知識(shí)，提升學(xué)生的建模能力、分析能力。教師應(yīng)當(dāng)針對(duì)典型的知識(shí)組織學(xué)生展開訓(xùn)練，挖掘教材中的復(fù)雜變換問題，引導(dǎo)學(xué)生抓住問題的本質(zhì)，找到學(xué)習(xí)規(guī)律。本文分析了高中物理教學(xué)中等效思維訓(xùn)練的現(xiàn)狀，提出對(duì)應(yīng)的解決策略，旨在為相關(guān)學(xué)術(shù)研討提供參考。

【關(guān)鍵詞】高中物理;等效思維;現(xiàn)狀;教學(xué)策略

【中圖分類號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437（2021）22-0177-02

作為科學(xué)研究中常用的思維方式，等效思維能夠幫助學(xué)生分析事物的本質(zhì)以及非本質(zhì)特性，尋找適當(dāng)?shù)奶娲?，避免非本質(zhì)特性的干擾，研究替代物的特性、規(guī)律，再將其遷移到原事物中，利用替代物遵循的規(guī)律、方法解答問題，得出最終結(jié)論。高中物理教師應(yīng)該認(rèn)真分析等效思維訓(xùn)練過程中的各種問題，并從模型建立、概念深層理解、過程摸索等方面入手，從學(xué)生的角度出發(fā)，訓(xùn)練學(xué)生的等效思維，提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)的效率。

1? ?高中物理教學(xué)中等效思維訓(xùn)練的現(xiàn)狀

1.1? 建模能力的培養(yǎng)被忽視

建模能力是高中生需要掌握的一項(xiàng)重要能力，掌握這一能力可以加深高中生對(duì)物理概念的理解。物理是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科，針對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)象中涉及的眾多因素，要舍棄其中次要的因素，抓住主要的因素，突出客觀事物的本質(zhì)特征，以構(gòu)建模型。物理課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)，教師要引導(dǎo)學(xué)生用物理知識(shí)解決實(shí)際問題，引導(dǎo)學(xué)生掌握適應(yīng)未來社會(huì)發(fā)展所需的建模能力。因此，引進(jìn)建模思想是一種加深學(xué)生對(duì)概念、定理的理解的有效方法，可以提升等效思維訓(xùn)練的效率。但在實(shí)際教學(xué)中，部分教師卻忽視了對(duì)學(xué)生建模能力的培養(yǎng)，當(dāng)涉及理想建模問題且難以找到完全符合條件的模型時(shí)，教師往往選擇更為復(fù)雜的解決辦法，不僅提高了學(xué)生理解問題的難度，而且也為教師授課增加了難度，這樣不利于培養(yǎng)學(xué)生的建模能力，更不利于訓(xùn)練學(xué)生的等效思維[1]。

1.2? 概念認(rèn)識(shí)停留在淺層

概念認(rèn)識(shí)是指從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，把感知到的事物的本質(zhì)特點(diǎn)抽象出來并加以概括，形成概念式的思維慣性。物理概念認(rèn)識(shí)是人腦對(duì)客觀現(xiàn)象本質(zhì)的反映，是思維活動(dòng)的結(jié)果和產(chǎn)物。高中生認(rèn)識(shí)物理概念時(shí)有兩個(gè)理解階段，第一個(gè)階段是淺層理解，第二個(gè)階段是深層理解。部分教師在授課過程中，仍然秉持傳統(tǒng)的教學(xué)思想和理念，運(yùn)用“填鴨式”的方法講解知識(shí)，導(dǎo)致部分學(xué)生無法深刻地認(rèn)識(shí)物理概念，這些學(xué)生的概念認(rèn)識(shí)仍然停留在淺層，等效思維難以形成。

1.3? 難以理解抽象的物理運(yùn)動(dòng)

物理運(yùn)動(dòng)包括宏觀運(yùn)動(dòng)和微觀運(yùn)動(dòng)，部分顯而易見的宏觀運(yùn)動(dòng)也被稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)，人們可以直觀地感受到其運(yùn)動(dòng)軌跡，如自由落體、勻速運(yùn)動(dòng)等。微觀運(yùn)動(dòng)是肉眼難以觀察到的，需要借助工具來觀察，如電流運(yùn)動(dòng)、熱運(yùn)動(dòng)等。在教師專業(yè)的分析和指引下，學(xué)生能夠辨認(rèn)出直觀的運(yùn)動(dòng)，理解不同知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，進(jìn)而利用等效思維來解決問題[2]。而抽象的物理運(yùn)動(dòng)難以直觀觀察，以致于會(huì)影響學(xué)生解決實(shí)際問題，導(dǎo)致學(xué)生難以正確理解抽象的運(yùn)動(dòng)，這不僅影響學(xué)生的等效思維訓(xùn)練，而且嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)節(jié)奏與質(zhì)量。

