培养良好习惯提升思维品质

培养良好习惯，提升思维品质

今年是江苏省普通高中新一轮课程改革的第五年。纵观五年的高考物理试卷，发现试卷在强调系统掌握基本知识的基础上，执行了“以能力测试为主导”的命题原则，全面考查学生对基础知识、基本技能的掌握程度和灵活运用所学知识分析问题、解决问题的能力。高中物理本来就难学，加上课改后物理考题越来越活，学生普遍感到物理问题越来越难解。如何破解教学难题？笔者结合自身的教学实际，从以下几方面作些分析探讨。一、养成认真读题的习惯，捕捉启发思维的触发点由于受初中物理学习方式的影响，普通高中学生对快速、准确阅读过程比较复杂、隐性条件比较多的物理题目有些困难。加上初中物理过程简单，思维深度浅，学生思维“惰性”影响了物理问题解答的正确性。有的教师在讲解物理题时，出示题目后，就抑扬顿挫地朗读，虽然教师的语音传递的信息有利于启发学生分析问题，但是也助长了学生的“思维惰性”，容易使学生养成审题依赖老师的习惯。当学生遇到较长的题目或者较复杂的说明时，在心理上就或多或少地产生畏惧感，学生就很难独自读通读懂题目。鉴于此，笔者在上习题课时，在呈现题目后，就组织学生自己读题，自己分析。让学生明白，根据“句号和分号”的位置，把一个复杂的物理过程分解成几个简单的问题。准确找出物理题中的关键词，就可以建立正确的物理模型，就可以让学生根据定律、原理解题，比如，平衡、光滑、静止、缓缓、匀速（匀强、均匀）、恰好、最高（最低、最大、最小）、水平（垂直）等等。【例1】如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，电场沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的点时速率为，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x=2h处的点进入磁场，并经过y轴上y=-2h处的点。不计重力。求(1)电场强度的大小。(2)粒子到达时速度的大小和方向。(3)磁感应强度的大小。（2004年全国卷高考题）解析：题目中的“句号”把题目分成两个部分，前一部分讲的是匀强磁场和匀强电场的性质，后一部分讲的是物理过程。在前一部分又有“分号”隔断成两句话，前后两句话说的是以“x轴”为界，场的上下两部分空间存在性质不同的场。后一部分，也有“分号”分隔成两句话，前后两句话分别交代带电粒子在第一、第四象限中的运动状况。把握了这两点，我们就能在图中画出正确的粒子运动轨迹。然后，找准题目中的关键词，再运用牛顿运动定律和圆周运动的知识求解，思路十分清晰。(1)粒子在电场、磁场中运动的轨迹如下图所示。设粒子从到的时间为t，电场强度的大小为E，粒子在电场中的加速度为a，由牛顿第二定律及运动学公式有：实践证明，激发学生思维的信号源不应仅仅是教师的“语音”信号，题目中的文字符号也是非常重要的。所以，只有在平时重视学生养成自己认真读题的习惯，善于在字里行间捕捉思维的触发点，才能真正启发学生独立思考，提升思维品质。坚持这样的训练，学生就能在独立解决问题过程中（比如考试中）占得心理优势，从容应对一切复杂问题。二、整体把握复杂的物理过程，提升思维的深刻性对物理过程的分析，就是培养学生思维的深刻性和敏捷性。学生能够全面完整地把握物理过程，进行由表及里、由浅入深、去粗取精的分析，其本身就是学生思维能力、分析问题能力、解决问题能力的体现。所以，在教学过程中，抓住关键词，分层分段分解物理过程，建立相应的物理模型，是训练思维能力和提升思维品质的重要工作。【例2】如图所示，半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A。一质量m=0.10kg的小球，以初速度m=7.0m/s在水平地面上向左做加速度a=3.0的匀减速直线运动，运动4.0m后，冲上竖直半圆环，最后小球落在C点。求A、C间的距离（取重力加速度g=10）。（2005年广东高考题）解析：这道题目应该分几个过程来分析，首先是在水平面上的匀减速直线运动；其次，是竖直平面内的圆周运动，由于这是个半圆，所以是绳的模型，要考虑能否冲到B点，经过判断冲到最高点的速度；再则，球离开B后做平抛运动，利用平抛运动的知识就能求解AC的水平距离。这种多过程复杂问题的分析，有必要借助示意图、表等形式，展示物理情景，增加问题的直观性。也可以引导学生由此及彼地联想，联想以前探讨过的、与各个过程相对应的简单的物理问题。让学生明白，复杂的物理问题，无非是几个简单的物理过程的组合。分析一个复杂的物理过程，也无非是把已经组合的几个物理问题分解出来，逐个解决。