例谈物理学习之思维转化

例谈物理学习之思维转化

张战强 王剑素

石家庄市第十五中学 050000

摘要：高中物理难学很多是因为思维问题，例如思维定势的障碍，要想跳出题海，就必须培养学生的思维转化能力，进而培养学生的学科素养。

关键词：思维定势 形象思维 思维转化 学科素养

高中物理普遍认为较难，学生更是存在很大的畏惧感，不会做题、做不对题，更是学生学习的梦魇。题目难有难的不同，作为教师要深入分析其原因，不能一概而论，更不能简单的以刷题作为解决问题的方法，也达不到解决问题的目的。我通过多年的经验积累，以及深入的分析，得到一条深刻的感悟，尤其是物理成绩中等的学生表现更为突出，那就是解题过程中需要进行思维调节。对于程度中等的学生来说，有一定的物理基础，但对于注重考查思维能力的习题来说，可能就有了一定的难度。

究其原因：

一是思维定势，导致解题出现困难

《中国高考评价体系说明》中提到：“通过设置真实的问题情景，考查学生灵活运用所学知识分析、解决问题的能力。允许学生从多角度作答，使“死记硬背”、“机械刷题”、“题海战术”的收益大大降低”。教学中不能以题海战术代替学生学科素质的培养，高考物理中为了突出对学生思维的考查，往往要求使学生跳出思维定势，否则学生很难解决此类问题。

如 图，装有水的杯子从倾角α＝53°的斜面上滑下，当水面稳定时，水面与水平面的夹角β＝16°。取重力加速度g＝10 m/s²，sin53°＝0.8，sin16°＝0.28，则 (　　)

A．杯子下滑的加速度大小为2.8 m/s²

B．杯子下滑的加速度大小为3.5 m/s²

C．杯子与斜面之间的动摩擦因数为0.75

D．杯子与斜面之间的动摩擦因数为0.87

答 案　BC

解析　取水面一质量为m的小水滴为研究对象，如图所示，

可知水面对此水滴的支持力N与y轴的夹角为α－β＝37°，由正交分解法结合牛顿第二定律可得：mgsin53°－Nsin37°＝ma；mgcos53°＝Ncos37°，解得a＝3.5 m/s²；对杯子和水的整体，由牛顿第二定律得：Mgsin53°－μMgcos53°＝Ma，解得μ＝0.75，故选B、C。

此题重在思维方式的转变，由学生思维中固有存在的、确定形状的、一定质量的物体，变成了没有特定形状和质量的物体，学生思维不易转变。物理学科核心素养提出：要培养学生“科学思维”能力，主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。学生的思维能力、推理能力、分析问题和解决问题的能力等的形成都是在学生具有建构物理模型能力的基础上发展起来的。故只有学生排除思维定势，才能在解题中做到因题而异，因地制宜，根据题的具体情况，采取恰当的思维方式。

二是思维混乱，分析能力和建模能力缺乏。

学生在遇到一个题目的时候，他的思维是发散的。有正确的思维，也有错误的思维。如果分析能力不强，就不能排除错误的思维，从而导致出现错误。物理的题目大多过程是比较复杂，而结果的表述是不难的。物理过程的分析就是建模的过程，如果建模能力缺乏，解题就有困难。

生活中的物理现象一般是比较复杂的，在中学阶段很难予以完美的解决。物理中的理想模型，是对实际物理现象进行了处理，通过条件的取舍简化了研究的问题。例如下面这道例题：

上高中的小王同学去其叔叔家的石料厂玩。发现了一个有趣的现象：在生产过程中，沙石都会自然堆积成圆锥体，且在不断堆积过程中，材料相同的沙石自然堆积成的圆锥体的最大底脚都是相同的，为了快速估测沙石之间的动摩擦因数，小王利用62.5dm³的沙石自然堆积了一个小的砂石堆，测出其底部周长为3m，则沙石之间的动摩擦因数约为（取π=3）（ ）

A.0.9 B.0.7 C.0.5 D.0.3

这道题虽然是一道选择题，但对学生思维能力要求较高，学生不知道沙堆的底脚大小跟什么因素有关，思维进入死角，很多学生对于此题根本找不到入手点。本题取材来源于生活实际，没有明确的研究对象和研究的过程，此题的难点就在于物理模型的建立。学生只有建构了物理模型，才能够利用物理规律去解决实际问题。而模型的创建离不开学生的思维活动。

模型建构作为一种认识手段和思维方式，是学生根据研究问题和情境，在对客观事物进行抽象和概括的基础上，构建易于研究的、能反映事物本质特征和共同属性的理想模型、理想过程、理想实验和物理概念的过程。我们在平时教学过程中培养学生模型建构的方法，从理论和实践两个方面增强学生的认识。

对于本题要想实现学生思维上的突破，一可以通过播放砂石厂搬运石子的视频增强学生的感性认识；二是通过沙堆的形成（石子从顶端不断堆砌，然后沿着石堆的侧面滑下来，随着石子的堆砌，斜面倾角逐渐减小，当倾角减小到一定程度时，石子刚好沿斜面匀速下滑时，倾角就不能再增大了）过程，让学生建立滑块斜面模型。通过这种理论联系实际的思维活动，能够极大程度的提高学生的科学思维，增强处理实际问题的能力。

教育的主阵地在课堂，唯有课堂发生改变，教育才有可能发生真正的改变。因此，增强教育服务创新发展能力，首先就要求教师改变课堂过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，要坚持学生的主体地位，将以往大部分由教师讲解的时间还给学生，由学生在课堂上充分体验、感悟，把学习的时间交给学生，真正让学生自主学习，让教学走上素质教育的道路，使立德树人的根本任务真正落到实处。