1.4? 分析復(fù)雜的物理過程時(shí)受到阻礙

復(fù)雜的物理過程一般都由簡(jiǎn)單的過程組成，如勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)等。分析過程在物理學(xué)習(xí)中占據(jù)著重要的地位，需要學(xué)生掌握不同過程的特點(diǎn)和基本規(guī)律，并注意階段性、規(guī)律性、聯(lián)系性等特點(diǎn)，適當(dāng)將整個(gè)過程劃分為不同的階段，把握不同階段運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，找出其中的聯(lián)系和已知量之間的關(guān)系。高中生在運(yùn)用等效思維分析簡(jiǎn)單過程時(shí)，不會(huì)感到費(fèi)力，但在分析復(fù)雜的過程時(shí)，卻很難有效辨識(shí)其中的隱含條件、臨界狀態(tài)、常識(shí)等。由于復(fù)雜問題中很少會(huì)直觀地給出所求量與條件之間的隱含關(guān)系，因此學(xué)生在運(yùn)用等效思維進(jìn)行分析的過程中，往往不能很好地理解條件和相關(guān)數(shù)據(jù)，難以較快地解決問題，而部分教師的急于求成，也在一定程度上影響了學(xué)生等效思維的訓(xùn)練。

2? ?高中物理教學(xué)中等效思維訓(xùn)練的具體策略

2.1? 建立理想模型

在人教版高中物理“圓周運(yùn)動(dòng)”這一部分知識(shí)的講解中，教師可借助等效思維幫助學(xué)生建立理想模型，簡(jiǎn)化問題，有效解決復(fù)雜問題。

例1：豎直平面內(nèi)有一場(chǎng)強(qiáng)E=104N/C的水平均強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)量m=0.04 kg，帶電量為q=3×105C的小球用長(zhǎng)度l=0.4 m的繩子懸掛，置于電場(chǎng)中的O點(diǎn)，當(dāng)帶電量的小球靜止時(shí)，在平衡位置使用多大的線速度釋放，能夠使小球在電場(chǎng)中做豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)？

分析：因?yàn)閹щ娏繛閝=3×105C的小球在運(yùn)動(dòng)過程中受到的重力與電場(chǎng)力始終不變，所以可以利用等效思維將其合力看作等效重力G'= ，等效重力方向與豎直方向形成夾角α，tan α= ，小球圓周運(yùn)動(dòng)過程中的等效最高點(diǎn)則是經(jīng)過點(diǎn)O與豎直方向成α角的點(diǎn)B。因此，，G'l（1+cos α）=mv2?mv02，求解后可得初速度v0= m/s，即在平衡位置使用

m/s的線速度釋放小球，能夠使小球在電場(chǎng)中做豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)[3]。

2.2? 深化學(xué)生概念認(rèn)知

在人教版高中物理“電磁感應(yīng)”這一章節(jié)的講解中，教師可利用等效思維訓(xùn)練學(xué)生解答該類問題，從而加深學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)知，提升學(xué)生的解題效率與正確率。

例2：已知一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于地面，在該磁場(chǎng)中有一個(gè)由兩條曲線狀金屬導(dǎo)線及兩個(gè)電阻所組成的固定導(dǎo)軌，兩電阻尺寸的大小可以忽略不計(jì)，兩根導(dǎo)線能夠用絕緣的材料隔開且電阻也可忽略不計(jì)。導(dǎo)軌的平面與磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌切于磁場(chǎng)的邊界點(diǎn)A，現(xiàn)有一根電阻忽略不計(jì)的長(zhǎng)為L(zhǎng)的鐵棒MN重疊于磁場(chǎng)的邊界，在鐵棒MN上施加一起點(diǎn)為A垂直于磁場(chǎng)且與磁場(chǎng)邊界垂直的拉力F，其導(dǎo)軌平面內(nèi)，如果以勻速5 m/s將鐵棒MN向右拉，且鐵棒MN與導(dǎo)軌接觸良好，以A為原點(diǎn)，沿著拉力F的方向建立坐標(biāo)軸x，已知兩導(dǎo)線形狀能夠用方程表示為 y=±24x，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=2T，兩電阻的阻值為R1=3 Ω、R2=6 Ω。求①感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e與鐵棒MN位移的關(guān)系式;②拉力F所做的功。

