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摘 要:在初中物理解题教学中,培养学生的物理解题思维十分重要,有效的解题思维能够帮助学生寻找到问题的答案,从而在解题中理解和掌握知识.其中,等效思维一种化繁为简的解题思维,促使物理问题合理地简化.因此,本文将结合初中物理有关内容,就如何运用等效思维引导学生解答物理问题展开如下研究.
关键词:初中物理;等效思维;运用;方法
中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1008-0333(2021)23-0074-02
收稿日期:2021-05-15
作者简介:赖振忠(1976.1-),男,福建省长泰人,本科,中学一级教师,从事初中物理教学研究.
从以往初中物理解题情况来看,多数学生遇到复杂的物理问题会因为寻找不到解题的方向,而产生放弃作答的心理,这主要还是学生缺乏良好的物理解题思维,盲目解答物理问题所致.那么本文从等效思维角度,引导学生运用等效思维来解答物理问题,从而让学生掌握有效的物理解题思路.
一、等效思维的含义及优点
1.含义
等效思维主要是指在特性和关系相同的前提下,将复杂、陌生的问题转化为简单的、等效的、熟悉的问题,以简化问题解答的过程,使得学生能够抓住问题的本质内容,从而引导学生寻找到问题中的规律,进而提升解题效率的一种科学思维方法.
2.优点
学生将等效思维应用于实际问题的解答,尤其是在物理抽象问题的解答中,等效思维的应用可以极大地简化物理解题的过程,使得物理问题更易于学生理解,从而提升学生的物理解题效率.其次,等效思维的运用还能突出物理题目中的主要信息,促使学生迅速抓住题目的本质问题,从而帮助学生找出其中的规律,进而让学生有信心和动力去探究物理问题.
二、等效思维在初中物理解题中的运用方法
1.等效思维在初中物理电学问题中的运用
通常电学计算题是初中物理考试中常见的题型,也是初中物理教学的重要知识点.教师可以将等效思维应用于初中物理电学的有关问题解答之中,从而培养学生养成良好的等效思维.而教师想要帮助学生突破电学计算题教学这个难点,就必须引导学生在熟练掌握电学各类公式及变形的基础上,明确各用电器的连接方式、各个电表所测量的对象,做好物理量与电路元件对照、题图对照,这样才能有效发掘电路间的规律,进而寻找到电学问题的等效化简方法.
以下面这道电学问题为例:如图1所示的电路中,S1闭合S2断开时,甲、乙是电流表,I甲∶I乙=1∶3,此时电路的总功率为P1;当S1、S2都闭合时,甲、乙是电压表,此时电路的总功率为P2,则电阻R1∶R2=?总功率之比P1∶P2=?
根据题目中给出的电路图、文字以及数据信息,教师可以引导学生尝试从等效思维角度,去对电路进行分析.比方说,教师可以提示学生从S1闭合S2断开、S1、S2都闭合等方面,运用等效思维进行分析.
那么当S1闭合S2断开时,甲、乙是电流表时,学生可以得到如下等效电路如图2所示.
从电路分析,得到:
I甲I乙=13,则I1I2=21,那么因为I1I2=R2R1,所以R1R2=12,而当S1、S2都闭合,甲、乙是电压表时,等效电路如图3所示,则为P1=U2R井,P2=U2R串,所以P1P2=R串R并=R1+R2R1R2R1+R2=92.
2.等效思维在初中物理力学问题中的运用
在初中物理力学问题中,学生通常会遇到几个互相接触的物体,且这些物理同时受力,这种问题具有一定的解题难度,对学生的分析与探索能力也提出了高的要求.可是,在以往物理解题中,学生往往对单一物体的受力情况进行分析,容易出现解题思路混乱的情况,进而影响到解题的效率.那么在解答类似几个互相接触的物体同时受力的情况时,教师可以引导学生利用等效思维的解题方式,将这些物体之间的互相作用力看作整体系统的内力,这样就可以节约解题时间,也有助于简化力学问题.其中,学生可以从受力系统的分析、受力过程的分析等方面,将等效思维应用于实际的力学问题解答.
