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在高中物理教学中,实现教师顷囊而教,学生竭诚而学,在解问题时,积极探索发现物理知识概念体系与问题的关系,找寻二者之间的本质联系,在问题过程中,必须把大脑储存的信息资源激活,检索提取所用的信息,明确理解线索的意义,从而准确把握学生思维障碍,把惰性化知识激活起来,抓住思维脉胳,提高学生的发散思维能力,对学生进行系统科学的训练,从而达到解决问题的有效途径.
1 一题多问,发散学生主体思维能力
学生的主体思维能力在物理教学中十分重要,教师应对此进行强化,使学生的学习态度得到端正.尽管素质教学在我国的推行不断加速,然而应试教学遗留下来的问题仍然没有完全得到解决,因此教师必须对学生的思想观念进行纠正,并在复习教学中为学生提供积极的引导与帮助,促使学生养成良好的学习习惯,树立正确的学习精神,并以饱满的热情投入到物理课堂学习当中.如在进行力学复习当中,如图1所示,选用两根40 cm 长长的细绳,互成120°拉着 一个0.2 kg的铁球A,问每条细绳的拉力?(g=10 m/s2).教师此时运用联想、引伸和推广的方式设计连续的一题多方式:
(1)如果把一根细绳烧断的瞬时,另一根细绳的拉力是多少?
(2)铁球运动到最低点时的速度多大?此时绳子的张力又是多大?
(3)若相互作用时间为0.01 s,铁球B受到的平均冲是多少?
(4)如果铁球运动到最低点时正好与放在水平桌面上的一个质量为0.21 kg铁块B发生正面相碰,那么碰撞后A与B的速度各为多少?
(5)当连接处平滑,没有能量损失的条件下,若桌边缘和一个倾角为30°的光滑斜面底端相连,那么铁块能沿斜面上滑多远?
(6)如果铁块放在0.8 m高的桌子边缘被向外碰出,此时落地的水平距离多大?
(7)设连接处平滑,没有能量损失时,若斜面长度仅是28 cm,那么落地时的水平距离有多大?
(8)如果桌子边与一直径是0.1 m的光滑圆环的最底端相连,那么滑到最高点时对圆环压力有多大?
(9)设阻力不计,若铁球A碰撞后是否做简谐振动,振动周期又是多少?
通过问题的引申推广,用力这条线把所学到的力、物体平衡、直线运动、曲线运动、机械能、机械振动、运动和力、物体的相互作用等概念定律都连接到一起,在知识的串连当中,可以化繁为简得到答案:(1)T1=T2=2 N;(2)vA =2 m/s,T=4 N;(3)vB=-0.05 m/s ,vB′=1.95 m/s; (4)s=0.38 m;(5)s=0.78 m;(6)s=0.42 m;(7)N=5.46 N, 向上;(8)是,T=1.256 s.
通过问题的环环相扣,学生逻辑思维清晰,明确运动由它所受的合外力和初运动条件决定的, ∑F为零,物体处于平衡状态,当∑F为一恒量,则物体做匀变速运动;当∑F为变量时,物体做变加速运动;当∑F和v0在同一直线上时,做直线运动;当∑F与v0成夹角时,即做曲线运动.
点评 力学是高中物理教材学习中的一个重点,因此,广大物理教师一定要在基于对学科本体认真分析的基础上,充分理解教学的方法本体以及应用本体,设计出一款适用于自身教学的工具软件并加以应用,以此来为学生的学习提高一个更为直观的教学情景,进而有效提高课堂整体教学效率.
2 易化原题,彰显物理过程
运用物理的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的物理手段.
例2 如图2,一根足够长的绝缘棒上套有一金属质量为m的小球,绝缘棒与水平方向的夹角是θ,小球带有正电荷q,可以沿绝缘棒滑动,在棒的周围空间范围有互相垂直的水平向左匀强电场E和垂直纸面的匀强磁场B,小球与绝缘棒之间的摩擦系为μ,问小球由静止到滑下时的最大速度vm是多少.
