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高中物理解题思维障碍问题及应对策略

2022-08-09闫立发

学周刊 2022年27期
关键词:高中物理解题物理

闫立发

(河北内丘中学,河北内丘 054299)

高中物理是一门重要的课程,是高考必考的一个关键科目。教师在了解学生物理知识掌握情况的过程中,一般通过例题计算的方式评估学生的学习效果,便于对学生的解题能力进行客观评价。所以教师在这方面必须要给予正确的引导与启发,促使学生尽快消除思维阻力、打破解题障碍,大大提高课堂学习效率。由于物理基本概念属于基本知识的一个重要组成部分,物理实验则属于学生学习内容拓展的一个重要方向。为了能够更客观、全面地分析学生物理解题过程中的实际表现,下面首先对“物理基本概念、物理实验验证”等内容进行简单概述,然后分析高中生物理解题过程中存在的思维障碍问题,进而针对具体情况总结出一些有效的应对策略,希望为提高学生的物理学科成绩带来支持与帮助。

一、物理基本概念与实验验证教学的内容

(一)物理基本概念的教学内容

若要学好物理知识,必须掌握基本概念与定理,这是帮助学生巩固物理学科基础、提高学习成绩的一个先决条件。现以“静电现象及其微观解释”为研究课题,着重探讨学生学习“物理基本概念”的成效及具体应用情况。比如,在介绍“静电场”等相关知识的过程中,教师需要向学生介绍两个基本概念,即正电荷与负电荷。接下来,教师需要在课堂上导入一些疑点:“在夜晚休息的时候,我们脱衣服可能会发现一些亮点,那为什么会出现这种情况?”学生一般能够结合日常生活经验、基本常识等找到答案:衣服之间的摩擦能够形成静电。随后,教师需要再次提问:“电荷有正电荷与负电荷两种,那么静电属于哪一种?”此时,大部分学生沉默了,他们不知道该如何回答这一个问题。

一般来说,通过日常生活与基本常识等渗透到日常教学活动中,便于教师能够引入接下来的物理知识,为明确课堂中的教学重难点做铺垫。“丝绸摩擦过的玻璃棒能够产生正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒能够产生负电荷,如果同性电荷接近,则会出现排斥现象;如果异性电荷接近,则会出现吸引现象,这就是所谓的同性相斥、异性相吸的原理。”由此看来,在向学生介绍电荷守恒定律知识的过程中,电荷并非平白无故地被创造的,当然也不会平白无故地被消灭,唯有从物体的一部分转移至另一部分,或者由一物体转移至另一物体,但是在转移期间电荷的总量是固定的。

(二)物理实验验证教学的内容

在物理教学中,实验教学是其中一个重要的组成内容,所以培养学生的验证意识与能力非常重要。接下来以“电荷守恒定律”“恒定电流”等例子介绍验证实验的具体教学流程与方法。

为了让学生能够更加全面、清晰、客观地掌握物理电荷的基本特征,高中物理教师在上课前需要提前准备好与教学相关的实验用品或器材,然后鼓励学生积极参与动手实践活动,由此能够对“正负电荷的物理学定义”进行验证与解析,以便能更全面地思考“同性相斥,异性相吸”等应用原则。若要增强实验教学质量,教师需要结合学生的学习成绩对其科学分组,每组3-5 名学生,在操作期间,必须要强调实验过程的安全性、有效性、科学性等。接下来教师需要将各个小组的实验过程及结论等进行正常地放大,确保学生能够更加清晰地认识及了解实验过程中的每一个环节与细节,由此能够逐步增强课堂教学质量。接下来我们以一个典型的物理实验对教学过程进行解析。

教师以“恒定电流”的教学内容为学生设计一个验证性实验。考虑到这一章节的知识点有电流、电阻、焦耳定律、串联电路、并联电路等,存在一定的抽象性,不容易被学生理解与掌握。为了增强教学质量,教师需要安排学生进行实验验证,方可提高学生的理解能力。例如,当向学生介绍“并联与串联电路”等相关知识的过程中,若要让学生更全面地理解相关知识点,教师需要把“翻转课堂”和“实验教学”全面融合。由于这一节课的教学重难点是鼓励学生通过实验正确理解及掌握“并联与串联电流、电压等变化特点”,在实际教学的过程中则需要对教学过程进行精简处理,确保学生的思路更加清晰,从而找到学习重点。

