中学物理应用的思维走向研究，本文主要内容关键词为：思维论文,走向论文,中学物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
物理应用是建立概念、巩固规律、活化规律的重要环节，是培养学生思维能力、创新能力的重要途径。学生常常反映，物理一听就懂，却一做就错，这实际上与教师的课堂教学的启发思维的程序有关。那么在中学物理应用型课堂中，应贯彻怎样的思维走向才能达到较好的教学效果呢？笔者结合自己的教学实践，谈谈自己的看法，以期抛砖引玉。
一、从整体分析到局部分析的思维走向
阅读、审题是物理应用的首要环节。在阅读审题的过程中，要求学生首先全面了解问题，尽可能多地获取信息；如果题目中有不太清楚的，不要打住，应借助题目整体的信息帮助理解，从全面阅读走向重点阅读，形成具体问题情景的大致轮廓，并对解题方向做出初步的判断；然后从整体把握走向局部把握。
例1 （2003年江苏高考题）图1所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端拴一小物块A，上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连。已知有一质量为
的子弹B沿水平方向以速度
射入A内（未穿透），接着两者一起绕C点在竖直面内做圆周运动，在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图2所示。已知子弹射入的时间极短，且图2中t=0为A、B开始以相同速度运动的时刻，根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如A的质量）及A、B一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？
课堂思维走向引导设计：
(1)全面阅读：回答粗略的物理过程。
(2)重点阅读：从右图能得到什么信息？
(3)整体意识：大概能建立几个方程？解几个未知数？
评析 经过上述的思维引导，学生思路清晰，在全面阅读的基础上，很容易把握最低点的碰撞动量守恒和从最低点到最高点机械能守恒；在重点阅读的基础上，学生也能从图中获取信息，对最高点和最低点用牛顿第二定律建立方程，由四个方程可以解出四个未知数。从整体分析到局部分析的思维走向是矛盾的两点论与重点论的具体应用，学生的思维脉络清楚，重点分明。
二、从过程分析到状态分析的思维走向
物理应用最终是要达到对所给物理情景的过程和状态的把握，对其中的过程和状态应用物理概念或物理规律进行分析，建立方程。尽管题目的解决最终体现为对状态和状态间联系的把握，但学生的思维则应从分析过程开始。只有通过对物理过程的全面分析，才能理解所选的状态的意义，达到举一反三的目的。
例2 （1992年全国考题）如图3所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态。则斜面作用于物块的静摩擦力的：
(A)方向可能沿斜面向上。
(B)方向可能沿斜面向下。
图3
(C)大小可能等于零。
(D)大小可能等于F。
课堂思维走向引导设计：
(1)整体意识：M有向哪边运动的趋势？
(2)过程分析：F从零开始增加，讨论M受静摩擦力的大小方向的变化。
评析 本题尽管只要求对四种状态的存在可能性做出判断，但只有通过分析过程，才能真正理解状态存在的条件，形成对所研究问题的全面深刻认识。
三、从定性分析到定量分析的思维走向
分析物理过程包括定性分析、定性半定量分析、定量分析这几种类型。定性分析从质的方面把握过程的性质、特点，找出物理过程的本质特征，排除非本质特征的干扰，建立起物理过程的模型。定量分析是利用物理公式，找出物理量在各个过程间的定量关系，特别是要找出物理过程中各个物理量的变化及其临界状态。定性半定量分析是将定性分析和定量分析相结合，快速找到解决问题的途径。在具体解决问题的时候，笔者认为要坚持这样的思维方向：能定性分析，决不定性半定量分析；能定性半定量分析，决不定量分析。
例3 (1)如图4（甲）所示，凸形拱桥半径为R，汽车过桥在顶端的最大速度是多少？(2)如图4（乙）所示，长为R的轻绳一端系一小球在竖直平面内做圆周运动，它在最高点的最小速度是多少？
图4
课堂思维走向引导设计：
(1)定性分析：分析甲图汽车的速度v从O开始不断变大，汽车受力情况的变化。分析乙图小球的速度v从很大不断变小，小球受力情况的变化。
(2)定量分析：找出临界，建立方程。
四、从具体情景到认知再现、重组的思维走向
