以“估算題”為載體,提升學(xué)生解決問題能力

摘要:估算是一種重要的解決問題的方法，也是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要手段。本文以遞進(jìn)的方式從三方面來闡述如何加強(qiáng)估算題教學(xué)，從而提升初中生的解決問題的能力。

關(guān)鍵詞:估算;估測經(jīng)驗(yàn);啟迪思維;能力培養(yǎng)

中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:1003-6148(2010)6(S)-0021-2

在近幾年各地物理中考中估算題出現(xiàn)頻繁，那么，何為估算題呢?運(yùn)用估算法計(jì)算的問題稱為估算題。這類考題主要不在“數(shù)”而在“理”，不追求數(shù)據(jù)精確而追求方法正確。估算題的解題方法為估算法，估算法是利用物理概念、規(guī)律、物理常數(shù)和常識(shí)對物理量的大約數(shù)值進(jìn)行計(jì)算的方法。它不僅是一種常用的思維方法和解題方法，而且是一種重要的科學(xué)研究方法。

學(xué)生喜歡做給出數(shù)據(jù)的“常見類型計(jì)算題”，而不喜歡“估算題”。這是因?yàn)槲覀冊诮虒W(xué)中重視前者而忽視了后者，學(xué)生對估算法感到生疏。在平時(shí)教學(xué)時(shí)如何進(jìn)行估算教學(xué)呢?筆者認(rèn)為應(yīng)做好以下三方面:

1 感受生活實(shí)際，積累估測經(jīng)驗(yàn)

估算題一般顯示的已知條件少，但不難找出些隱含的已知條件，然而這些隱含條件來自于我們的生活經(jīng)驗(yàn)，即在生活中積累起來的對物理量大小的估測能力，這是解估算題的前提和基礎(chǔ)。

現(xiàn)在的學(xué)生處于家與校兩點(diǎn)一線上，社會(huì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)少，對物理量的大小的感知缺乏，因此出現(xiàn)一只雞蛋質(zhì)量約為500g、普通礦泉水瓶容積約為500L、家用燈泡約為500W的笑話也就不足為奇了。如何讓學(xué)生有深刻的體會(huì)呢?這對教學(xué)提出了更高地要求。筆者聽過多節(jié)“質(zhì)量”內(nèi)容的公開課，少數(shù)上課教師帶來了一大袋東西(有的教師是從超市買來的)，讓學(xué)生猜測物品質(zhì)量，甚至將物品獎(jiǎng)勵(lì)給猜測數(shù)值最接近的學(xué)生，課堂氣氛十分活躍，當(dāng)然課堂秩序可能有些亂，還花了不少時(shí)間，教學(xué)進(jìn)度有些慢。而更多的教師則按部就班，一路講解下來，課堂安靜有序，教學(xué)容量大，但學(xué)生體驗(yàn)甚少。比較這兩種教法，筆者認(rèn)為前者比后者要強(qiáng)得多。

平時(shí)教學(xué)中應(yīng)多開展估測活動(dòng)，讓學(xué)生常親身體會(huì)。比如在進(jìn)行“長度”教學(xué)中，可讓學(xué)生估測課桌高度、鞋底面積、教室空間體積……，不防再讓學(xué)生實(shí)測一下，比較估測值與測量值的差異，從而增強(qiáng)學(xué)生估測的經(jīng)驗(yàn)。物理教學(xué)中涉及到的物理量很多，時(shí)間、速度、溫度、重力、電功率……，應(yīng)多采用類似的教法，提高學(xué)生估測能力。

例1 下列估測中，最接近實(shí)際的是( )

A.家用節(jié)能臺(tái)燈的電功率約為60W

B.課本每張紙的厚度約為0.75mm

C.一個(gè)蘋果重約為0.25N

D.一個(gè)雞蛋的質(zhì)量約為55g

簡析 本題考查學(xué)生對基本物理量大小的估測能力。家用節(jié)能臺(tái)燈在10W左右;10張紙的厚度約為0.75mm;一個(gè)蘋果重約為2.5N;在菜場買一斤(500g)雞蛋將近有10只。答案選D。

由此可見，應(yīng)讓學(xué)生多觀察、常體會(huì)，由生活走進(jìn)物理，緊密聯(lián)系日常生活、生產(chǎn)實(shí)際，多讓學(xué)生體驗(yàn)基本物理量的大小，擁有良好的數(shù)量感、形成豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高估測能力。

2 加強(qiáng)物理原理與規(guī)律教學(xué)，增強(qiáng)靈活應(yīng)用知識(shí)能力

筆者曾聽過一節(jié)“壓強(qiáng)復(fù)習(xí)”公開課，教學(xué)設(shè)計(jì)是以例題形式展開的，其中有道選擇題是問一個(gè)普通的成年人站在水平地面上對地面的壓強(qiáng)約為多大?幾乎所有學(xué)生選對了，教師也沒多講，很快進(jìn)入到下一道例題。筆者想知道學(xué)生如何得出結(jié)論的，于是課后問周圍的學(xué)生:你們自己動(dòng)手估算過嗎?很多學(xué)生說沒有。筆者又問:“你們怎么得出正確答案的呢?”“這道題以前做過，人站在地面上對地面的壓強(qiáng)約為1×104Pa，我們記下來了”，較多學(xué)生這樣回答。這真是教育的悲哀，為什么不花點(diǎn)時(shí)間讓學(xué)生利用物理學(xué)知識(shí)來估算一下呢?人的體重、腳的底面積均可估測出來的，再利用壓強(qiáng)公式估算一下，不是更有說服力、更有意義嗎?

