有感于记一次物理说题活动

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  去年,笔者参加了一次全县的物理说题交流活动,感受颇多.现就本次说题活动的内容,浅谈谈些感受,希望与大家共同交流和讨论.
  说题,是按照“审题、分析、解答和反思”这样的解决问题的过程,将这种流程用语言进行表达,不需要定量的计算,而是以开拓解题的思路为主要目标的思维过程,即说:“思维”.这在最近几年的交流教研活动中,是热点和一种教学趋势,利用语言口述探索解决问题的路径、使用的思想方法及解题策略.说题分为“教师说题”和“学生说题”,它的作用是促进教师之间的交流和学生解题思维的培养,并节省了大量的教学时间,更新了教学理念,提高了课堂教学的效率.
  一、题源
  竞赛题:设湖岸为PQ,某船自A点匀速向湖中驶去,沿与湖岸成α=15°,某人自A点沿PQ同时出发,先步行后入水游泳追船,设人的步行为
  vA=4 m/s,人的游泳为v2=2 m/s,则该人要能追上船,船的最大速度为v为多少?(如图1)
  本题为范小辉主编《高中物理竞赛考前训练》(华东师范大学出版社)上的一道竞赛题,考查诸如运动追击等物理知识,要解决这类“经典问题”,既要有分析思考、还需要一定的运算能力.从各地高考、竞赛等近几年试题来看,运动追击问题一直是考试的热点和难点.
  二、说题
  众所周知,解题的本质是:按照“审题、分析、解答和反思”这样的解决问题的过程,到达从条件到结论的转化[1
  ].那么,说题“就是利用口述,将问题的解决思路、思想方法和解答大致过程展示出来,并不一定全部量化”.因此,我们说题往往涉及下面几个方面.
  1.说题意
  从条件分析问题的前提、背景,大致构思需要的解题思想方法及编题意图,并要特别关注题中隐含条件.(这一点往往教师说题更为关注)
  2.说思维
  说思维是指教师简述探索解题途径的思维方法和心理活动过程.探索解题途径的常用方法有以下四种:
  ①采用化整为零,各个击破的分解策略,即将问题分解成若干个能够解答的小问题;②利用化归思想,将命题逐步转化为已经解决的问题;③采用分析综合法,将已知条件顺推,要求目标逆推,对比着寻找联结点;④运用直觉思维和灵感思维,从类似问题的解法中迁移和渗透解题思维规律,套用模式识别来解题.
  说思维是指解决办法,简要探讨解决者的解题思维方式和探索问题时的心理活动.探讨解决途径常用以下四种方法:(1)“庖丁解牛”、分而治之分解策略,将问题分为几个小问题;(2)使用转化思想,将未知问题往已知结论或已知问题上靠拢;(3)分析合成法,“两头联系”,类似修建隧道方式,将已知条件顺推、目标逆推,对比连接点;(4)使用直觉思维,运用模式识别来解决问题,或者从类似的问题解决中迁移解题规律.
  纵观本题,参加本次说题的学生给出了多种解法,自然相当了得,但笔者以为说题比赛不是纯粹的一题多解,学生在探索解题过程中能够使用的解法和构建这些解法的心理机制,更是我们说题时需要去关注的.
  3.说思路
  是一种定性的思维分析方式,即简要说明解决问题的步骤,以及采用的物理知识和思想方法.
  4.说规律
  任何经验的取得都来自实践,譬如对一个问题的举一反三、对知识点的融会贯通、对问题的一题多解等等,从中参悟、渗透解题思维规律,提炼出一般物理原理、揭示其本质、并不断总结交流经验.因此,现代意义的物理教学特点:重视解决问题的过程中,战略和思维品质的培养;重视解决问题的过程中,“情感、态度、价值观”的变化,题永远做不完,“以不变应万变”才是我们所追求的和学生需掌握的.