在复习某一个具体的概念或规律时，有两种常见的方法：(1)由老师将本堂课的知识方法首先罗列出来，然后学生按图索骥，机械运用。(2)直接让学生面临具体的情景，面临适度的困难，在情景的提示下，由学生自己去回忆知识方法，在应用中总结知识方法，构建新的知识组块，形成解决问题的能力。实际教学表明，前一种做法，似乎一堂课的容量很大，但学生没有思维冲突的过程，特别是每个学生没有经历物理情景与自己的知识结构的交流，学生独立解决问题的能力得不到锻炼；而学生头脑中的知识总是与一定的表象、图式相联系，因此，只有让学生重温熟悉的情景，用具体问题把概念知识方法直观化、具体化，才能较快的回忆知识，理解方法的内涵。
例4 （2003年江苏高考题改编）(1)如图5，在光滑水平长直轨道上，放着一个静止的弹簧振子，它由一轻弹簧两端各联结一个小球构成，两小球质量相等。现突然给左端小球一个向右的速度，求：
图5
(1)弹簧的最大弹性势能；
(2)弹簧第一次恢复到自然长度时，每个小球的速度；
(3)由此回答弹性碰撞、完全非弹性碰撞、非完全弹性碰撞的概念及特点。
课堂思维走向引导设计：
(1)定性分析：两球的速度的变化、距离的变化。
(2)定量分析：定出初末状态，建立方程。
(3)认知再现：借助情景，建构弹性碰撞、完全非弹性碰撞、非完全弹性碰撞的概念。
评析 利用具体的问题情景，在应用中让学生去感悟，运用类比与联想，充分调动学生的主动性，学生不断进行着具体情景与自己的认知结构的交流，强化、丰富、提升了学生的认知水平，加深了对概念的理解。
五、从基本方法到物理模型的思维走向
只有对于一类典型的问题，在生活中有广泛的代表性，而且从基本方法到该类问题的解决还有一段距离，才能建立物理模型。对建立的物理模型，也要弄清楚其中包含的基本知识、基本方法。碰到新的问题，应从基本方法入手；如果有必要才过渡到物理模型，避免人为的杂乱的“物理模型”。多年的高考表明，学生怕做新题，出卷人认为简单的题目，放在试卷的前面的位置，却常常成为学生的绊脚石。这就是忽略基本方法，搞题型操练的结果。
例5 （2000年春季高考题）相隔一定距离的A、B两球，质量相等，假定它们之间存在恒定的斥力作用。原来两球被按住，处在静止状态。现突然松开两球，同时绐A球以速度，使之沿两球连线射向B球。B球初速为零。若两球间的距离从最小值（两球未接触）到刚恢复到原始值所经历的时间为
。求B球在斥力作用下的加速度。
课堂思维走向引导设计：
(1)全面阅读：粗略说明，本问题满足什么规律？（系统动量守恒）
(2)定性分析：定性分析两球的速度、距离的变化情况。
(3)定量分析：选过程，定初末态，建立方程。
评析 本题实际上是完全非弹性与完全弹性模型，但在解决该问题的时候，完全没有必要引进这两个概念，更不能引进非常抽象的势能的概念。应用最基本的方法，更能锻炼学生的分析问题的能力。求解最后的末速度，只要选取全过程，借助动量守恒和运动学的知识来解决：
如果引进质量相等，弹性碰撞交换速度的概念，表面上学生一听就懂，但人为引进不必要的物理模型，以记忆代替思维，时间长了，学生就容易忘记。
六、从一题多解到一题妙解的思维走向
尽管每堂课的复习都有每堂课应解决的重点内容，有该部分知识最适合解决的领域，但教师不要忘了让学生探求多种解决问题的方法，培养学生的发散性思维；在各种方法的比较中，在多种途径的尝试中、碰壁中，活化学生的思维，从一题多解最终走向一题妙解。
例6 （1996年全国高考题）在光滑水平面上有一静止的物体。现以水平恒力甲推这一物体，作用一段时间后，换成相反方向的水平恒力乙推这一物体。当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为32J，则在整个过程中，恒力甲做的功等于＿＿＿＿J，恒力乙做的功等于＿＿＿＿＿J。
课堂思维走向引导设计：
(1)定性分析：全面分析物体的运动情况，画出草图。
(2)重点分析：恒力乙对物体做正功还是负功？
(3)一题多解：尝试多种解题方法，建立等式。
评析 本题的每个过程都是受力恒定的，因此原则上可以有三种解法：(1)牛顿第二定律结合匀变速运动规律，(2)动能定理，(3)动量定理。选择哪一种解法，最方便呢？最巧妙？要达到巧解的境界只有从一题多解开始，在应用多种方法的过程中，通过比较，思考，碰撞，才能对选择方法形成深刻的理解。教师如果直接给出最佳解法，不但束缚了学生的思维，也失去了一次让学生自我探索总结提高的机会。本题用不同的规律解题，难度差别较大，用牛顿第二定律结合匀变速运动规律最巧妙：
通过多次在不同情景中运用多种途径解题，学生不难得出这样的看法：仅已知时间，优先选择动量定理；仅已知位移，优先选择动能定理；如果同时对位移、时间有约束要求，则优先选择牛顿第二定律结合匀变速运动规律。一题多解，不但是形成一题妙解的必经之路，还能使学生所学知识融会贯通，大大增加学生解决同类问题的可能性。