浅谈高中物理思维能力的培养

刘辉兰

【摘要】 具备较强的思维能力是学好高中物理的关键，这就需要教师引导学生培养分析和解决问题的思维能力，让学生对知识从感性的认识上升到理性的层面。例如，向学生解剖问题的实质，利用类比法等有效方法，能够加深学生对问题的认识，从而提升学习物理的能力。

【关键词】 高中物理 分析问题 解决问题 思维能力

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2014）03-046-02

引言

与初中物理相比，高中物理显得的内容多，难度大，灵活性强，因此能力要求也高，尤其是分析问题解决问题的思维能力。笔者通过高一物理的教学发现，刚接触高中物理不久的学生，往往缺乏自主的融会贯通的能力，不会灵活分析和处理问题，不能真正地把握问题实质。这也是由于高中物理能力要求高，而学生又没能及时培养较强的思维能力而导致的。而有些教师在教学过程中，只是机械盲目地讲每一道题，没有去引导学生思考为什么，即没有把问题最本质的东西解剖出来。受力分析、功能问题、复合场等问题，情境抽象，难度逐渐增大，几乎贯穿整个高中物理。如果没有及时锻炼分析和解决问题的思维能力，就会觉得物理越来越难学，越来越害怕物理。这就需要教师有意识地引导学生去培养学生的思维能力，促进学生有效地学习高中物理。

一、向学生解剖问题的实质，锻炼思维

刚接触高中物理不久的学生，往往不会灵活分析和处理问题，不能真正地把握问题实质，结果对问题理解不透彻。而有些教师没有引导学生思考为什么，即没有把问题最本质的东西解剖出来。如例1：

例1：如图1所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳拉紧.从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（ ）。

A. h B. 1.5h C. 2h D. 2.5h

解析：选B. 根据在b落地前，a、b组成的系统机械能守恒，且a、b两物体速度大小相等，3mgh-mgh=12（m+3m）v2v=gh，可求a可能达到的最大高度为1.5h.

学生不明白，拉力对小球做功，为什么a、b组成的系统机械能守恒，为什么在此不考虑内力做的功？这时要向学生把问题解剖：拉力对a做正功Fs，对b做负功-Fs，则对于系统，正功Fs和负功-Fs刚好抵消，拉力做的总功为零，即这道题中内力不做功。

特定的问题，有必要把问题解剖出来分析，学生就会豁然开朗，还让学生把握问题的实质，对知识的理解上升到理性的层面。

二、引导学生融会贯通，发散思维

学生还缺乏融会贯通的能力，对知识理解不透彻，生搬硬套，结果导致错解。如例2：

例2：如图2所示，木块静止在光滑水平桌面上，一子弹以初速度v0平射入木块的深度为d时，子弹与木块相对静止，在子弹入射的过程中，木块沿桌面移动的距离为L，木块对子弹的平均阻力为f，那么在这一过程中（ ）。

A.子弹的机械能减少量fL

B.木块的机械能增加量为fL

C. 子弹和木块整体损失的机械能为fd

D. 子弹和木块整体损失的机械能为f（L+d）

解析：选BC.对木块由动能定理：fL=12Mv2-0可知B对；对子弹由动能定理：-f（L+d）=12mv2-12mv02可知A错；结合面两式，可知子弹和木块整体损失的机械能为fd.

学生可能通过例1，认为系统的内力不做功而导致错解。有的教师只是这样跟学生解释：因为摩擦生热，会导致机械能损失，内力即摩擦力做功。但学生还是茫然。

这时应该引导学生对比，例1中，因为小球a和b经过的位移大小相等，才导致拉力做的总功为零。但例2中，木块和子弹的位移不相等，即木块与子弹有相对位移，对于系统，正功fL和负功-f（L+d）不抵消，功不为零，即例2这道题中不能简单就就认为内力不做功。

还可以比较例3和例4，让学生了解，不同的物理情境，却也有相同的物理模型。

例3：如图3所示的单摆，摆球质量为m，悬线长为L，将悬线拉至水平然后释放，球经过最低点时，求：

（1）小球运动到最低点时的速度；

（2）小球在最低点时对绳子的拉力。

例4：如图4所示，AB是竖直平面内的光滑的四分之一圆弧轨道，半径为R，一质量为m的小球自A点起由静止开始沿轨道下滑，求：

（1）小球运动到最低点B时的速度；

（2）小球在最低点B时对轨道的压力。

三、引导学生灵活应用，活跃思维

思考家狄伯诺说：“你朝一个方向看，看得再努力，也无法看出新方向。”因此，遇到难题时，要具备活跃的思维，从而找到最佳解决办法。如整体法与隔离法、类比法、图像法等方法的灵活应用。下面举几个例子：

1. 类比法在复合场中的应用

例5：如图5所示，固定的半圆弧形光滑轨道置于水平方向的匀强电场E和匀强磁场B中，轨道圆弧半径为R.质量为m的小球（可视为质点）放在轨道上的C点恰好处于静止，圆弧半径OC与水平直径AD的夹角为。将小球从A点由静止释放，小球在圆弧轨道上运动时，对轨道的最大压力的大小是多少？

该题可以按照用等效的思想来分析，将小球所处的电场和重力场等效为复合场M，类比在重力场中的物理模型。

如果硬生生地告诉学生解题过程，学生往往接受不了，但通过类比重力场，学生就会豁然开朗，同时还让学生提高灵活应用类比法的能力，活跃思维能力。

2. 整体法与隔离法的广泛应用

学生习惯性地对独立的个体分析问题，而有些问题中的包含多个物体，变得非常复杂，但如果能够灵活地应用整体法与隔离法，问题就变得很简单。如例6：

例6：如图6所示，有两个带有等量异种电荷的小球，用绝缘细线相连后悬起，并置于水平方向匀强电场中.当两小球都处于平衡时其可能位置是（ ）。

3. 简单快捷的图像法

图像法的特点之一是使物理过程或问题一目了然，物理必修一速度这一节中关于平均速度的问题：

例7：甲乙两物体从同一地点同时沿一直线运动，甲物体前一半时间内平均速度为v1，后一半时间平均速度为v2，乙物体前一半位移的平均速度为v1，后一半位移的平均速度为v2，（v1不等于v2）甲乙谁会先到达目的地？

这题计算相对冗长，这时图象就显示出了其优势，根据问题给出的条件和v-t图象（如图7所示），由于甲乙的位移相等，从而在同一坐标下比较两者的v-t图象可以判断出甲乙运动时间的长短。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 张大均：《教与学的策略》，北京：人民教育出版社2003年.

[2] 刘力：《新课程理念下的物理教学论》，北京：科学出版社2006年.