浅谈系统思维、转化思维如何在高中物理教学中培养学生品质

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　　摘 要：高中阶段的物理教学工作意义重大，其不仅直接影响到学生的高考成绩，对于学生今后的物理学习生涯也会产生重要的影响，所以重视高中阶段的物理教学优化，也是新时期教学工作的必然要求。物理作为一门自然科学，其本身是对于时间、空间等对象的本质以及相互间关联的探索过程。从这一角度而言，物理教学也是对学生探索精神以及逻辑思维能力的培养过程。系统思维与转化思维作为两种常见的思维方式，其在高中物理教学过程中的应用也颇具现实意义。本文以此为出发点，结合高中物理的教学实际，就以上两种思维的应用以及其对于学生思维品质的培养价值进行探索。
　　关键词：系统思维;转化思维;高中物理
　　
　　任何课程的教学，其初衷都不在于单纯的学科知识学习，更大的价值在于通过某一学科的教学引导学生培养学科所能带给他的优秀品质与思维逻辑。在复杂的问题面前保持的清醒，在困难面前探索出路的勇气，这些都是学生一生的财富。在今后的教学工作中，系统思维以及转化思维的应用与落实也颇具现实意义。
　　一、 系统思维、转化思维概述
　　（一）系统思维
　　系统思维是将对象作为一个整体来考虑，系统思维便是在处理具体事务时，所坚持的原则性与灵活性充分结合的思维方式。可以说，只有具备了系统思维，才能在面对具体事态的时候把握住事情的要害，同时不失时机地采用灵活的方式进行处理。众所周知，客观事物本身存在着复杂的联系，其同时也是在不断变化的整体。而系统思维则是人们运用系统的整体的观点，将所思考对象的结构以及相互间关系进行客观认知的一个过程。作为系统思维方式的核心，整体性的原则也要求人们在面对任何问題的时候都应该立足于整体，就整体对于部分以及环境之间的相互作用过程来重新认识与把握整体。
　　（二）转化思维
　　转换思维是一种多视角思维方式，是从多个角度观察同一现象，用联系的发展的眼光看问题，会得到更加全面的认识，从多个层次、多个方面、多个角度思考同一问题，会得到更加完满的解决方案。转化思维作为一种重要的解题思路，其本身也是一种基础的思维策略。在研究与解决相关问题时，通过某种手段将具体的问题进行转化模型，以此来获取另一种解决方法。通常这个过程都是将复杂的问题简单化，将不易解决的问题转化为容易解答的问题。可以说在物理乃至其他课程的学习中，转化思想是无处不在的。其核心在于以运动变化的观点，以事物间存在的关联为出发点看待问题，对于高中学生而言，显然是一种必须具备的思维模式。
　　二、 系统思维、转化思维在高中物理教学中培养学生品质的策略
　　（一）注重系统思维广阔性的培养
　　广阔性的本质也在于将事物进行全面的联系与分析，这就要求学生具备对事物本身属性的全面把握，实际上也是系统思维的性质。在系统思维的基础上，同时有意识、有目的去掌握影响这一事物的其他影响因素。在高中物理的教学过程中，注重学生思维广阔性的培养意义重大，其本身也是系统思维的一种演化。
　　例如在图像教学的过程中，要让学生理解“六看”，看到图像问题，要从六个方面加以考虑，当然不完全说六个方面内容都要具备。这“六看”是指：一是看横坐标的含义，二是看纵坐标的含义，三看坐标原点的值，四看斜率的意义，五看面积的意义，六看转折点或交点有什么特殊的意义等，在此基础上加强知识面的拓宽，这样学生看到一个试题，就有了全面的思维，不全顾此失彼，在掌握了这些信息后，学生对于图像便会产生深刻的理解。除此之外在习题练习的过程中，教师不仅需要启发学生的常规思维，也需积极突破思维的局限性进行积极的发散研究。通过“变式训练”式教学，也可以引导学生从不同的角度探索结题的方法，例如在运动学中求减速类问题时，一定要思考物体减速到零时能不能返回的问题，这样解题一般就不会出题。
　　在高中物理教学中，笔者提倡“六个一”教学策略，其中有一个策略是要有一个精美的思维导图板书，就是在一节课中，把本节课的教学主要内容作为中心主题，然后把本节课所要学习的内容分块作为一级主题标出来，最后再一个内容一个内容的突破，整节课上完后就会在黑板上留下完整内容的思维导图板书，这实际上就是一种系统思维的培养策略。
　　（二）注重系统思维深刻性的培养
　　深刻性是指思维活动的抽象程度和逻辑水平，涉及思维活动的广度、深度和难度。追本溯源，思维品质的深刻性便是在面对具体问题时，要求学生既要看清事物的表面现象，也要看清事物的本质。这也是辩证唯物主义所要求的具体表现。只有具备这样的思维过程，其对于物体的思考与把握才是客观全面的。