  三、谈题
  笔者思考,我们可以谈谈本题的数学知识层次(图2):
  如图2,某时刻船出发(在A处),假设人从A步行道C处,而后游至B处,记
  ∠ABC=θ(θ<165°),
  当人和船在B处恰好相遇时,船所用时间t,人用时
  t=t1+t2(t1步行所用时间,t2表示游泳所用时间),所以,在
  △ABC中,由正弦定理得:
  Vtsin(15+θ)
  =2t2sin15
  =4t1sinθ
  (0<θ<165).
  又由合比性质:
  Vtsin(15+θ)
  =4t2+4t12
  sin15+sinθ,
  所以V=4sin(15°+θ)
  2sin15°+sinθ
  (0<θ<165°),
  于是:
  V=
  4sin(15°+θ)
  2sin15°+
  sin[(15°+θ)-15°]
  ,令:15°+θ=β,则
  15°<β<165°,
  所以V=4sinβ2sin15°+sin(β-15°)
  ,
  两边倒数:
  所以
  1V=
  2sin15°+sin(β-15°)4sinβ
  ,
  所以1V=cos15°4
  -sin15°4
  ·cosβ-2
  sinβ
  (*)
  只需求
  cosβ-2
  sinβ(15°<γ<165°)的最大值即可!
  令k=
  sin(90°-β)-2
  cos(90°-β)(-90°<90°-β<75°) ,在脑海中模式识别后可得:问题转化为求两点斜率最大值问题.记
  P在-90°~75°的图中所示的圆上运动,要求k的最大值,易得PQ为圆的切线即可.利用三角函数知识,解得kmax=-3,代入(*),
  所以(1V)min=
  cos15°4
  +sin15°4·3
  =sin45°2
  =24.
  所以(1V)min=22(m/s),易得此时θ=
  45°.
  四、品题
  本次活动主要是针对教师说题,笔者能感受到大家以《课程标准》为依据,以“生为本”来展开教学过程.比如:较多的提出了知识的发生发展过程、关注教学中思想对学生的引导、关注一题多解带来的思维发散效应、说题时关注学生的心理机制能否达到解决问题的程度,以及在情感教育等方面做出了主动的探索,这些都是很好的.但是笔者细细思考,觉得大部分教师在处理说题目标的细则上把握不够(个别教师很清晰),甚至有些混乱,于是我们可以再品品本题带给我们对说题目标的一些启示.
  譬如:有些教师照搬照抄课程目标,使人大跌眼镜.分解课程标准的总目标没有错,但是每一个问题都
  要“具体问题具体分析”.也就是说,一道题的说题目标应当是具体的、恰当的,否则,笼统的、抽象的目标形同
  虚设.笔者以为说题目标应该分三类,以本题为例:
  (1)初级目标是教会学生解题的方法,主要是解题
  叙述的说题方法,对学生的知识基础、能力水平作动态的估计;
  (2)中极目标是在解题之后,要求有教师引导下的学生反思、变式或者一题多变,譬如上述物理竞赛题的数学知识层次探索等,为学生提供探索、交流和探寻更好的、一般性的解决问题的方法;
  (3)高级目标是在学生已有的解题经验基础上,教师指导下做一些探索性学习(比如研究性学习:课本习题的再探索、阅读资料的思考等等),努力提高学生的创新思维,同时还要注意封闭题与开放题的合理搭配,把握好归纳与演绎的度,做到收敛思维与发散思维交替运用,在长期学习后又创新的意识.
  总之,本次说题交流活动比较圆满,为教师们提供了交流、探讨新模式的一个平台,让我们继续反思如何通过一个竞赛典型试题,通过说题说清题意、思维、思路和规律,让教师教学水平得到进一步的发展.用已故数学特级教师孙维刚的话就是“多方联系,浑然一体”——说题教学使教师站在更高的舞台来指导教学.
  
  参考文献:
  [1] 乔家瑞.高中数学解题方法与技巧[M].北京:首都师范大学出版社,1994.
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  江苏省宝应县安宜高级中学 (225800)
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