淺議應用性物理問題教學

陳光球

應用性物理問題都是直接聯系生活、聯系社會、聯系技術的實際問題。要讓學生利用掌握的物理基礎知識和方法,去創造性地解決新問題,就需要培養學生把新的物理情景轉化為物理問題,建立起物理模型,并把已知條件進行提取,加工,綜合遷移至問題部分,從而問題得以解決。為了使學生提高理解,解決這類總是的能力。要注意讓學生到生產實際中去學,針對生活中的物理現象去觀察,思考,做到學以致用。即用學過的知識去分析,解決生活與技術中的實際問題,在應用中深化知識,拓寬知識領域,培養分析解決問題的能力,提高應用知識的能力,使學生遇到這類問題時有法可依,游刃有余。這樣解題方法的教學就顯得十分重要。現就應用性問題教學談談自己的認識。 一、聯系生活實際,培養勤于觀察思考的良好習慣 物理知識來源于生活實際,是人類在生產,生活,社會實踐中獲得的經驗總結,所以教學物理只局限于課堂上,書本知識是不夠的,還必須到生活實際這個大課堂中進行教學,并大力開展豐富多彩的課外活動家,開闊眼界,在實際中應用知識,深化知識,開拓知識領域,使學生把知識學活,用活,并透徹地理解物理概念和規律。在日常生活中存在著大量的各種各樣的物理問題,如日,月的東升西落;冰水的相互轉化;電流使燈泡發光;雨后的彩虹等。應用性問題就是以生活,技術為背景提出的問題。如電飯煲,微波爐,空調等電器的三腳插頭,看看它們在設計上有什么特別之處?這樣設計的好處是什么?本題是物理知識來源于生活,又服務于生活的最好例證。對身邊的物理知識進行改進創新,平時只要留心觀察,愛動腦思考,就會很容易答出最上面的插腳最長,會想到這種設計的優點:插頭插入插座時,先把用電器金屬外殼與大地相連。若用電器漏電,電流可以先經此腳流入大地,拔下插頭時,用電器先斷電,長插腳后與大地斷開,使用安全。事實上,我們天天生活在物理世界中,身邊到處都有物理問題值得我們去研究。教給學生多問幾個“為什么”,養成善于觀察,勤于思考的習慣,才能真正學到有“物”的物理。這樣,才能將所學知識靈活運用,提高對應用性物理問題的解答。 二、將實際問題轉化為物理問題應用性物理問題都是生活和社會技術中的實際問題。它的顯著特點是用生活中的語言表述實際問題的具體情境,而不是用物理名詞、術語直接給出的物理模型。它把物理知識隱蔽在實際實物之中。已知條件和所求的實質問題常處于隱蔽狀態,一般不能直接套用物理公式求解。這些都是與平時的練習題和試題的不同之處。所以,解應用性物理問題,首先要將實際問題轉化為物理問題,用物理名詞術語顯現出它的物理真面目,再找出這個物理問題與哪些物理概念、規律有關系,即找準解題的理論依據,問題就迎刃而解。例如:夏天,冰棍周圍冒“白氣”;水缸外壁“出汗”;衛生球日久變小。這些現象是不是升華現象。冒“白氣”實質是冰棍周圍空氣中水蒸汽遇冷“液化”凝結成小水滴;水缸“出汗”是液化為露,而與升華是“物質由固態直接變成氣態”不相符,當然就不是升華現象了。衛生球日久變小,恰是從固態變成氣態跑掉了,可判斷是升華現象。對一些比較復雜的問題,要抓住問題的實質合理簡化成物理模型。例如:從商店買來一個電熱毯,使用中有時感到溫度太高。現想用一個開關和一個電阻把它改裝為兩檔,使電熱毯單位時間發熱量成為原來的數值,或為原來一半。廠家說明書上只寫著額定電壓為220V,沒有其他電氣指標。請你設計一個方案,完成改裝。應當把實物電熱毯轉化為理想的物理模型,即把一個實際問題轉化為一般物理問題,如圖。三、準確熟練掌握,運用物理基礎知識物理基礎知識是指一系列基本概念和基本規律組成的知識體系。解答應用性物理問題要以物理基礎知識為根據,對生活,技術中的實際問題作出正確的解釋、判斷或合理的解決,教給學生在解題過程中應做到以下兩點:1、準確運用物理概念和規律,克服主觀猜想和亂套公式的壞習慣。例如,一輛汽車在高速奔馳時和低速行駛時,兩種情況相比,其慣性哪個大?物體的慣性大小是由質量決定的,不論高速奔馳,還是低速行駛,汽車質量若不發生變化,它的慣性就不會變。又如:足球運動員用100N的力把球踢出20米遠,這個運動員做了多少功?做此題有同學竟得出2000焦耳的結論。說明概念沒有理解,物理過程不清楚。主觀猜想、亂套公式是出現如此錯誤的根本原因。2、靈活、熟練運用物理概念規律,避免犯顧此失敗和片面武斷的錯誤。例如:“建筑物上一串串彩燈聯結的最佳方法是把它們串聯還是并聯?”對于一串串彩燈的情景,很容易想到把彩燈串聯在電路中的結論。從原理上來分析,串聯、并聯都是可采用的方法,但從實際考慮,串聯不是“最佳”的方法。其原因有二:一是一旦一只燈泡壞了,整串彩燈就會都熄滅,故障難以查尋;二是每只彩燈得不到額定電壓,不能正常發生。又如:分析塑料掛鉤為什么能固定在門板上掛書包的問題,同學們往往只強調塑料殼內外有壓強差,大氣壓把塑料殼壓在門板上,而忽略了掛上書包后,在豎直方向上,它還受到門板作用于它向上的摩擦力和書包對它向下的拉力,這是一對平衡力,犯了此失彼,思考不全面的錯誤。為避免錯誤的發生,就要多加強解題練習,并不斷總結經驗,提高解題能力。