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一个人的创造性才能大小往往与他的思路是否宽阔、灵活,思维是否发散等密切相关,发现和找准思维切入点是解决问题的出发点和突破口。我们在进行物理知识教学的时,重现浓缩在其中的思维历程,让学生沿着前人思维活动的足迹“短暂而迅速”的重走一遍,从中体验和学习科学思维的方法,拓宽思维的深度和广度,那就等于教给了学生一把开启思维宝库的金钥匙。
一、正确理解、掌握基本概念
比如“机械波”的概念,其定义为“机械振动在媒质中的传播过程。”那么究竟传播的是什么呢?是以振源为榜样,其他媒质中的质点在各自的附近通过相互作用沿波的传播方向由前到后依次做着同频率、同振幅但不同步调的振动。其中又有着丰富的内涵,包括时间的周期性和波长的周期性关系的各个侧面。由此我们会很自然地得出:机械波传播的是振动形式和能量而媒质本身不随波迁移。这样对机械波的概念有了真正的理解,在解决问题时就有了准确的思维切入点。
例1 关于机械波的概念,下列说法中正确的是
A 质点振动的方向总是垂直于波的传播方向
B 简谐波沿长绳传播,绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等
C任一振动质点经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长的距离
D 相距一个周期的两时刻,简谐波的图象相同
因此,我们不难判知正确的答案是BD
有些概念之间很相似、相近,由于学生错误的前概念及思维定势等知识负迁移的影响,给正确理解、掌握概念形成了障碍,则很容易产生混淆。
例2 在某一电场中的A点,1C正电荷有的电势能是5J,该点电势为 V;若A点放入单位负电荷,则A点电势为 V;若在A点不放入电荷,则点的电势为 V。
该题的思维切入点就建立在对基本概念准确理解的基础上。“电势是描述电场的能的性质与电荷的正负、存在与否无关;而电势能则是电荷在电场中所具有的能,与电荷有关。”
因此,只有正确理解、掌握物理概念,才可以达到思维发展的最高境界。
二、具有创设物理情景、构建物理模型的能力
要顺利解决物理问题,就必须从基本物理模型出发,在头脑中形成相应的物理情景,通过运用类比、联想、等效等思维方法,对旧模式再加工,使之与新的物理情景相适应,从而做到难题巧解、繁题简解,提高解题效率和正确率,也有利于思维能力的培养。例如:对于一个小球在光滑的半圆形的碗的底部作幅度不大的摆动,就要联想到单摆的模型;对于氢原子的核外电子绕核运动问题,就要联想到人造卫星绕地球做圆周运动的模型等。
三、具有对学科间横向联系、相互渗透以及本学科间相互渗透和跨越能力
随着高考综合科目的确定,各学科间相互联系,相互渗透的试题也不断出现。作为与现实生活相联系,与高科技问题具有一定的相关性的物理学科,则与其他学科的联系更为密切。2000年高考试题,计算题第20题,不仅要求学生在物理上正确理解同步卫星的运动规律,而且要求学生了解地球纬度和经度的概念,在此基础上建立正确的空间图象,才能进一步正确解决问题。要想有这样的思维切入点,则就要求学生必须要有各学科的基础知识,且把他们相互联系、相互渗透的能力。
四,学会“发现和找准思维切入点”的方法
(一)认真审题,捕捉关键词句
捕捉关键词句,理解其内涵和外延,明确限定条件;挖掘隐含物理过程、物理状态、物理模型中的隐含条件。①找出题目中的“不变量”,以此作为思维的切入点,可以解决一类问题。题目中的“不变量”一般可分为两类:一类是可以直接从题目中读出的。如,“加速度恒定”、“匀速”、“处于平衡态”、“……不变”等;另类隐含中的“不变量”。如,在力学中,出现“物体表面光滑”则摩擦为零;在讨论电路性质时:串联电路中“干路电流处处相同”;并联电路中“电压相同”;在解决静电平衡问题时,“置于电场中的导体内部合场强为零”等。②找出题目中的“临界条件”。若题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时,一般都有临界现象出现,此题的入手点就应从临界条件入手。
(二)画好草图,形象物理过程和情景
画草图是分析物理问题的重要手段,它能建立清晰有序的物理过程、确立物理量间的关系,把问题具体化、形象化。草图可以是运动过程图、受力分析图、状态变化图等,也可以是由投影法、等效法得到的示意图。
(三)用“功能关系”来解决一些过程复杂的运动学问题
例:总质量M的列车,沿水平直线轨道匀速前进,其末节车厢质量为m,中途脱节,司机发觉时,机车已经运行了L的距离,于是立即关闭油门,撤去牵引力。设运动的阻力与质量成正比,机车的牵引力是恒定的。当列车的两部分都停止时,它们的距离是什么?