首先,受力系统的分析.以下面这道物理力学问题为例:如图4,质量为1kg的物体A与质量为2kg的物体B叠放在水平桌面上,则B所受的重力的大小及作用点是?
在解答问题的过程中,如果学生单一分析其中的木块受力情况,将会增加解题的时间,也很容易分析出错,进而陷入解题的困境无法脱逃出来.那么教师可以引导学生利用等效思维,将这两个木块看作一个系统,从而对问题进行解析.那么在解题中,学生可以发现B体所受重力的大小只与B物体的质量有关,与A物体是否压在上面无关,A木块只是一个干扰解题的因素,对于木块A学生不需要考虑.那么学生可以将题目转为简单的力学问题来解答,则B所受的重力的大小G=mBg=2kg×9.8Nkg=19.6N;重力的作用点叫重心,B所受的重力的作用点在B木块的重心.
其次,受力过程的分析.许多学生只看重解题的结果,忽略了解题的过程,而解题过程是学生问题物理解答的宝贵经历,有助于学生从中发现自身存在的解答问题,从而及时改进自身问题、总结解题经验,进而避免下次出现同样的解题错误,这也适用于初中物理力学问题的解答.在受力问题的解题过程中,教师可以运用等效思维,引导学生分析受力的过程,以增強学生对等效思维的使用体验,进而使其对等效思维的运用产生兴趣.
如下面这道力学问题:在同一平面内的三个共点力F1、F2、F3之间的夹角互成120°,其中F1的大小为20N,方向水平向右,F2、F3的大小均为30N,则三个力的合力大小及方向是? 在分析这道力学问题时,如果学生直接运用平行四边形定则,会花费比较多的时间去分析F1、F2、F3三个力之间的关系,这导致学生的解题效率有所下降.那么在对于这些复杂的力学问题时,学生可以通过等效变换的思维,将题目进行简化,从而寻找到新的解题路径,进而提示解题的效率.比方说,学生可以先沿着力F1的方向上加上一个大小为10N的力,同时反向也加上一个10N的力,然后再将F3看做一个30N和一个10N的合力.此时,这道力学问题就变成有六个共点力的作用的力学问题,但变换后的问题与原来问题的效果相同.此时,学生可以通过观察,发现三个30N的力互成120°,但是合力为0.所以,在整个力学系统中,也只有两个互成60°的10N的力,这时学生可以很快得出三个力的合力大小为F=30-20=10N,方向與F1相反方向.
三、等效思维在初中物理解题中的运用反思
在初中物理问题解答中,等效思维具有一定的解题优势.首先,它能够协助学生处理复杂的物理问题,以使得学生可以清晰地看到需要解答的问题内容.其次,也能够帮助学生有效省略一些无用的解题过程,使得学生的解题效率有所提升.最后,引导学生利用等效思维进行物理问题的分析,还能促使学生从不同的角度去看到物理问题,有效地激发学生的逻辑思维.
但是,在应用等效思维进行物理问题的解析时,学生还应该懂得审题与看清题意,并非所有的物理问题都可以单用等效思维进行解决.有些物理问题需要学生结合多个解题思维进行问题的分析,才能有效地解答出问题的答案,这也需要教师给予学生一定的教学引导,使得学生真正看清题意,寻找到题目中涉及到的知识点,从而针对有关的物理知识,选用正确的解题思维进行问题的解答.
综上所述,在初中物理解题中,学生应该积极寻求高效的解题路径,而这需要学生具备良好的物理解题思维,才能寻找到高效的解题路径.其中,等效思维有助于将原本复杂的物理问题简单化,从而引导学生高效的解答物理问题.那么教师可以结合一些具体的物理例题,如力学、电学等问题,引导学生运用等效思维进行解析,从而锻炼学生运用等效思维的能力.
参考文献:
[1]赵登峰.用等效法简化初中物理解题[J].数理化解题研究,2016,12(7):35-35.
[2]叶敬凯.等效思维在初中物理解题中的应用研究[J].数理化解题研究,2016,4(12):55-55.
