如何培养学生分析与解决物理问题的能力

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  摘 要: 应用物理知识,分析和解决实际问题是提高学生学习物理积极性的有效方法,培养学生的分析能力、解决问题的能力是有章可循的。
  关键词: 物理问题 分析问题 解决问题
  
  我经过多年的教学发现,要提高学生的物理成绩,提高教学质量,必须从根本上去解决问题,单凭做一些习题是不能解决问题的。教师通常会在讲解理论和规律时花时较少,而在让学生训练习题时花时较多。这样不利于培养学生分析和解决问题的能力,不能从根本上解决问题。
  要提高学生的物理成绩,就必须让学生运用知识,培养学生分析和解决问题的实际能力。
  分析和解决物理问题过程中包含着各种不同的活动,因此培养学生分析和解决物理问题的能力要从多方面入手。
  一、识别和分析问题的能力
  识别和分析问题的能力是指正确理解题意,善于发现问题中的隐含条件,恰当地选择研究对象,正确分析研究对象所受的外界影响及运动变化过程的能力。物理学不好的学生常常由于这一能力不强,找不出问题中的隐蔽条件、临界条件,或是不善于去分析物理过程,在具体问题面前不进行具体分析,而是乱套乱代公式,凭空想当然解题,在解决问题的起始阶段就走错了方向。
  二、选择解决问题的策略和对解题过程评价反馈的能力
  选择解决问题策略的能力包括两个方面。一个方面是对问题的方向进行大致推测,并把将要采取的手段与问题的目标联系起来,对解决问题的可行性进行判断的能力。这方面的能力强,从一开始就能从客观上把握问题的整体,高瞻远瞩地看待以后的解题过程从而可以避免走弯路或造成不必要的失误。另一方面是选择合适的解题方法的能力,方法选得合适,不但使问题可以解决,而且能使问题的解决过程变得十分简捷,方法的选择也是极具有灵活性的。
  对解题过程的评价反馈能力是指以下几点。
  1.根据已经解得的部分结论,及时作出评估和预见,判断前面的解题策略是否正确,判断已经做的分析解答是否正确,作出下一步怎么办的决定。
  2.在得出最终结论后,对结论作出评价,是否大致可信、是否和实际情况大致相符,如果不可信、不相符,则还须重新检查或审视前面的解答过程。
  3.解答完后,对整个解题过程作出总结,形成“问题原型”,以便以后解决物理问题加以借鉴。
  三、运用数学解决物理问题的能力
  运用数学解决物理问题的能力包括:把物理问题转化为数学问题的能力;运用数学进行推理计算的能力;物理估算能力。
  在教学过程中,教师要有意识地培养学生这四方面的能力,才能将培养学生分析和解决问题的能力落到实处,减少教学的盲目性,才能有效地提高学生的物理成绩。所以,在教学中就应该注重相应的教学策略。下面我具体介绍四个基本要素培养的途径和方法。
  1.读审物理问题
  读,是读题目,拿到题目后,先从整体后局部地阅读,对整个题目的概貌做到心中有数;审,是审条件和目标,弄清题目中给出的已知条件是什么,追索题目中隐含的已知条件是什么,明确题目应达到的目标是什么。读审实质上是寻找解题信息,形成解决问题出发点的过程。
  在读审这一环节,不要急于猜测解答方向和盲目解题,一定要做到确切了解题意,特别要弄清题目中关键词语的涵义;要养成及时将所发现的信息尽可能地用示意图展示出来的好习惯,将抽象思维转化为具体形象思维。
  2.建构、丰富学生“问题原型”,并促进“问题原型”的迁移
  分析和解决物理问题的过程无外乎两种情形。一种是在原有原型的启发下,结合具体物理情景,在原有模式下分析和解决所面临的物理问题;另一种是没有现成的“问题原型”可以作为借鉴,需要自己重新构建解题模式,需要有更多的创新思维参与解题活动。
  因此,在教学过程中,教师要帮助学生建构丰富的“问题原型”,并且要促使“问题原型”的迁移。
  3.让学生形成直觉判别的习惯、养成经常总结反馈的习惯
  在教学过程中,应鼓励学生凭直觉大胆地进行猜测,先理出大致的总体的思路,再具体着手推理、运算。具体来说,首先要应用所学知识、原理、方法列出有效的物理方程,然后作出评价,判断所列方程是否正确,判断问题所包含的物理情景是否已经表达出来了,判断是否还有补充方程,最后才是具体运算。
  4.数理结合意识、熟练使用常用的数学工具、迅速估算的能力
  将问题给出的物理情景,抽象或简化成各种概念模型和过程模型,用数学化的公式或方程表达出来,最后用数学知识解得结果。在教学过程中,培养学生的这种意识非常重要。很多学生只知道背公式、方程,解题时简单地套用公式,有时候问题解决了,也不知所以然,这次能得出结果,过一段时间再遇到又不会做了。有了数理结合的意识,分析、思考问题会比较透彻,容易抓住问题的实质,能将解过的问题进行归纳总结,形成“问题原型”能够做到举一反三。
  在教学过程中,为了培养学生分析和解决问题的能力,很多问题一定要让学生亲自体验,教师绝不能什么都讲。但教师要具有高度的概括能力,将知识进行归纳总结,让学生对各种题型的变形能举一反三。在解习题时,应带领学生分析题目中的关键词和句,培养读审能力。让学生在完成一种习题后,鼓励学生自主改变题目条件或问题,陈设出新的问题。
  只有在教学过程中不断训练,才能有效地培养学生分析和解决问题的能力。只有具备这些能力,学生才能喜欢物理,才能学好物理。
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