高中物理解题中科学思维方法的教学策略

申翰聪

摘要：物理是现代科学的重要组成部分，按照现代科学思维方法进行高中物理解题思维的训练，不仅可以培养高中生科学精神，而且可以引导学生在解题过程中打破固有思维的限制，提高物理学科理论的实用性，把物理知识变为学生实际应用能力，达到提高教学质量与效率的目标。

关键词：高中物理 解题思维 教学策略

本文主要在探究科学思维方法的基础上，丰富高中物理学科的解题方法，引导学生在掌握物理规律的同时，实现对物理规律使用方法的创新突破，从而满足高中生物理学习需求，提高学生有效应对物理问题的能力。

一、科学思维方法的内涵

（一）科学思维的特点

科学思维是研究科学问题的基本方法，是可以有效透过现象分析事物本质的方法。科学思维方法主要有以下特征：首先，科学的思维方法是系统性的思维方法，可以全面考虑科学问题，形成层次结构清晰，理论构架完整，突破经典学科限制，实现学科知识广泛联系的思维方式。现代科学思维更注重从简单思维向有着较高好系统性和控制性方向过渡，试图运用定量与定性分析方法诠释事物。其次，科学思维方法有不确定性特征，尤其是在物理相对论、宇宙学科发展的基础上，科学思维更强调规律发生作用的条件，更愿意用不确定性的思维来打破固有理论限制，从而实现创新性的思维。第三，现代科学思维有发展性，现代科学思维承认分歧，同时注重运用辩证的方法来证明分歧，同时强调运用互补的方式来实现相互补充，例如，牛顿经典力学与相对论的互补，从而为了更好的解决问题提供方案，全面提高解决问题的效率。

（二）高中物理解题必备意识

提高高中解题教学的效率，必须提高学生的科学思维意识，让学生运用有效的思路方法解题。首先，要求学生具备质疑精神，能够以客观的态度进行严谨的分析，促进学生仔细观察现象的基础上，培养学生科学解题态度，让学生把物理理论知识带到实践中去，达到促进学生理解物理问题实质的目标。其次，培养学生实事求是态度，把已知、概念、判断、推理等联系在一起，实现思想的贯通，不断引导学生增强物理解题有效性。第三，运用例题培养学生探究意识，增强物理学习趣味性，把知识与趣味有机结合，让学生感受实验教学中的乐趣。第四，注重采用归纳总结的方法，促进学生对物理知识的整体剖析，实现部分与整体的有效整合，避免学生在解题的过程中犯同样的错误。第五，还要实现物理解题思维多样性教学，注重引导学生运用多样的手段解题，达到拓展学生解决物理问题思维、促进学生高效解题的目标。

二、培养学生物理解题思维的原则

（一）整体与隔离的原则

高中生在物理解题的过程中应当运用整体与部分的科学方法，既要在大背景下考虑物理问题，同时又要注意局部的细节，从而把物理量之间本质联系挖掘出来，并且把物理分析有效分解为几部分，实现先整体后局部，以及从部分或整体中分析出隐含條件，实现有效解决问题的目标。例如，在例题轻绳一端系一质量为M的物体，另一端系在穿过横杆AB的圆环上，用拉力F拉动绳的某一点，使物体M缓慢上升而圆环保持不动的情况下，拉力F、环与横杆之间的摩擦力f和环对杆的压力N的变化情况如何？教师主要引导学生考虑M在竖直情况下的受力，以及在运动时的受力情况，然后在综合考虑变化过程中摩擦力与拉力之间的关系，由此可以得到当拉动角度越大时拉力F变大，f也变大。

（二）归类与转化原则

高中物理解题的过程中实际上是运用物理定律有效分析物理现象的过程。因此，只有建立起必要的物理解题模型，正确选择物理问题解题的知识门类，才能达到帮助学生分类物理问题、明确物理问题属性、提示学生解题技巧的目标。学生只有善于归类物理问题，才能找出有效的解题办法。例如，在AB两球质量相同，用固定长度细线连接，置于均匀电场当中，小球带正电，且电量分别为Q1、Q2将细线拉直并与电场方向平行，将两小球从静止状态释放，求两小球之间的库仑力。本题从表现看是电学问题，实际上可以转换为力与加速度的力学问题，教师可以引导学生在牛顿第二定律条件下，促进学生运用相关的力学知识解决问题。

（三）使用正反向思维

高中物理解题教学还要引导学生具备正反向互动思维，正向思维就是按照物理现象的发展过程进行思考。逆向思维就是由物理变化的结果反推物理现象原因的思维。学生具备正反向相互转化思维，可以简化问题分析的过程，促进学生理解物理问题，达到全面提高解题效率的目标。例如，匀速行驶的汽车制动8秒，若最后1秒汽车移动2米，求该车加速度和初速度。教师引导学生把制动过程看作初速度为零的匀加速运行的逆过程，那么最后1秒位移可以看成匀加速的最初1秒的位移，这样可以简化物理分析过程，促进学生运用运动公式更好解决问题。

三、科学思维方法具体应用

（一）理想化法

理想化法主要用来假设运动变化理想状态，引导学生在忽略次要因素的基础上，促进学生研究物理问题的宏观特征的方法，帮助学生运用理想化的模型来理解抽象的问题，例如，在电荷、匀速直线运动和自由落体运动等，以及光滑斜面都是当前物理问题的重要背景，只有学生掌握理想化的分析问题方法，才能促进学生有效运用相关知识思考物理问题。

（二）控制变量方法

在研究同一物理问题时，物理问题往往受到不同物理量影响，教师应当在确定不同物理量关系的基础上，保证所有相关物理量不变，只变动其中一个物理量，从而研究相关物理量关系，这样可以达到理解物理量关系和有效验证定律目标。

（三）图像分析法

图像分析也是解决物理问题常用的分析方法，图像分析方法可以直观研究物理量的变化，可以结合物理定律表现物理变化过程。例如具体包括直线运动图像，矢量运动图像等。在图像中主要运用点、线、面和截面等来反映物理量之间的关系，并且赋予图像直接的物理学意义，从而根据图像求出未知量，找到巧妙的解决问题途径，切实反应出量与量之间的变化，这种方法有其它解题方法不可替代作用，是多侧面解决问题的手段。

四、结语

高中物理解题教学中使用科学思维方法，可以促进学生透过物理现象深入理解物理问题本质，有效提高物理解题的效率，达到促进学生有效应用物理知识，提高物理教学综合性，全面培养学生解题能力的目标。

参考文献：

[1]丁宏伟.常用思维方法在高中物理解题中的应用[J].中学物理教学参考，2010，（10）.

[2]罗旭昉.几种思维方法在高中物理解题中的应用及实例[J].考试周刊，2010，（37）.

[3]李秀萍.科学探究物理解题思路与方法[J].新课程改革与实践，2012，（23）.

（课题研究：肇庆教育发展研究院课题《物理问题解决与思维策略选择的研究》，课题编号：ZQJYY2016091;作者单位：广东省四会市四会中学高中部。）