思维品质的深刻性对物理解题的影响及教学建议

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  思维的深刻性也叫抽象逻辑性。反映思维的抽象程度和逻辑水平,以及思维活动的广度、深度和难度。在物理学习中表现善于深入地、逻辑清晰地思考物理问题;善于把握物理事物的本质和规律而不被表象所迷惑;善于开展系统的、全面的物理思维活动;善于从整体上用联系的观点认识物理事物,掌握物理知识,严密地推理论证。
  在物理解题中,思维深刻性差的具体表现有四个方面:
  一、不能深入理解物理概念和物理规律,仅仅停留在简单的记忆
  物理概念反映物理事物的本质,物理规律揭示物理过程中各物理量之间内在的、必然的、本质的联系。要理解物理概念的内涵和外延,要掌握物理规律的实质和运用,必须通过思维,思维越深刻,对物理概念和物理规律的理解也就越深刻,运用越自如。
  二、未能准确地运用公式,不注意物理公式的成立条件
  物理公式是反映相关物理量之间关系的数学表达式。由于各物理量之间的关系一般是复杂的,受到各种因素的影响,为了便于探索,往往忽略次要因素,把某些变量视为常量,引入理想模型、理想过程等。这样就为所寻找的物理定律、经验公式和理论公式带来了约束,这个约束条件即为物理公式的成立条件。物理学中的大部分公式都是有条件的,如牛顿运动定律只适用于宏观物体(可视为质点)在惯性系中的低速运动问题;库仑定律只适用于真空中的点电荷;对于洛仑兹力即带电粒子在电磁场中所受作用力,不能把公式中的理解为电荷相对于磁场的速度,而只能理解为电荷相对于观察者的速度等等。这一点教师在教学活动中必须给予明确的说明。
  三、不能挖掘物理问题中的隐含条件,只能凭借以往熟悉的题目、题型或公式简单化地处理物理问题
  如何迅速识破高考命题中的隐含条件,选择物理过程遵循的物理规律,简洁高效地完成解题,集中体现了考生的综合分析能力。在教学中,教师可以在平常解题中养成通过审题仔细分析推敲关键词语,从物理模型、物理现象、物理过程、物理变化和临界状态中去寻找挖掘隐含条件的良好习惯。就命题中条件的隐含形式通常表现为以下几种方式:
  (1)隐含在题设的物理现象中。题设的条件中必然反映若干物理现象,这些现象本身就包含了解题所需的已知条件。深刻领会物理现象的含义、产生原因和条件是获取已知条件的关键。
  (2)隐含在物理模型的理想化条件中。在试题中常将理想化条件隐含在有关词语或题意中,需要运用理想模型去捕捉和挖掘。如质点和点电荷,都不计其形状和大小;轻质弹簧即不计其重;光滑表面即不计其摩擦;理想变压器即不计功率损耗等。
  (3)隐含在临界状态中。当物体由一种运动(或现象、性质)转变成另一种运动(或现象、性质)时,包含着量变到质变的过程,这个过程隐含着物体的临界状态及其临界条件,需通过分析、推理来挖掘。
  (4)隐含在题设附图中。许多物理试题的部分条件常隐含于题设图形中及图形的几何性质中,需考生通过观察、分析予以挖掘和发现。如图线的交点、极值等往往表示物理过程的特殊状态(临界状态或特殊状态)。
  (5)隐含于常识中。许多物理试题某些条件由于是人们的常识而没有在题中给出,造成所求量与条件之间一种比较隐蔽的关系,需考生据题意多角度分析,展开联想,深刻挖掘。在一些估算型的题目,常常要根据一些常识,提取或假设适当的条件和数据,以弥补题中已知条件中的不足进而达到解题目的。
  四、推理不严密、不周全,过程分析不全
  [例](2009年广东高考第19题,难度系数0.42)如图所示,水平地面上静止放置着物块B和C,相距l=1.0m。物块A以速度V0=10m/s沿水平方向与B正碰。碰撞后A和B牢固地粘在一起向右运动,并再与C发生正碰,碰后瞬间C的速度V=2.0m/s。已知A和B的质量均为m,C的质量为A质量的K倍,物块与地面的动摩擦因数=0.45。(设碰撞时间很短,g取10m/s2)
  (1)计算与C碰撞前瞬间AB的速度;
  (2)根据AB与C的碰撞过程分析K的取值范围,并讨论与C碰撞后AB的可能运动方向。
  评析:本题主要考查考生对力学基本规律的认识,考查牛顿运动定律、动量守恒定律、动能定理的理解和综合应用,考查理解能力、分析综合能力、运用数学处理物理问题的能力。本题一个典型的错误是对K的讨论,某些考生在计算出AB与C碰后,AB的共同速度V3=(4-K)m/s,由于对物理过程分析不够清淅,物理思维不够严谨,从而直接把K=4当成临界点,简单地就把“K>4”、“K<4”当成取值范围;或片面认为AB与C碰撞后,只有AB静止和AB与C有共同速度两种情况,得到2≤K≤4,等等。
  解题过程略。
  教学建议:科学推理是物理学研究问题和解决问题的一种重要的思维方法,也是物理学习中常用的思维方法,包括归纳推理、演绎推理和类比推理三种类型。在平时的教学中,教师要注意培养学生的独立的审题习惯,要学生逐字逐句地读题,不要贪图省时快速阅读题目,不要跳跃式阅读,使题目中的关键词句暴露出来;建议一边读题一边画图,并把读出来的信息标在图上相应的位置,一方面可以减轻大脑的负担;另一方面,更可以帮助建立具体的物理情景、物理形象和物理过程,可以把形象思维与抽象思维结合起来;在物理过程分析中,要注意受力分析与运动分析,通过力与速度的突然变化,区分出各种临界状态,从而避免堕入题设的陷阱中。
  (作者单位:广东省云浮市云浮中学)
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