为了让学生在实验过程中拥有充足的探索时间,并逐步增强验证实验的教学质量,教师需要筛选出教学中的重难点,然后编制出一些学习技巧与方法,鼓励学生在课下进行自主预习与复习,以便高效率地掌握相关知识。让学生在自主预习与复习期间,能够结合不同的学习要点思考相应的问题,并产生一些疑问,例如:串联电路中的电流是否完全相同,如果其出现故障,是否能够构成回路?学生在实验研究期间需要带着问题进行动手操作,以便对整个实验过程的相关数据、参数等进行记录、解析,从而验证教材中的相关知识,保证其覆盖的物理定理、概念等具备一定的精准性、合理性等。教师课前要求学生进行预习,因此大部分学生对相关知识并不陌生,从而学生在实验操作中能够自主思考,在一个相对充裕的时间内进行深入剖析。教师也可以鼓励学生对“电路电流实验”进行拓展性设计,由此来培养学生的创新意识、逻辑能力等,促使学生的学科核心素养大大提升。

二、高中物理解题思维障碍问题及原因

(一)问题

在高中物理教学中,培养学生的思维发散能力是非常重要的,能够让学生灵活、有效地解题。不过,考虑到一些学生并未掌握正确的学习方法,而且还存在一些心理问题,在学习物理知识的过程中很容易出现思维障碍。因为这一原因的影响,导致学生在解题过程中遇到一些阻力与限制。从概念上看:物理解题思维障碍是指在解决一些物理习题的过程中,不可避免地进入思维黑洞或瓶颈中,导致思维僵化,由此无法独立或者顺利地寻找解决问题的方法。从类型上看,包括两种:其一,教师教学中存在的问题。因为大部分教师的解题与教学方法会对学生的解题思路造成一定的影响,如果教师的教学方式相对死板,或者解题方法相对单一,久而久之会使学生出现思维局限。其二,学生学习中存在的问题:一些学生通常是根据以往的习惯或经验进行解题,个别学生在解题的过程中能够总结出一些心得与体会,甚至能够整理出一些科学、有效的解题套路。但是时间长了,这一类学生很容易习惯在解题的过程中套用相关方法。不过物理问题并非长期固定的,一些物理例题的类型一样,但是内容不同,这需要学生的解题思维更加活跃,并灵活地运用多元化的方法进行解题,所以在这种情况下,一些学生会出现思维障碍,无法达到活学活用的目的。

(二)原因

解题思维是高中生必须要具备的一个学习技能,它对于学生的学习成绩提升、综合性发展等具有一定的重要意义。分析高中物理教学中学生解题思维障碍的原因,方可有针对性地引导学生按照课本内容进行教学,由此来帮助学生克服困难。对此,通过深入性分析,发现了三个方面的原因。

1.应试教育的限制。由于传统应试教育在我国教育事业发展中的影响是根深蒂固的,对于广大一线教师来说,日常教学的根本目的是提高学生的考试成绩。所以很多教师在这种固有的教学思想的主导下,习惯性地将相关知识直接灌输或传输给学生,导致学生出现了“死记硬背”的学习行为,而且也会导致学生的学习目标变得过于模糊,从而在记忆、理解的过程中过于盲目。尤其是对于高中生来说,他们在学习物理知识的过程中,面对的是一些枯燥、复杂的知识点,导致学生在死记硬背、盲目记忆的过程中无法更全面地理解与掌握,这必然会对学科成绩的提升带来不利影响。所以,在高中物理教学中,如果师生不能完全摒弃传统应试教育带来的各种弊端及干扰,依旧习惯通过死记硬背的方式进行学习,自然无法适应高中生活,从而出现思维障碍问题。

2.生活经验造成的局限性。在高中物理知识学习的过程中,需要与现实生活相结合。一般来说,在日常生活中,只要我们认真观察就能发现在我们周围存在很多物理现象。学好物理知识对我们解决日常生活中的相关问题具有一定的便利性,能够使学生真正地感受物理知识的实用性。也正因为如此,一些学生在学习物理知识期间,可能会受到一些现实生活的干扰,从而出现思维障碍。例如:结合我们的日常生活,某一处静态的物体处于“非运动状态中”,唯有在外力的作用下,物体方可“运动”。但是,这样的生活经验并非科学的,这一类现象在学习高中物理知识的时候是经常出现的,如果按照以往生活经验去学习物理知识,很容易造成学生的思维混乱,从而在解题过程中出现障碍。