　　例如在高中物理的教学中，带电粒子在磁场中的运动教学便应该紧密地围绕“洛伦兹力与运动方向相垂直”的知识点进行讲解，只需说明速度方向、速度大小的关系，之后的运动方程、环绕半径以及回旋周期等问题都能够迎刃而解。在此基础上进行知识点的挖掘，便能够从能量观点出发，明确因为洛伦兹力不做功，引导了粒子的运动性质。又如，在高一年级入学的新生学习物理时，不太注意矢量的符号问题，这就要求教师在上课时，一定要明确要求学生，看到一个物理符号，大脑先思考是矢量或是标量，如果是矢量，大小是多少，方向是多少，一定要思考完整，这样解题思路不容易出错。由此可见，只有具备思维的深刻性，才能保证学生对所学习的知识有更深的理解。再如，在驾驶员在饮酒后追尾问题时，一定要设计成只要是饮酒，一般都会发生事故，让学生一定完成了试题的求解，二是让学生明白，不能饮酒后开车，开车就可能发生交通事故，在学习知识的同时对学生进行思想教育。
　　（三）注重系统思维的灵活性的培养
　　灵活性是指思维活动的灵活程度。它的特点包括：一是思维起点灵活，即从不同角度、方向、方面，能用多种方法来解决问题;二是思维过程灵活，从分析到综合，从综合到分析，全面而灵活地作“综合的分析”;三是概括—迁移能力强，运用规律的自觉性高;四是善于组合分析，伸缩性大;五是思维的结果往往是多种合理而灵活的结论，不仅仅有量的区别，而且有质的区别。可见，思维的灵活性便是指在面对问题时能够随机应变，能够把问题进行多角度的思考，不仅有利于学生物理学习成绩的提高，对于学生今后的全面发展也是至关重要。为了培养学生思维的灵活性，在日常的教学过程中，也应有意识地进行疑问的设置，引导学生去主动地思考与探索。例如在讲解带电粒子在场中运动规律的相关问题时，教材中着重在单个场中的运动情况，为了进一步培养学生的思维灵活性，教师可以设置电场、磁场以及重力场重叠的情况下，粒子的受力与运动情况。通过多设计几个弯路，引导学生积极地探求物理现象的实质。又如在上运动学图像问题时，讲 　　vt图像时，可以联系xt图像来配合解决。在讲运动学公式x=v0t+1/2at2时，可以联系初中所学过的二次函数知识来学习，效果会更好，学生就能很快地明白为什么匀加速直线运动的xt图像是一条抛物线，而根据v=v0+at，这个就是初中所学习过的一次函数，所以匀加速直线运动的vt图像是一条直线，学生就能够轻易上手了。
　　（四）注重系统思维敏捷性的培养
　　所谓的思维敏捷性实际上就是对于问题的快速有效认知，能够在复杂的物理现象中找到问题的症结所在，同时设计出最为有效的解决方案。作为物理教师，应在平时的教学设计中应多为学生创造机会，例如设置大容量的定时训练，要求学生按照要求进行试验的设计、即兴口算、强大夺冠等活动。保证学生在不同的环境下进行自身思维敏捷性的锻炼。
　　思维敏捷性的另一层含义在于不拘一格，在教学活动中注重學生求异能力以及创新精神的培养也至关重要。在教学工作中，可通过变化题型、设计问法等方式来培养学生的创造性思维，也可鼓励学生进行自主的实验探索，来培养学生的学习积极性以及思维层面的敏感与创新。如高一学生在做这个题目时：“以10m/s的速度匀速行驶的汽车刹车后做匀减速运动。若汽车刹车后第2s内的位移为6.25m（刹车时间超过2s），则刹车后6s内汽车的位移是多大？”对于如何求加速度，就提出三种方法，一是利用数学方法x=v0t+1/2at2，通过计算x2-x1=6.25列方程组求组实现;二是利用中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度求出1.5s时的速度实现;三是利用加速度的定义1秒的速度为10-a，2秒时的速度为10-2a求出，培养了学生的思维能力。
　　（五）注重转化思维能力的培养
　　思维方法的转化能够使人茅塞顿开，突破思维定势，从“山重水复疑无路”之困境，步入“柳暗花明又一村”的良好境地。
　　如在高中物理教学中采用割补转化的思维，如在天体运动知识的题目中，问一个实心圆中空被挖掉一部分后对其外的物体的吸引力是多少时，可以想象把这个挖掉的部分填回去，形成一个完整的物体，再把这个物体放在另一侧相等距离的位置，这样解决题就快速了。又如在分析处在磁场中的在磁体斜上方的物体受力情况时，可以考虑分析物体在平行于磁感线和垂直于磁感线的受力情况，这样复杂的问题就可以简单化了，达到了事半功倍的目的。在推导位移公式x=v0t+1/2at2时，首先通过微积分思想，让学生明确v-t图像与横轴所围成的面积就是位移，然后运用梯形面积的计算公式就可以简单推导出来了。
　　三、 结语
　　高中物理课程本身就是高中阶段的重要环节，课程设置的目的一方面在于提高学生的物理知识，另一方面也期望于对学生思维品质的引导与培养。系统思维、转化思维作为两种基本的思维品质，其在高中物理教学中的渗透与融合也是对学生思维品质培养的一种支持，希望在今后的高中物理教学过程中，能够持续落实系统思维、转化思维的优化与应用，为学生自身的发展做出积极的贡献。
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　　作者简介：杨永忠，贵州省毕节市，贵州省毕节市民族中学。
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