[3]廖宝明.等效思维在中学物理解题教学中的运用思考[J].数理化解题研究,2017,8(17):51-51.[责任编辑:李 璟]
关键词:初中物理;等效思维;运用;方法
中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1008-0333(2021)23-0074-02
收稿日期:2021-05-15
作者简介:赖振忠(1976.1-),男,福建省长泰人,本科,中学一级教师,从事初中物理教学研究.
从以往初中物理解题情况来看,多数学生遇到复杂的物理问题会因为寻找不到解题的方向,而产生放弃作答的心理,这主要还是学生缺乏良好的物理解题思维,盲目解答物理问题所致.那么本文从等效思维角度,引导学生运用等效思维来解答物理问题,从而让学生掌握有效的物理解题思路.
一、等效思维的含义及优点
1.含义
等效思维主要是指在特性和关系相同的前提下,将复杂、陌生的问题转化为简单的、等效的、熟悉的问题,以简化问题解答的过程,使得学生能够抓住问题的本质内容,从而引导学生寻找到问题中的规律,进而提升解题效率的一种科学思维方法.
2.优点
学生将等效思维应用于实际问题的解答,尤其是在物理抽象问题的解答中,等效思维的应用可以极大地简化物理解题的过程,使得物理问题更易于学生理解,从而提升学生的物理解题效率.其次,等效思维的运用还能突出物理题目中的主要信息,促使学生迅速抓住题目的本质问题,从而帮助学生找出其中的规律,进而让学生有信心和动力去探究物理问题.
二、等效思维在初中物理解题中的运用方法
1.等效思维在初中物理电学问题中的运用
通常电学计算题是初中物理考试中常见的题型,也是初中物理教学的重要知识点.教师可以将等效思维应用于初中物理电学的有关问题解答之中,从而培养学生养成良好的等效思维.而教师想要帮助学生突破电学计算题教学这个难点,就必须引导学生在熟练掌握电学各类公式及变形的基础上,明确各用电器的连接方式、各个电表所测量的对象,做好物理量与电路元件对照、题图对照,这样才能有效发掘电路间的规律,进而寻找到电学问题的等效化简方法.
以下面这道电学问题为例:如图1所示的电路中,S1闭合S2断开时,甲、乙是电流表,I甲∶I乙=1∶3,此时电路的总功率为P1;当S1、S2都闭合时,甲、乙是电压表,此时电路的总功率为P2,则电阻R1∶R2=?总功率之比P1∶P2=?
根据题目中给出的电路图、文字以及数据信息,教师可以引导学生尝试从等效思维角度,去对电路进行分析.比方说,教师可以提示学生从S1闭合S2断开、S1、S2都闭合等方面,运用等效思维进行分析.
那么当S1闭合S2断开时,甲、乙是电流表时,学生可以得到如下等效电路如图2所示.
从电路分析,得到:
I甲I乙=13,则I1I2=21,那么因为I1I2=R2R1,所以R1R2=12,而当S1、S2都闭合,甲、乙是电压表时,等效电路如图3所示,则为P1=U2R井,P2=U2R串,所以P1P2=R串R并=R1+R2R1R2R1+R2=92.
2.等效思维在初中物理力学问题中的运用
在初中物理力学问题中,学生通常会遇到几个互相接触的物体,且这些物理同时受力,这种问题具有一定的解题难度,对学生的分析与探索能力也提出了高的要求.可是,在以往物理解题中,学生往往对单一物体的受力情况进行分析,容易出现解题思路混乱的情况,进而影响到解题的效率.那么在解答类似几个互相接触的物体同时受力的情况时,教师可以引导学生利用等效思维的解题方式,将这些物体之间的互相作用力看作整体系统的内力,这样就可以节约解题时间,也有助于简化力学问题.其中,学生可以从受力系统的分析、受力过程的分析等方面,将等效思维应用于实际的力学问题解答.
首先,受力系统的分析.以下面这道物理力学问题为例:如图4,质量为1kg的物体A与质量为2kg的物体B叠放在水平桌面上,则B所受的重力的大小及作用点是?
