| 标题 | “换位”思考，培养思维的灵活性 |
| 范文 | 摘要：通过改换研究对象;改换过程或者位置;改换角度;改换方位进行分析，以培养思维的灵活性，为培养思维的发散性和创新思维打下坚实的基础。 关键词：研究对象 ? 过程 ? 角度 ? 思维的灵活性 思维的灵活性、深刻性、严谨性、发散性、批判性等，是衡量思维品质的基本要素，而思维的灵活性是基础，也是培养创造性思维的起点。下面就物理教学中，通过“换位”思考习惯的养成，逐步提升学生思维的灵活性是一种高效的途径。 物理学习中的“换位”思考并非生活中的设身处地去体会对方的感受，而是指研讨问题的过程中遇到看似无法解决的难点时，通过改换研究对象;改換过程;改换方向;改换角度去突破，寻找解决问题的方法。 一、改换研究对象 头痛医头，脚痛医脚，常是人最直观的反应，所以学生总是习惯于以要求解问题的主体为研究对象，如要求解A物体的加速度便以A物体为研究对象，求解B物体的受力，便以B物体为研究对象，而忽视了“左顾右盼”，“旁敲侧击”。 例1、如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如图所示方向电流时（ ? ? ? ?） A. 磁铁对桌面的压力增大且受到向左的摩擦力作用 B. 磁铁对桌面的压力减小且受到向右的摩擦力作用 C. 若将导线移至磁铁中点的正上方，电流反向，磁铁对桌面的压力会减小 D. 若将导线移至磁铁中点的正上方，磁铁不受摩擦力 解析：几乎所有学生首选的研究对象都是磁铁，但在直线电流产生的磁场中，根本无法确定二者之间是引力还是斥力，更别说磁铁所受磁场力的具体方向了。如果能迅速转换研究对象并结合牛顿第三定律进行讨论，只需作出直线电流处的一条磁总线，并将磁感应强度分解到竖直和水平两个方向B1和B2，然后运用左手定则确定两个分量分别引起的安培力的方向。因B2使得导线受到向下的安培力，因B2使得导线受到向右的安培力，故磁铁对水平桌面压力变小，有向左运动的趋势而受到向右的静摩擦力。 答案：B，D 在求解电路分析方面的问题时，更容易陷入紧盯在题设的某一用电器，而忽视了其余电路的存在，甚至常常迷失了研究对象，盲目的思考着 ? ? ? ? ? ?、P=I2R等公式。 例2、M为一内部安装有调速装置的电动机，安装在如图所示的电路中，如果电路安全方面有保障，求电动机系统能获得的最大输入功率。 解析：若执着于研究电动机系统，因不知其内部结构，根本无法确定功率分配和电流、电压。迅速切换，将R归入电源组成一个等效电源E=E，r=r+R，当等效电源的输出电压 时，电动机获得最大功率 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。 还有整体与隔离的转换，动量和动量问题中系统的重组等同属一样的思维模式。 二、转换位置或过程 在研究物体的运动或者从能量的角度分析问题时，极易表现出的思维习惯就是始终关注一个物理过程或者一个位置，未能从其他过程或位置去获取一些补充信息。 例3、如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面设经过B点前后速度大小不变，最后停在C点，每隔0.2s通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据重力加速度g=10m/s，求： 物体在斜面上下滑的时间; 解析：首先，通过表格提供的数据求出加速阶段的加速度 减速过程的加速度a2=-2m/s2，加速过程已无法提供有用的信息，但加速过程的末速度大小与减速过程的初速度大小相等，切换至减速过程。 1.4s后继续运动的时间 整个运动过程历时， 所以在斜面上运动的时间t=0.5s 很多问题的解决需要综合几个过程进行研究，并抓住过渡点或者转折时刻的物理关联。 例4、质量为4m的半圆槽左边靠墙停放在水平地面上，其半径为R，过两槽口A、B的切线均为竖直线;现有一质量为m的小球（可当做质点）在A点正上方h=R高处由静止落下，不计空气阻力和一切摩擦，重力的速度为g，求小球在处飞出槽口后到达的最高点与B点的距离。 解析：基于受力、运动和能量三个方面的考量，可将全程分为小球由静止下落至槽底、从槽底到B点，从B点飞离槽后在空中飞行三个物理过程。 下落至槽底的过程中，小球对槽的压力有水平向左的分力，因墙的阻挡，固槽仍静止，只有重力对小球做功。 根据动能定理 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （v1为小球在槽底的瞬时速度） 从槽底到B点的过程中，小球和槽组成的系统 水平方向动量守恒 在B点时（转折点的物理特征），二者之间相对运动方向为竖直方向、水平方向共速为Vx系统的机械能守恒 其中vy为小球到达B点时的竖直分速度 联解得出 小球飞离槽后，做斜上抛运动，槽向右匀速运动，由于二者水平速度相同，小球一直位于B点正上方， 三、转换“角度” 经典物理学研究问题，通常可以从力与运动、功与能量的关系、动量与冲量的关系这三个角度去分析求解，其中讨论某一时刻或者某一位置的相关问题运用力与运动的关系求解，从空间的角度讨论过程常运用功能关系求解，而从时间的角度讨论过程则多运用动量与冲量的关系求解。这些经验的总结固然能为学习带来许多便利，为求解物理问题提供方向性的指导，但切忌形成思维定势。 例5、一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围足够大的磁场中竖直向下落，磁场的分布情况如图所示。已知磁感应强度竖直方向分量By的大小只随高度y变化，其随高度y变化关系为 By=B0（1+ky）（此处k为比例常数，且k>0），其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上。金属圆环在下落过程中的环面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度。求：圆环收尾速度的大小。 解析：收尾速度应是圆环直线运动的最大速度，故F合=0 既磁场对感应电流的安培力应恰与圆环的重力平衡，但安培力根本无法表达出来。 切换角度重新认真审题发现，给定了磁场的竖直分量随竖直高度变化的函数规律，从功与能量的关系重新尝试。 达到收尾速度后，因动能不再增加，圆环减小的重力势能全部转化为感应电流的能量然后转换为焦耳热 IE=mgv 四、改换方位 如果对例5改换方位做进一步的剖析，又会有新的发现，环中电流稳定后能匀速下落且环面保持水平，说明磁场在水平方向的分布为辐式，方向垂直轴，且圆环处的磁感应强度的水平分量BX可求出 通过学习训练与反思归纳，可逐步提升思维的灵活性，当“山穷水复疑无路”时，迅速转换对象、过程、角度、方位去分析思考，自会有“柳暗花明又一村”的惊喜。 参考文献： [1]任志鸿.十年高考：分类解析与应试策略[M].南方出版社，2012. [2]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：78-80. （作者简介：饶开宏，本科，中学高级教师，单位：武汉外国语学校，研究方向：物理学科教学。） |
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