分析 因为本题物理过程是多阶段性,涉及的概念定律较多,如果直接解本题,难度较大,而绝缘棒又是倾斜放置的,这使得计算起来更加烦琐,也容易掩盖所经历的物理过程.假若使棒竖直放置,在其它条件不变的情况下,如图2(a)与(b)既有区别,又有联系,图(b)是(a)的特殊情况,但图(b)比图(a)更显著表现了物理过程,同时图(b)的过程可分析几个阶段:阶段1:物体从静止开始做加速运动.阶段2:小球一旦开始运动,便受到洛伦兹力引起侧向压力减小,摩擦力也随即减小,加速度逐渐增大时,速度也随着逐渐增大.阶段3:当电场力和洛伦兹力相等时,无侧向压力,无摩擦力,加速度达到最大值am=g.阶段4:当速度继续增大,洛伦兹力大于电场力又开始产生反向的侧向压力,会出现摩擦力,加速度逐渐减小.阶段5:加速度为零时,小球速度将达到最大值vm.通过上述分析可以看到舍去一些抗干扰的枝节,简化原题,可以充分使涉及每一物理过程的相关知识电场力、摩擦定律、洛伦兹力、牛顿第二定律都串连到一起,顺次运用相关原理定量去解问题就繁为简,对于图(a)比图(b)复杂是因为涉及到力的分解.
3 相似思维,连接问题
把某些物理之间的某些相近性进行思维沟通连接,突破传统理念,走向富有思维创新性的领域.如,在平稳的河岸上,不论波向什么方向传播,当波到达岸边时总是大约沿着垂直河边的方向进行传播,这种现象产生的原因是什么?此问可以把光波与水波相似思维进行思考,他们虽然有本质的不同,然而在很多方面上的性质又是相近的,因为光有波动,所以有反射、折射、衍射等,当光从光疏媒质传向光密媒质时,光线向法线方向偏折,传播速度减小.若光在增大的媒质中传播,因为折射,传播方向一直在靠近法线,速度一直也在减小,根据这些因果条件可以断定水波有波动性,折射性,当水波进入河岸摩擦传播速度变小,水波产生折射现象,所以传播方向渐渐垂直河岸进行传播.
4 寻找隐含不露,克服思维定势
思维定势干扰,将导致答非所问.思维定势影响到学生认为用物理规律计算出的结果肯定对,而恰恰忽视了问题中的已知条件,导致解题失误.审题要看清要求,排除定势思维的干扰,根据逻辑思维推理,另辟蹊径寻找问题答案.
例3 在一平面内共点的三个力小大小分别为2N,8N和7N,问这三个力的合力最小值.
分析 在受思维定势影响中会误认为三个力的作用线在同一直线上,得到合力最小值Fmin =7 2-8=1N的错误答案,认真观察可以发现,三个力大小符合7-2<8<7 2的条件,即三个力的作用线可以不在同一条直线上,若三个力相互间的夹角合适,可以合力为零,因此三个力的合力的小值Fmin =0.
总之,学生在问题中感性到理性的拼合训练,从抽象到具体的过渡,从内在联系到现象阻碍因素等,促使潜在的知识体系在问题中自由进行发挥,顺利完成学生在中学物理解题的操作能力.
1 一题多问,发散学生主体思维能力
学生的主体思维能力在物理教学中十分重要,教师应对此进行强化,使学生的学习态度得到端正.尽管素质教学在我国的推行不断加速,然而应试教学遗留下来的问题仍然没有完全得到解决,因此教师必须对学生的思想观念进行纠正,并在复习教学中为学生提供积极的引导与帮助,促使学生养成良好的学习习惯,树立正确的学习精神,并以饱满的热情投入到物理课堂学习当中.如在进行力学复习当中,如图1所示,选用两根40 cm 长长的细绳,互成120°拉着 一个0.2 kg的铁球A,问每条细绳的拉力?(g=10 m/s2).教师此时运用联想、引伸和推广的方式设计连续的一题多方式:
(1)如果把一根细绳烧断的瞬时,另一根细绳的拉力是多少?
(2)铁球运动到最低点时的速度多大?此时绳子的张力又是多大?
(3)若相互作用时间为0.01 s,铁球B受到的平均冲是多少?
(4)如果铁球运动到最低点时正好与放在水平桌面上的一个质量为0.21 kg铁块B发生正面相碰,那么碰撞后A与B的速度各为多少?
(5)当连接处平滑,没有能量损失的条件下,若桌边缘和一个倾角为30°的光滑斜面底端相连,那么铁块能沿斜面上滑多远?
(6)如果铁块放在0.8 m高的桌子边缘被向外碰出,此时落地的水平距离多大?
(7)设连接处平滑,没有能量损失时,若斜面长度仅是28 cm,那么落地时的水平距离有多大?
(8)如果桌子边与一直径是0.1 m的光滑圆环的最底端相连,那么滑到最高点时对圆环压力有多大?
(9)设阻力不计,若铁球A碰撞后是否做简谐振动,振动周期又是多少?
通过问题的引申推广,用力这条线把所学到的力、物体平衡、直线运动、曲线运动、机械能、机械振动、运动和力、物体的相互作用等概念定律都连接到一起,在知识的串连当中,可以化繁为简得到答案:(1)T1=T2=2 N;(2)vA =2 m/s,T=4 N;(3)vB=-0.05 m/s ,vB′=1.95 m/s; (4)s=0.38 m;(5)s=0.78 m;(6)s=0.42 m;(7)N=5.46 N, 向上;(8)是,T=1.256 s.
