高中物理培养学生思维探究能力浅析

廖桂兰

【摘要】对于刚刚上高一的学生来说，高中物理内容要比初中的物理复杂多了。每次课堂教学时，教师都会安排学生们进行实验分析、问题假设等，注重对学生思维探究能力的培养。基于此，本文选择了《生活中的圆周运动》为案例，分析思维能力培养措施，结合物理概念、物理模型分析与实验教学等加强学生思维能力。

【关键词】高中物理;思维探究能力;思维培养

引言

高中物理教学内容中都会涉及到很多的实验部分，要求学生能够从实验中深刻理解物理知识，通过实验操作来培养学生们的思维能力与操作能力。教师在进行高中物理知识讲解的时候，不能再像以往那样直接将知识一股脑地灌输给学生，需要引导学生自己去发现问题、思考问题，利用自己的物理知识与操作分析来解决实际问题。这需要教师在课堂上能够转变自己的教学理念，让学生成为课堂的主人。

1、高中物理思维能力培养措施

1.1通过物理实验培养学生思维能力

高中物理是一门具有很强逻辑性的课程，里面涉及的实验内容很多，大部分都和学生们的日常生活有着非常密切的关联。若是能够在教学中融合物理实验和实际生活，这样就可以有效提高学生的思维。那具体该如何操作才能实现这一教学目标呢？通过相关文献资料查阅和实际考察分析结果来看，首先教师作为课程教学中的主讲师应该要尝试新的实验方法，在物理实验开始的时候不能一下子就将所有的东西都拿出来给了学生，要让学生们学会自主探索，通过各种猜想与实验得到结果。然后在物理实验教学之中教师还要进行演示，通过实验来吸引学生们的注意力，并引导学生们进行实际操作。最后在讨论实验结果之时，教师可以安排学生们组成小组进行交流，也可以师生探讨实验问题，通过各种理念与观念的相互碰撞产生不一样的思维方式。这样学生们的思维能力就可以在无形中产生，逐渐养成思维探索能力。比如在进行粤教版高中物理《生活中的圆周运动》教学时，借助我校模型社的基础，我把模型社的车模训练搬上课堂，让学生体验在“拱桥”上“开车”的情境。“开车”时，我引导学生思考：

（1）.用模型车在拱形路面上行驶，模型车在最高点受哪些力的作用？

（2）.模型车通过最高点的速度大小不同，模型车在最高点受到的向心力和对路面的压力相同吗？用给出的已知物理量写出模型车的向心力和对桥面压力的表达式;

（3）.在已知模型车质量m，拱形路面半径R的条件下求出模型车的临界速度Vmax的表达式。

（4）.尝试模型车速度足够大（等于或大于临界速度）的时候，是否会像我们分析的那样，会脱离桥面。

这样，我们就可以从观察中让学生们进行讨论、研究，引导学生们开始发挥自己的思维能力，通过实验演示推演出实际生活的汽车通过拱桥时可能出现的问题，从而获得理论结果，最后再安排学生们进行讨论交流，总结圆周运动的相关知识。（如下图的教学过程设计）

1.2在物理概念中培养学生探索思维能力

高中物理中的许多内容都偏向于物质运动，材料上面描写的概念也很简单明确。教师在进行学生探索思维能力培养时，应该树立新的教育理念，积极开发创新教学方法，引导学生们进行自主探究物理问题。比如在高中物理《生活中的圆周运动》教学时，教师就可以引导学生们进行对比分析，通过物质运动中的相关概念来尝试阐述圆周运动规律，一步步走向教学目标，引导学生利用实例分析来深化自己对运动与相互作用的理解。如：在上例中，我列举的例子是汽车在拱桥模型中行驶的运动特征分析，那么，我现在换成凹性的路面，汽车的行驶特征有如何？（教学设计如下图）

在这过程中，学生可以通过一个个问题假设与实际操作来分析物理概念，深入了解圆周运动的轨迹、作用力等等。只有这样学生们才可以跳出课本给予的框架限制，从不同的角度来思考问题，发现问题的本质，最终寻找到解决问题的办法。

