物理思维能力培养的方法与途径

高中物理教学重在培养学生创新意识、探究能力、自主学习能力等的各种能力.物理教师应该不断激发学习兴趣和对物理的求知欲，促进学生对物理学习的积极主动性，有效地提高物理教学的质量和效率.物理教学中需要每位教师关注正确教学思想的研究，从而使教学改革得到深化，正确的理论指导，教学改革将取得真正的成功.

1探究式教学目标，发散学生思维

实现高质量的素质教育，就必须让学生们养成独立思考与不拘于标准答案的习惯，并注重在教学过程中培养学生们的创新思维，而这一系列的要求，都符合开展探究式教学的目标.如，“宇宙航行”一课教学中， 先不直接讲解三个宇宙速度，而是给学生设置情境：（1）第一宇宙速度是怎样推导出来的？有没有其他方法？（2）将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个更容易？为什么？（3）发射速度和卫星绕地旋转的速度是不是同一速度？发射速度大说明了什么？卫星运转速度大又说明了什么？通过这样的一组讨论，学生会发现第一宇宙速度的推导办法，在讨论中始终处于一种兴奋状态.兴奋之余，深化了对第一宇宙速度的理解，同时也拓展了学生的视野，培养了学生的发散思维.

2创设物理情境，拓展学生思维

2.1从物理猜想出发

物理猜想是指从物理概念出发，让思想自由发散思维，冲破原有知识体系，提出新的猜想和设想.物理教学中如能恰当渗透猜想是引导学生发现提出解决问题的有效方法.

（1）顺向猜想.以潜在因素的特征、联系、变化趋向为线索，以物理问题为源.如加速度，引导学生从概念出发，即加速度与增加速度，速度变化与速率变化等.

（2）逆向猜想.将物理问题形成的过程反向思维，引发诱因.如，对理想气体可引导学生从理想气体向实际气体进行逆向反思，理想气体怎样还原为实际气体，实际气体是谁来决定的等.

（3）类比猜想.物理问题的关系和属性存在相近的判断推理.如电势的特性，电场力做功特征和等势面理解掌握.

2.2从思考价值出发

在物理教学中，要能够使学生通过教师创设的情境发现其中所蕴含的物理学信息，进而引发学生的思考，提出相关的物理学问题.然后让学生先独立思考，接着相互讨论，加强交流合作，拓宽思路，引发灵感，再进行深入的思考.

例1一个电源的电动势为6 V，内电阻为0.5 Ω，在做实验时，要求使外电路上的电热线获得9 W的功率，怎样合理选取电热线的电阻值？

分析设电热丝电阻值为R，

P=I2R=（εR+r）2R（1）

将已知数据代入（1），解得R1=2.9 Ω，R2=0.083 Ω.认为选取电热丝的电阻值R1=2.9 Ω或R2=0.083 Ω.但是忽视对具体问题的物理意义的讨论，若紧紧抓住物理规律再分析，则内耗功率与输出功率之比为：

取R1=2.9 Ω时，P内P外=I2rI2R外=rR1=0.52.9

取R2=0.083 Ω时，P内P外=I2rI2R外=rR外=0.50.0831.

通过分析发现，当取R2时电池内部消耗的功率很大，且比对外的功率大得多，很容易损坏电池.故应为R1=2.9 Ω.这样的过程可锻炼学生思维的逻辑性与敏捷性，同时锻炼学生的语言表达能力及应变能力.

2.3从化繁为简，简约性出发

我们所说的“简约”，不是一种简单，而是化繁为简、简洁、深刻、清晰、流畅.课堂教学情境的创设要简于形，而精于神，寓丰富于简单之中.有些教师为体现新课程理念，让物理课堂教学精彩，创设过多的教学情境，使学生失去了思维所需要的时间和空间，削弱了学生对情境背后知识的关注，扰乱了学生的正常思维.如，飞机与天鹅碰撞是一个异常复杂的过程，但掌握他们碰撞过程中有机械能损失和碰撞后两者的速度相等这两个基本特征，即可作为完全非弹性碰撞.用这一理想化的物理模型代替实际原型，解题就有了较清晰的思路.

例2（2014年海淀区模拟）如图1所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图2所示.由振动图象可以得知

A.振子的振动周期等于t1

B.在t=0时刻，振子的位置在a点

C.在t=t1时刻，振子的速度为零

D.从t1到t2，振子正从O点向b点运动

解析简谐运动中振子的周期是振子完成一个周期性变化所用的时间，由图直接读出；根据位移分析振子的位置和速度，振子在最大位移处速度为零，通过平衡位置时速度最大；根据位移的变化，分析振子的运动情况.选项A，振子的周期是振子完成一个周期性变化所用的时间，由图直接读出其周期T=2t1；故A错误；选项B，由图2知在t=0时刻，振子的位移为零，正通过平衡位置，所以振子的位置在O点，故B错误；选项C，在t=t1时刻，振子的位移为零，正通过平衡位置，速度最大，故C错误；选项D，从t1到t2，振子的位移从0变化到正向最大，说明正从O点向b点运动.故D正确.

点拨对振动图象读出周期、振幅和振子的位移情况，从而判断出其速度、加速度情况，是应具备的基本能力，应加强相关练习，做到熟练掌握.

3多媒体技术应用搭建智慧碰撞平台

3.1多媒体技术播放视频

对于抽象、学生难于理解的物理现象，只有利用多媒体技术来模拟这些过程，辅助物理课堂教学，才能化抽象为直观.如在讲授 “曲线运动”一节时可以通过过山车视频的多媒体教学方式来导入新课，此时部分学生可能会勾起自己体验时的心情或打算去尝试，提起学生精力集中的状态.教师抓住时机提出问题：当过山车运转到轨道高空的下面为什么也不掉下来？原理是什么？从而发散学生的思维，引导学生思考并提出假设，通过过山车视频加深学生课堂认知度，促使综合教学更直观性，进一步提升学习乐趣，从而使学生获得事半功倍的学习效果.

3.2利用动画模拟到多媒体

利用动画模拟使学生在问题的引领下从静态到动态，从抽象到具体，生动形象地理解问题原理.如，在学习“带电粒子在电场中的运动时”，由于无法在现实试验中模拟，可以运用多媒体，用动画模拟了带电粒子在电场中的运动，让学生一目了然，很快理解了所学知识.此外，我还经常引导学生进行分组讨论，培养他们的合作能力和分析能力.通过采用不同的教学方式，激发了学生的学习积极性，课堂效率更高，学习效果更好.又如弹簧振子，万有引力当中人造地球卫星的运动轨迹、其他天体的运动轨迹等都可以利用这些多媒体的手段，由原先静止的说教转化为现在形象、生动、直观的动画演示.

3.3利用网络中的视频资料加入到多媒体

拓展学生的视野，思考方式和实验的方法都很有帮助.同时，我们还可以利用仿真物理实验室进行实验，让学生做一些在现实中不能做到的一些实验，比如在学习自由落体运动的过程中，可以在仿真实验室中利用打点计时器加纸带，也可以利用光电门，还可以利用距离传感器，利用闪光照片等，采集到的数据也可以利用Excel软件来处理.

总之，教师在引领学生进行物理课堂教学过程中，必须紧密结合教学的具体内容和学生的实际情况，积极加强与学生之间的交流和互动，积极探索与创设各种有益的互动活动教学情境，不断提升教师与学生之间的相互探讨、相互交流、相互感知的合作式教学水平，促使他们物理知识面得到有效拓展，不断挖掘他们更加深层次的智力潜能.