思维敏捷的学生就能及时地发现其中的“奥妙”，思维深刻的学生，能够一眼看穿题目中设置的“陷阱”，在解决问题过程中，做到“滴水不漏”。一句话，教师指导学生进行习题训练，就是教会学生分解过程、化解问题。三、建立合理生动的物理模型，架起形象思维与抽象思维之间的桥梁高中物理教学对学生思维发展而言，更注重抽象思维、逻辑思维能力的发展。物理模型是联系形象思维与抽象思维之间的桥梁，是一种理想化的物理形态。学生善于从纷繁复杂的实际物理过程和物理原型中抽象出物理模型，并以之启动逻辑思维，是思维深刻性发展的基础。学生具备这样的思维品质，就能抓住问题的主要方面，舍弃次要方面，从具体事物中抽象出物理模型，并对复杂的过程作简化处理。在高中物理中，常见的理想对象模型有“质点”“点电荷”“单摆”“理想气体”“弹簧振子”“理想电流表”“理想电压表”等；常见理想环境模型有“光滑面”“匀强电场”“匀强磁场”等；常见的理想过程模型有“自由落体运动”“匀速直线运动”“简谐运动”“弹性碰撞”“等幅振荡”“等温变化”“等容变化”“等压变化”等；常见的问题模型有“子弹打木块”“人船模型”“双星模型”“竿和绳模型”等。如果学生能在审题后建立正确的物理模型，那么题目就可以迎刃而解了。【例3】近期《科学》中文版的文章介绍了一种新技术——航天飞缆，航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统。飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖曳力，它还能清理“太空垃圾”等。从1967年至1999年的17次试验中，飞缆系统试验已获得部分成功。该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释。如图为飞缆系统的简化模型示意图，图中两个物体P、Q的质量分别为，柔性金属缆索长为l，外有绝缘层，系统在近地轨道做圆周运动，运动过程中Q距地面高为h。设缆索总保持指向地心，P的速度为。已知地球半径为R，地面的重力加速度为g。(1)飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。设缆索中无电流，问缆索P、Q哪端电势高？此问中可认为缆索各处的速度均近似等于，求P、Q两端的电势差；(2)设缆索的电阻为，如果缆索两端物体P、Q通过周围的电离层放电形成电流，相应的电阻为，求缆索所受的安培力；(3)求缆索对Q的拉力。（2005年北京高考题）解析：这是一道阅读信息量较大的高考题，学生要从背景信息中转化成已经学过的物理模型。缆索在地磁场中运动，相当于金属棒切割磁感线。建立这样的物理模型，就不难解决第一问缆索的电动势：；P、Q两点电势差，P点电势高。第二问考查的是闭合回路的欧姆定律，在第一问的基础上考生很容易得到缆索电流，安培力第三问建模有点难度。Q是受地球引力和缆索拉力作用下的圆周运动，如果能想到这一点，求解就迎刃而解了。由圆周运动的知识，可以得到Q的速度，并设为，Q受地球引力和缆索拉力作用学生建立起生动的物理模型，就能举一反三、触类旁通地思考问题，思维的灵活性可得到有效的训练。所以，教师在启发学生思维的过程中，帮助学生建立合理生动的物理模型，是一件十分必要的工作。这也是物理课堂教学区别其他学科教学的一个基本特征。四、尝试解决物理问题的各种方法，培养学生的创造力高考中的独创性是指学生面对试题所提供的新颖的情境，能够充分运用自己所学的基础知识和技能，提出独到的主意或解决办法，或是得出比较独特的结论。独创性是创造性思维能力的一个重要标示。一个学生如果具有一定的独创性，则反映了他所掌握知识的全面性、对知识理解的深刻性，且具有较强的迁移能力。在物理题目中，顺向思维是占主导地位的，但有些题目如果能逆向思维，那原本复杂的问题就变得简单化了，如匀减速直线运动逆向，则是匀加速直线运动。【例4】将某种长方体材料锯成A、B、C三个物体，然后再对拼在一起放在光滑水平面上，如图所示，已知。现用8N的力F从正面推C，使得A、B、C组成的长方体保持矩形的整体沿力的方向运动。试求运动中B与C间的静摩擦力的大小和方向。解析：将A、B、C视为整体，用牛顿第二定律，得整体的加速度为，取B为研究对象，它只受到C对它的作用力，其大小为：，方向与B、C接触面成30°，按正交分解方法，不难得B、C间静摩擦力大小为，其方向与成30°。这里利用了力的合成与分解的可逆性来解题。由于把问题情景倒过来进行思考，求解摩擦力就显得方便了。学生的创造力来源于思维的批判性。在教学过程中，教师应注意培养学生质疑的习惯，“这是不是唯一