2、通过实例的分析归纳出物理模型的特点，增强学生思维能力

高中物理阶段的学生在学习物理知识的时候，难免会出现一些畏难情绪，觉得物理太难了。就算自己倾尽一切努力，也很难在物理方面有明显的提升。这是因为学生在高中物理学习方面没有用对方法，导致在课堂上不能时时跟随教师的脚步。这样在遇到一些比较深入的物理知识时很容易就会卡壳，从而影响到课堂学习效果。教师想要帮助学生们解决此问题，就需要用到模型分析，利用模型来引导学生们发现事物的本质，从模型之中寻找到建构因素，通过因素来建构模型。然后教师还要引导学生们对物理模型进行思考，通过所需内容来构建模型。在模型构建过程中，学生可以了解这部分的物理规律，通过知识过渡到物理公式，将抽象化的物理模型变得更加动态和具体。这些都需要学生拥有较强的物理思维，能够在模型构建中发散自己的思维模式。比如在粤教版高中物理《生活中的圆周运动》教学时，我引导学生们从生活中寻找圆周运动的实例，并对它们进行分析、归纳，结合理论知识来构建物理模型，通过物理知识和物理原理分析养成科学思维。（教学过程如下图）

通过对拱形桥和凹形路面的分析学习，我们归纳出，这两种路面的规律特点，从而整理出相关的物理模型——球杆在竖直面内做圆周运动和小球在竖直管道内做圆周运动的模型，加深学生的学习和知识的拓展应用。（如下图）

同时，我还可以利用模型分析来培养学生对模型的认知与理解能力，通过模型应用解决圆周运动问题，提高学生解决问题的能力。对本次知识模型化归纳后，我设计了这样一道题让学生思考：

例：一辆卡车在丘陵地匀速行驶，地形如图所示，由于轮胎太旧，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是（       ）

A. a处        B. b处        C. c處         D. d处

学生在已知的模型基础上，思考卡车在凸面的受力和凹面的受力情况，同是在凸面或凹面，受力大小与什么因素有关等问题。学生通过画受力分析和写出各力之间的关系式从而得出答案。

3、通过实验教学优化增强学生创新思维

高中物理是一种在实验基础上建立起来的学科，课本中所涉及到的物理知识很多都需要实验分析。因此在高中物理课堂上，教师通常都需要进行实验教学，利用实验帮助学生消化物理知识，巩固物理公式、概念等。同时，实验教学还能够提升学生们的素质水平，增强学生创新思维能力。在实际教学中教师还要根据具体情况来引导学生们进行实验改革，通过实验条件帮助学生们解决问题。比如在粤教版高中物理《生活中的圆周运动》教学时，教师就可以通过模型车代替轿车，通过弯曲模板表示，拱形桥，通过问题引导指引学生们如何做实验。在实验优化方面，我们可以假设小车需要通过一个凹形路面，让同学生们分析小车通过凹形路面时，对路面的压力与什么因素有关，写出压力的表达式。此时学生们就可以参照拱形路面分析思路来分析凹形路面，将物理知识学以致用。在这过程中，教师可以通过PPT展示小车通过凹形路面的过程，指引学生寻找相应的实验材料，增强学生创新思维能力。

4、结语

综上分析来看，高中物理中的课堂教学并非简单的知识传授和讲解，需要学生们自己尝试分析和思考问题，在实践过程中养成良好的思维能力与学习习惯。教师作为课堂上的参与者和引导者，需要利用一些模型、实验教学来帮助学生解决问题，引导学生参与课堂活动，让学生们在良好的氛围中掌握物理知识，学会用物理思维处理生活中的问题。

参考文献

[1]陈辉，陈泽南，陈帆.基于物理核心素养的教学素材开发——以生活中的圆周运动为例[J].物理教师.2019（8）：20-22.

[2]王大伟.如何运用DIS辅助学生完成高中物理实验——以“生活中的圆周运动”为例[J].试题与研究：教学论坛.2021（14）：92.