3.感性的实践经验明显不足。虽然一些生活经验会对学生的思维造成混乱,但是若要确保学生的思维不断进步,融入日常生活是一个非常重要的教学方法。目前,高中生面对高考都有着很大的心理压力,每天都是在忙碌的学习中度过的,这必然会使学生丧失一些与大自然密切接触的机会,甚至让学生失去一些体验工业、农业等生产活动的机会,导致大部分学生获得的经验都是间接性的,这必然会使学生对一些实践经验或知识缺乏感性认识,从而在思考中极易造成错误或偏差,不可避免地出现思维障碍。

三、解决高中生物理解题思维障碍问题的应用策略

(一)鼓励教师积极反思,选择科学、适宜的教学措施

在我国传统的应试教育理念的渗透下,大部分学生都变成了接受知识的容器,从而导致其主体地位并未彰显出来,这必然会使学生的思维过于僵硬,缺乏变通意识及能力。由此来看,在物理问题解答的过程中,加强学生的思维训练非常重要,不但能够帮助学生顺利解题,而且能够提高学习质量。对此,教师必须要鼓励学生多思考、多实践,对学生的思维进行启迪、引导。当然,在此期间,教师也要持续性地增强自己的教学素质,优化思维能力,向学生介绍多种思维解题方法,以便于学生更有针对性地模仿与训练。不过,在此期间,一些物理教师的教学模式相对古板,如果学生完全照搬照用,不利于增强学生的思维应用能力,从而导致学生陷入思维僵化的状态中,而且对教师的教学效率提升带来不利影响。所以,广大教师必须要结合课堂教学的实际情况,不断调整及完善教学方式,通过不同的思维启迪方法对学生的解题思路进行训练与指导,由此大大增强学生的思维活跃性与敏捷性。

(二)加强教师的专业素质培训,逐步增强创新性教学方法的应用效果

对教师的思维能力、创新素质进行培训与指导,不但能够大大增强教师的教学质量,促使教学模式持续优化与完善,而且还能够增强广大教师思维的活跃性与灵活性,让教师在对学生的思维进行训练的过程中,能够达到因地制宜的目的,确保学生在解题期间思维更加敏锐,寻找到不同的解题思路与方法,为进一步提高学生的思维拓展能力做铺垫。比如,在指导学生学习“匀减速运动”等相关知识的过程中,如果教师通过正向思维引导的方法对学生的解题思路进行启发,通常会导致解题步骤过于烦琐,甚至会出现无法求解的情况。但是如果选择逆向思维进行训练,则能够获得不错的解题效果。例如:一个物体在做直线运动,在此期间保持“匀减速”的运动状态,那么在最后三段持续性运动的过程中,如果运动时间是一样的,那么其位移之比是多少呢?在解答这一问题的过程中,很多教师发现一些学生是根据匀减速直线运动的概念套用相关公式进行计算,但是最后出现了无法求解的情况。如果换一种思路,通过逆向思维的方法进行求解,一开始的速度是0,那么在进行匀速直线运动的过程中,其三个持续相同的时间段中的位移比是1:3:5;此时在求解的过程中,就能够迅速找到答案了。所以,培养教师的思维创新能力是非常重要的,它能够间接性地提高学生的思维拓展能力,促使学生能够摆脱思维困境,让自己能够游刃有余地解决问题,真正打破思维局限性的尴尬现状。

(三)鼓励学生认真学习,冷静沉着地寻找解题方法

若要让学生提高成绩,必须要巩固学生的学科基础,并帮助学生养成良好的学习习惯。对此,在高中物理教学中,教师需要指导学生对基础知识进行理解与记忆,同时还需要提高学生的理解能力,促使学生的应用技能大大提升。另外,关于学生在解题过程中的学习态度,教师必须要给予正向引导与教育。个别学生在学习期间,由于承受着一些压力,会使一些学生变得过于浮躁,无法沉下心认真思考与分析,更不用说解题了。还有一些学生的物理基础薄弱,在学习新知识的过程中存在一定的难题,对此习题训练自然会出现各种阻力与障碍,久而久之,则会对自己的学习丧失信心。教师必须要第一时间给予鼓励,让学生能够冷静下来,认真思考自己已经掌握的相关知识点,然后正确地分析其中的概念或定理,在平时的学习中有针对性地训练自己的思维能力,促使创新拓展能力大大提升。对于一些学困生来说,教师必须要积极地为其提供帮助,鼓励他们逐步形成自信心,唯有如此,才能使学生对学习产生兴趣,进而冷静、认真地分析各种例题,确保在解题的过程中能顺利地找到正确的解题方向。