分析：①鐵棒MN與導(dǎo)軌相接觸的長(zhǎng)是πL=2|y|

=4x，因此，關(guān)系式為πe=Blv=40x。②由于x=vt，所以5πe=40t，電路電壓有效值為40π，鐵棒切割磁感線時(shí)間2πt=1.6，電路總電阻為R1R2×6R=212 Ω，因此，F(xiàn)的功為E2W=Q熱=t=1280。

2.3? 體會(huì)物理運(yùn)動(dòng)

在人教版高中物理“平拋運(yùn)動(dòng)”這一部分知識(shí)的講解中，教師可運(yùn)用等效思維引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)復(fù)雜物理運(yùn)動(dòng)。

例3：假設(shè)一個(gè)彈力球從高度為30 m的墻上以10 m/s的初速度向外平拋，在距離墻面還有4 m的距離時(shí)，有一個(gè)物體A，請(qǐng)求出這個(gè)彈力球在拋出后與物體A碰撞多少次后才可以落回地面？

分析：由于該題中的抽象微觀運(yùn)動(dòng)難以觀察，可運(yùn)用等效思維進(jìn)行分析，已知彈力球的初速度為10 m/s，

且做平拋運(yùn)動(dòng)，但當(dāng)與物體A碰撞后，便發(fā)生運(yùn)動(dòng)變化，改做斜拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向一直做自由落體運(yùn)動(dòng)，此時(shí)

根據(jù)自由落體公式，可知彈力球的總運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)t=

s。此時(shí)從宏觀來看，彈力球的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條拋物線，水平方向一直在做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么根據(jù)彈力球的運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)時(shí)間能求出彈力球水平位移時(shí)間t=10 s，經(jīng)過計(jì)算后，則能知道彈力球與物體A碰撞七次后才可以順利落回地面[4]。

2.4? 探索物理過程

應(yīng)用等效思維探索物理過程是提升學(xué)生認(rèn)知能力的重要手段。在教學(xué)中會(huì)有很多題目涉及復(fù)雜的過程，部分學(xué)生無法運(yùn)用已有知識(shí)進(jìn)行良好的知識(shí)遷移，不能從已有的知識(shí)體系中獲取詳細(xì)的問題解決辦法。如在能量轉(zhuǎn)化、動(dòng)量轉(zhuǎn)化問題中，其中的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)為過程探索增加了難度，教師則要引導(dǎo)學(xué)生利用等效思維分析開始至終點(diǎn)的全過程，簡(jiǎn)化復(fù)雜問題，進(jìn)而順利解決問題。教師可再列舉不同的事例，使學(xué)生準(zhǔn)確把握重力勢(shì)能、動(dòng)能的變化情況，并學(xué)會(huì)變化量的求解，也能夠考慮到動(dòng)能與勢(shì)能的關(guān)系，這樣，學(xué)生對(duì)該過程的探索認(rèn)識(shí)則能上升到新的高度。利用等效思維形式理清思路，可以有效探索復(fù)雜的物理過程[5]。

綜上所述，高中物理等效思維訓(xùn)練存在建模能力的培養(yǎng)被忽視、概念認(rèn)識(shí)停留在淺層、難以理解抽象的物理運(yùn)動(dòng)、分析復(fù)雜的物理過程時(shí)受阻礙等問題。教師應(yīng)當(dāng)運(yùn)用建立理想模型、加深概念認(rèn)知、體會(huì)物理運(yùn)動(dòng)、探索物理過程等一系列方法進(jìn)行等效思維訓(xùn)練，并將等效思維訓(xùn)練貫穿于整個(gè)教學(xué)過程。在不同的知識(shí)講解過程中滲透等效思維，使其在不同的環(huán)節(jié)、過程中發(fā)揮積極作用，以達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果，不斷提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)而提升學(xué)生的思維能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]于菲菲.等效思維在高中物理解題中的應(yīng)用[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2019（16）.

[2]劉裕祥.等效思維方法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].西部素質(zhì)教育，2019（16）.

[3]郭梁，馮杰.淺談高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中的物理觀念[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2019（20）.

[4]趙嬌嬌.淺議高中物理教學(xué)存在的誤區(qū)及應(yīng)對(duì)策略[J].科教導(dǎo)刊（中旬刊），2020（8）.

[5]尚海琴.試論高中物理課程改革以及出題趨勢(shì)[J].才智，2020

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【作者簡(jiǎn)介】

王巖巖（1982～），女，漢族，山東泰安人，本科，中學(xué)一級(jí)教師。研究方向：物理教學(xué)。