估算不僅僅是讓學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)來估測物理量的大小，更重要的是用來培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)思考，增強(qiáng)利用物理知識(shí)來解決實(shí)際問題的能力。估算題能有效地考查學(xué)生對物理原理、物理規(guī)律的理解水平，對物理知識(shí)的靈活應(yīng)用能力。

例2 請估算初中生的步行速度最接近( )

A.0.1m/s B.1m/s C.5m/s D.10m/s

簡析 本題檢驗(yàn)學(xué)生對速度公式的掌握情況，不防讓學(xué)生從教室前走到后，實(shí)測一下。人一般每小時(shí)走3~5km，約為1 m/s，正常騎自行車的速度約為4m/s，100m短跑運(yùn)動(dòng)員的速度可達(dá)10m/s。

例3 空氣的密度約為1.3kg/m3，普通教室里的空氣的質(zhì)量最接近于( )

A.250kg B.25kg C.2.5kg D.0.25kg

簡析 很多學(xué)生是憑主觀猜測的，認(rèn)為空氣看不見，質(zhì)量一定很小，導(dǎo)致選正確答案A的不多。由公式m =ρV可知，需對教室內(nèi)空氣體積進(jìn)行估算，教室的長、寬、高一般為9m、6m、4m，體積約為200m3，則對質(zhì)量估算為m =ρV=1.3kg/m3×200m3=260kg。

例4 一只普通用照明白熾燈正常發(fā)光時(shí)，通過燈絲的電流強(qiáng)度值與下列哪一組較為接近?( )

A.20A B.2A C.0.2A D.0.02A

簡析 學(xué)生對電路中電流大小是一頭霧水，而對用電器的電功率大小較熟悉。本題應(yīng)從電功率角度著手。家庭電路的電壓為220V，照明白熾燈的電功率大多在25W~100W之間，則可估算:I=P/U=60W/220V=0.27A。答案選C。

例5 成年人上樓的功率約為( )

A.1 500W B.150W C.15W D.1.5W

簡析 成年人體重約500N，樓層高約4m，所需時(shí)間約15s，則功率估算為:P =W/t=Fs/t=Gh/t=500N×4m÷15s=133W。答案選B。

從上述4道例題中不難看出，解估算題時(shí)，要熟練地從題目中篩選有效信息，利用與題中物理現(xiàn)象或物理過程密切相關(guān)的物理概念和物理規(guī)律，揭示題設(shè)條件中與要求回答的問題之間存在的物理關(guān)系，靈活而準(zhǔn)確地選用物理公式，進(jìn)而加以估算，得出正確結(jié)論，這是解答估算題的關(guān)鍵。

3 啟迪學(xué)生思維，提升解決問題能力

有些估算題提供的數(shù)據(jù)很少，甚至完全不給數(shù)據(jù)，條件的隱蔽很深，乍一看題，好象缺少條件，真有“丈二金剛摸不著頭腦”之感。這時(shí)我們只有通過認(rèn)真審題，仔細(xì)推敲，深入思考，發(fā)散思考相關(guān)聯(lián)的物理學(xué)知識(shí)，才能挖掘出隱蔽的已知條件，找到突破口，從一定角度來解決問題，這有利于提升學(xué)生思維能力。

例6 一個(gè)成年人的人體體積約多少m3?說說你的估算方法。

簡析 此題完全不提供數(shù)據(jù)，使人難以找到突破口。可由V =m/ρ來估算人體體積，成年人的質(zhì)量約為50kg，那么人體的平均密度約為多少呢?應(yīng)該聯(lián)想到人在水中幾乎可懸浮，人體密度與水的密度相差不大，也可視為1×103kg/m3。因此成年人的體積可估算:V=m/ρ=50kg/1×103kg/m3=0.05m3。人體體積約為0.05m3左右。

例7 地球周圍包圍著一層很厚的大氣層，這個(gè)空氣層一直延伸到幾km的高空，大氣層里空氣的總質(zhì)量大約是多少kg?寫出你的估算過程。 (地球的表面積為4πR2，R為地球的半徑，R=6.4×106m)

簡析 對此題很多學(xué)生無從下手。此題若從m =ρV著手，空氣的體積難以估測，很難解答。大氣壓的產(chǎn)生是由于大氣受到重力，不防從大氣壓著手，可估測地球表面受到的大氣壓為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(取1×105Pa)，再算出地球表面積，進(jìn)而估算出地面受到的大氣壓力為F=pS=p#8226;4πR2=5×1019N，大氣的總重力為G=F=5×1019N，大氣總質(zhì)量為m=G/g=5×1018kg。

由上述兩道例題可見，這類型估算題對學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)的廣度、深度、靈活度提出了更高的要求。我們應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生思維的訓(xùn)練，拓展學(xué)生思維，提高學(xué)生的思維能力。

總之，估算在生活中應(yīng)用廣泛，是解決實(shí)際問題的重要方法，我們應(yīng)在新課程理念的指導(dǎo)下，培養(yǎng)學(xué)生的估算意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的估算能力，從而增強(qiáng)學(xué)生靈活應(yīng)用物理知識(shí)水平，提高解決實(shí)際問題的能力，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn):

[1]寧波市教育局教研室.寧波市2010年初中畢業(yè)生學(xué)業(yè)考試說明(科學(xué)).浙江科學(xué)技術(shù)出版社，2010年1月第1版

[2]中華人民共和國教育部.科學(xué)(7~9年級)課程標(biāo)準(zhǔn).北京師范大學(xué)出版社， 2001.

(欄目編輯黃懋恩)