此题用动能定理求解比用运动学、牛顿第二定律求解简单。只要分清整个过程有几个做功及初末状态的动能,就可用动能定理来解。
解:对车头,脱钩后的全过程,有
FL— k(M— m)gS1= —(M— m)V02 /2
对车尾,有
—k mgS2 = —mV02/2
而S= S2—S1
由原来列车匀速,所以 F =kMg
联立求解得 S= ML /(M— m)
(四)变换思路,加强物理情景间的联系
有些题目,就题论题很难求得结论,甚至得不到结果。此时应马上交换思路,转移研究对象、物理状态和物理过程,加强相似物理情景间的联系,挖掘特殊和一般的关系,导出结论。
解决问题的思路形式取决于思维切入点,其中思维切入点又包括思维的起点、思维的角度和思维的方式,由此衍生出各种各样的解题方法。因此,教学中对学生发现和找准思维的切入点的培养,同时,也提高了学生的理解力、分析解决问题的能力,综合能力等,从而为学生创新能力的发展打下坚实的基础。
一、正确理解、掌握基本概念
比如“机械波”的概念,其定义为“机械振动在媒质中的传播过程。”那么究竟传播的是什么呢?是以振源为榜样,其他媒质中的质点在各自的附近通过相互作用沿波的传播方向由前到后依次做着同频率、同振幅但不同步调的振动。其中又有着丰富的内涵,包括时间的周期性和波长的周期性关系的各个侧面。由此我们会很自然地得出:机械波传播的是振动形式和能量而媒质本身不随波迁移。这样对机械波的概念有了真正的理解,在解决问题时就有了准确的思维切入点。
例1 关于机械波的概念,下列说法中正确的是
A 质点振动的方向总是垂直于波的传播方向
B 简谐波沿长绳传播,绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等
C任一振动质点经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长的距离
D 相距一个周期的两时刻,简谐波的图象相同
因此,我们不难判知正确的答案是BD
有些概念之间很相似、相近,由于学生错误的前概念及思维定势等知识负迁移的影响,给正确理解、掌握概念形成了障碍,则很容易产生混淆。
例2 在某一电场中的A点,1C正电荷有的电势能是5J,该点电势为 V;若A点放入单位负电荷,则A点电势为 V;若在A点不放入电荷,则点的电势为 V。
该题的思维切入点就建立在对基本概念准确理解的基础上。“电势是描述电场的能的性质与电荷的正负、存在与否无关;而电势能则是电荷在电场中所具有的能,与电荷有关。”
因此,只有正确理解、掌握物理概念,才可以达到思维发展的最高境界。
二、具有创设物理情景、构建物理模型的能力
要顺利解决物理问题,就必须从基本物理模型出发,在头脑中形成相应的物理情景,通过运用类比、联想、等效等思维方法,对旧模式再加工,使之与新的物理情景相适应,从而做到难题巧解、繁题简解,提高解题效率和正确率,也有利于思维能力的培养。例如:对于一个小球在光滑的半圆形的碗的底部作幅度不大的摆动,就要联想到单摆的模型;对于氢原子的核外电子绕核运动问题,就要联想到人造卫星绕地球做圆周运动的模型等。
三、具有对学科间横向联系、相互渗透以及本学科间相互渗透和跨越能力
随着高考综合科目的确定,各学科间相互联系,相互渗透的试题也不断出现。作为与现实生活相联系,与高科技问题具有一定的相关性的物理学科,则与其他学科的联系更为密切。2000年高考试题,计算题第20题,不仅要求学生在物理上正确理解同步卫星的运动规律,而且要求学生了解地球纬度和经度的概念,在此基础上建立正确的空间图象,才能进一步正确解决问题。要想有这样的思维切入点,则就要求学生必须要有各学科的基础知识,且把他们相互联系、相互渗透的能力。
四,学会“发现和找准思维切入点”的方法
(一)认真审题,捕捉关键词句
捕捉关键词句,理解其内涵和外延,明确限定条件;挖掘隐含物理过程、物理状态、物理模型中的隐含条件。①找出题目中的“不变量”,以此作为思维的切入点,可以解决一类问题。题目中的“不变量”一般可分为两类:一类是可以直接从题目中读出的。如,“加速度恒定”、“匀速”、“处于平衡态”、“……不变”等;另类隐含中的“不变量”。如,在力学中,出现“物体表面光滑”则摩擦为零;在讨论电路性质时:串联电路中“干路电流处处相同”;并联电路中“电压相同”;在解决静电平衡问题时,“置于电场中的导体内部合场强为零”等。②找出题目中的“临界条件”。若题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时,一般都有临界现象出现,此题的入手点就应从临界条件入手。
(二)画好草图,形象物理过程和情景
画草图是分析物理问题的重要手段,它能建立清晰有序的物理过程、确立物理量间的关系,把问题具体化、形象化。草图可以是运动过程图、受力分析图、状态变化图等,也可以是由投影法、等效法得到的示意图。
(三)用“功能关系”来解决一些过程复杂的运动学问题
例:总质量M的列车,沿水平直线轨道匀速前进,其末节车厢质量为m,中途脱节,司机发觉时,机车已经运行了L的距离,于是立即关闭油门,撤去牵引力。设运动的阻力与质量成正比,机车的牵引力是恒定的。当列车的两部分都停止时,它们的距离是什么?
此题用动能定理求解比用运动学、牛顿第二定律求解简单。只要分清整个过程有几个做功及初末状态的动能,就可用动能定理来解。
解:对车头,脱钩后的全过程,有
FL— k(M— m)gS1= —(M— m)V02 /2
对车尾,有
—k mgS2 = —mV02/2
而S= S2—S1
由原来列车匀速,所以 F =kMg
联立求解得 S= ML /(M— m)
(四)变换思路,加强物理情景间的联系
有些题目,就题论题很难求得结论,甚至得不到结果。此时应马上交换思路,转移研究对象、物理状态和物理过程,加强相似物理情景间的联系,挖掘特殊和一般的关系,导出结论。
解决问题的思路形式取决于思维切入点,其中思维切入点又包括思维的起点、思维的角度和思维的方式,由此衍生出各种各样的解题方法。因此,教学中对学生发现和找准思维的切入点的培养,同时,也提高了学生的理解力、分析解决问题的能力,综合能力等,从而为学生创新能力的发展打下坚实的基础。