通过问题的环环相扣,学生逻辑思维清晰,明确运动由它所受的合外力和初运动条件决定的, ∑F为零,物体处于平衡状态,当∑F为一恒量,则物体做匀变速运动;当∑F为变量时,物体做变加速运动;当∑F和v0在同一直线上时,做直线运动;当∑F与v0成夹角时,即做曲线运动.
点评 力学是高中物理教材学习中的一个重点,因此,广大物理教师一定要在基于对学科本体认真分析的基础上,充分理解教学的方法本体以及应用本体,设计出一款适用于自身教学的工具软件并加以应用,以此来为学生的学习提高一个更为直观的教学情景,进而有效提高课堂整体教学效率.
2 易化原题,彰显物理过程
运用物理的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的物理手段.
例2 如图2,一根足够长的绝缘棒上套有一金属质量为m的小球,绝缘棒与水平方向的夹角是θ,小球带有正电荷q,可以沿绝缘棒滑动,在棒的周围空间范围有互相垂直的水平向左匀强电场E和垂直纸面的匀强磁场B,小球与绝缘棒之间的摩擦系为μ,问小球由静止到滑下时的最大速度vm是多少.
分析 因为本题物理过程是多阶段性,涉及的概念定律较多,如果直接解本题,难度较大,而绝缘棒又是倾斜放置的,这使得计算起来更加烦琐,也容易掩盖所经历的物理过程.假若使棒竖直放置,在其它条件不变的情况下,如图2(a)与(b)既有区别,又有联系,图(b)是(a)的特殊情况,但图(b)比图(a)更显著表现了物理过程,同时图(b)的过程可分析几个阶段:阶段1:物体从静止开始做加速运动.阶段2:小球一旦开始运动,便受到洛伦兹力引起侧向压力减小,摩擦力也随即减小,加速度逐渐增大时,速度也随着逐渐增大.阶段3:当电场力和洛伦兹力相等时,无侧向压力,无摩擦力,加速度达到最大值am=g.阶段4:当速度继续增大,洛伦兹力大于电场力又开始产生反向的侧向压力,会出现摩擦力,加速度逐渐减小.阶段5:加速度为零时,小球速度将达到最大值vm.通过上述分析可以看到舍去一些抗干扰的枝节,简化原题,可以充分使涉及每一物理过程的相关知识电场力、摩擦定律、洛伦兹力、牛顿第二定律都串连到一起,顺次运用相关原理定量去解问题就繁为简,对于图(a)比图(b)复杂是因为涉及到力的分解.
3 相似思维,连接问题
把某些物理之间的某些相近性进行思维沟通连接,突破传统理念,走向富有思维创新性的领域.如,在平稳的河岸上,不论波向什么方向传播,当波到达岸边时总是大约沿着垂直河边的方向进行传播,这种现象产生的原因是什么?此问可以把光波与水波相似思维进行思考,他们虽然有本质的不同,然而在很多方面上的性质又是相近的,因为光有波动,所以有反射、折射、衍射等,当光从光疏媒质传向光密媒质时,光线向法线方向偏折,传播速度减小.若光在增大的媒质中传播,因为折射,传播方向一直在靠近法线,速度一直也在减小,根据这些因果条件可以断定水波有波动性,折射性,当水波进入河岸摩擦传播速度变小,水波产生折射现象,所以传播方向渐渐垂直河岸进行传播.
4 寻找隐含不露,克服思维定势
思维定势干扰,将导致答非所问.思维定势影响到学生认为用物理规律计算出的结果肯定对,而恰恰忽视了问题中的已知条件,导致解题失误.审题要看清要求,排除定势思维的干扰,根据逻辑思维推理,另辟蹊径寻找问题答案.
例3 在一平面内共点的三个力小大小分别为2N,8N和7N,问这三个力的合力最小值.
分析 在受思维定势影响中会误认为三个力的作用线在同一直线上,得到合力最小值Fmin =7 2-8=1N的错误答案,认真观察可以发现,三个力大小符合7-2<8<7 2的条件,即三个力的作用线可以不在同一条直线上,若三个力相互间的夹角合适,可以合力为零,因此三个力的合力的小值Fmin =0.
总之,学生在问题中感性到理性的拼合训练,从抽象到具体的过渡,从内在联系到现象阻碍因素等,促使潜在的知识体系在问题中自由进行发挥,顺利完成学生在中学物理解题的操作能力.