教师不但要在生活中给予关怀与鼓励,而且在学习方面也要为学生介绍一些正确的解题方法。比如:在课堂活动中,教师可以向学生介绍一些与思维训练相关的经典故事,鼓励学生站在不同角度去分析问题,由此达到“一题多解”等目的。比如,当介绍逆向思维的过程中,教师需要介绍前苏联科学家的一些研究经历,然后引入“本世纪最具有吸引力的破冰船”故事,大大提高学生的关注度,激发学生的课堂学习兴趣,鼓励学生通过逆向思维的方式观察一些常见的物理现象。再如,当向学生介绍“惯性”等方面知识的过程中,则需要安排学生深入探索与认真分析,让学生能够认识到在不同的情形下,惯性的概念及具备的特征,才能够让学生在面对不同问题的过程中通过不同的思维与方法进行解答。

(四)帮助学生加强思想创新,摆脱经验主义与思维惯性等造成的限制

在解决一些物理问题的过程中,经验主义、思维惯性等是两个非常重要的阻挠要素,也是引起学生出现思维固化的一个根本表现,这对于学生全面理解相关物理知识是非常不利的,而且会对教师的日常教学造成一定的阻力与限制。通常而言,重复性地讲解一道题目一般无法真正帮助学生摆脱僵化的思维局限,也就是说依旧不能顺利解题,这也是学生缺乏思维拓展能力、发散能力的一个固有表现。比如,一辆列车的总质量是M,在水平直线上匀速行驶,另一个总质量是m 的末节拖车在中途突然脱节。当司机发现的时候,列车已经行驶了一段路程。随后,他马上关闭气门,撤离牵引力(阻力和车质量存在正比例关系)。那么在列车的牵引力保持不变的情况下,计算两部分完全静止后的距离S变化。在解题的过程中,一些学生会通过引用“牛顿第二定律”与“运动学计算式”等进行解题,不过其计算过程非常复杂、烦琐,但是如果能够换一种解题思路,站在“功、能”等角度进行解题,那么解题过程会精简很多。根据题目中的已知条件,那么两部分的距离s=0,但是,牵引力在路程I 对车头做功,就好比是车头比末节3 拖车通过距离s 而克服阻力做功。那么列车在这一段是进行匀速运动,对此,F 牵引力=KMg,W=KMgl=(M-m)gs,那么s=?按照这个思路进行求解,能够很快找到答案。整体来看,这道题的解题思路是非常清晰的,但是如果思维过于复杂,在解题的过程中思维过于发散,则会使解题思路变得过于烦琐,原本简单的问题复杂化,对此,这种情况下需要收敛思维,就能够按照简单的思维流程进行解题。所以,对于不一样的物理题目来说,其对应的思维是不一样的,对此最终的解题思路也完全不同,由此能够最大化地彰显思维的多样性,确保解题思路得到拓展,避免学生的思维过于僵化,由此能够真正地解决思维障碍等方面的问题。

针对以上情况来看,广大物理教师必须要加强应试教育思想的改革与创新,使学生在课堂教学中,逐步发挥主体意识,而且还需要加强学生的发散思维训练,能够增强学生的学习兴趣,促使学生的思维拓展能力大大提升。由此来看,在面对不同的物理题目的过程中,如果学生出现思维障碍问题,必须要分析其原因,然后客观性地认识物理知识的解题多样性现状,能够在根源上解决相关问题。唯有如此,方可从根源上克服各种困难。在这一过程中,教师的思维能力得到锻炼与提升,学生的学习能力也大大提升。

综上所述,不管是物理知识,还是习题训练,对锻炼学生的思维能力都是有积极作用的。若有全面解决物理学习期间存在的思维问题,一定要分析影响思维活跃性的相关限制要素,利用多元化的途径去增强学生的思维能力,促使学生真正地摆脱思维的局限性,由此能够在根源上解决问题,促使学生的综合素质全面提升。

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