在解答问题的过程中,如果学生单一分析其中的木块受力情况,将会增加解题的时间,也很容易分析出错,进而陷入解题的困境无法脱逃出来.那么教师可以引导学生利用等效思维,将这两个木块看作一个系统,从而对问题进行解析.那么在解题中,学生可以发现B体所受重力的大小只与B物体的质量有关,与A物体是否压在上面无关,A木块只是一个干扰解题的因素,对于木块A学生不需要考虑.那么学生可以将题目转为简单的力学问题来解答,则B所受的重力的大小G=mBg=2kg×9.8Nkg=19.6N;重力的作用点叫重心,B所受的重力的作用点在B木块的重心.
其次,受力过程的分析.许多学生只看重解题的结果,忽略了解题的过程,而解题过程是学生问题物理解答的宝贵经历,有助于学生从中发现自身存在的解答问题,从而及时改进自身问题、总结解题经验,进而避免下次出现同样的解题错误,这也适用于初中物理力学问题的解答.在受力问题的解题过程中,教师可以运用等效思维,引导学生分析受力的过程,以增強学生对等效思维的使用体验,进而使其对等效思维的运用产生兴趣.
如下面这道力学问题:在同一平面内的三个共点力F1、F2、F3之间的夹角互成120°,其中F1的大小为20N,方向水平向右,F2、F3的大小均为30N,则三个力的合力大小及方向是? 在分析这道力学问题时,如果学生直接运用平行四边形定则,会花费比较多的时间去分析F1、F2、F3三个力之间的关系,这导致学生的解题效率有所下降.那么在对于这些复杂的力学问题时,学生可以通过等效变换的思维,将题目进行简化,从而寻找到新的解题路径,进而提示解题的效率.比方说,学生可以先沿着力F1的方向上加上一个大小为10N的力,同时反向也加上一个10N的力,然后再将F3看做一个30N和一个10N的合力.此时,这道力学问题就变成有六个共点力的作用的力学问题,但变换后的问题与原来问题的效果相同.此时,学生可以通过观察,发现三个30N的力互成120°,但是合力为0.所以,在整个力学系统中,也只有两个互成60°的10N的力,这时学生可以很快得出三个力的合力大小为F=30-20=10N,方向與F1相反方向.
三、等效思维在初中物理解题中的运用反思
在初中物理问题解答中,等效思维具有一定的解题优势.首先,它能够协助学生处理复杂的物理问题,以使得学生可以清晰地看到需要解答的问题内容.其次,也能够帮助学生有效省略一些无用的解题过程,使得学生的解题效率有所提升.最后,引导学生利用等效思维进行物理问题的分析,还能促使学生从不同的角度去看到物理问题,有效地激发学生的逻辑思维.
但是,在应用等效思维进行物理问题的解析时,学生还应该懂得审题与看清题意,并非所有的物理问题都可以单用等效思维进行解决.有些物理问题需要学生结合多个解题思维进行问题的分析,才能有效地解答出问题的答案,这也需要教师给予学生一定的教学引导,使得学生真正看清题意,寻找到题目中涉及到的知识点,从而针对有关的物理知识,选用正确的解题思维进行问题的解答.
综上所述,在初中物理解题中,学生应该积极寻求高效的解题路径,而这需要学生具备良好的物理解题思维,才能寻找到高效的解题路径.其中,等效思维有助于将原本复杂的物理问题简单化,从而引导学生高效的解答物理问题.那么教师可以结合一些具体的物理例题,如力学、电学等问题,引导学生运用等效思维进行解析,从而锻炼学生运用等效思维的能力.
参考文献:
[1]赵登峰.用等效法简化初中物理解题[J].数理化解题研究,2016,12(7):35-35.
[2]叶敬凯.等效思维在初中物理解题中的应用研究[J].数理化解题研究,2016,4(12):55-55.
[3]廖宝明.等效思维在中学物理解题教学中的运用思考[J].数理化解题研究,2017,8(17):51-51.[责任编辑:李 璟]