淺談一題多解在大學物理教學中的作用

鄭艷彬

摘 要:以一道剛體力學的典型題目為出發點,介紹了兩種不同的解題方法。探討了一題多解在大學物理教學中的作用,并提出了在具體實施一題多解教學時應注意的問題。

關鍵詞:一題多解大學物理剛體力學發散思維創新能力

中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0146-01

“條條大路通羅馬”,解決同一個問題,方法往往有多種,一題多解在教學中具有重要的意義。目前在非物理專業大學物理教學中,課時普遍較少,為了節約時間,往往忽視了這種教學方法的應用。但是一題多解在鞏固和加深所學知識,培養學生發散思維能力與創新能力,培養學生學習興趣方面起著重要作用,所以必須加以重視。

1 下面以一道剛體力學中的典型例題,談一下一題多解在大學物理教學中的作用

例題:如圖1所示,一圓形飛輪可繞垂直軸轉動,邊緣繞有繩子,在繩子下端掛以質量M的物體。已知圓形飛輪半徑為R,質量為m(已知轉動慣量I＝mR2,摩擦力不計)。求:

(1)圓形飛輪的角加速度;

(2)繩子下端掛的物體下落高度為h時,圓形飛輪的角速度和轉動動能。

解:(1)如圖1所示,設圓形飛輪的角加速度為β,物體下落的加速度為a則有:

解法二:據機械能守恒定律,質量為M的物體減少的重力勢能全部轉化為本身的動能和飛輪的轉動動能,所以

1.1 一題多解可以鞏固和加深所學知識

例題中第一種解法是利用剛體轉動的運動學方程以及角量和線量的關系來求解,第二種方法是利用機械能守恒的觀點來求解。這兩種解法涉及的知識點不同,通過這兩種解法,能鞏固所學知識。第二種解法中的機械能守恒式,加深了對轉動動能這個概念的理解,使學生深刻的認識到轉動動能作為機械能的一種,也可以和其他形式的機械能相互轉化。

1.2 一題多解可以培養學生的發散思維能力和創新能力

此題的兩種解法得到的答案雖然相同,但解題的途徑卻不同,因為思維的出發點不一樣。一般說來任何問題的解決方法都不止一種。對從未接觸過的問題,基于對問題全面、深刻的理解,利用所學的知識嘗試多種方法求解,都是值得提倡的。盡管有的方法不是最優化的方法,甚至有的方法解不出答案,但是這是初學者獲得經驗的一種途徑。而且一題多解打破了思維定勢,培養了學生的發散思維能力,提高了思維品質。美國心理學家吉爾福特說:“人的創造力主要依靠發散思維,它是創造思維的主要成分?！盵1]通過發散思維,一些問題的創新性解法會被發掘出來,創新能力會逐步提高。

1.3 一題多解可以培養學生的學習興趣

通過一題多解,學生會感到信心倍增,伴隨信心而來的是對大學物理濃厚的學習興趣,在興趣的驅使下,會更加端正學習態度,達到一個良好的循環。

2 在具體實施一題多解教學時,需要注意的幾個問題

2.1 所選擇的題目的難度必須適當,在大多數學生的“最近發展區”之內

“最近發展區”是前蘇聯心理學家維果斯基最早提出的。他認為學生的發展有兩種水平:一種是學生的現有水平,指獨立活動時所能達到的解決問題的水平;另一種是學生可能的發展水平,也就是通過教學所獲得的潛力。兩者之間的差異就是最近發展區。教育心理學家的研究和教學實踐表明,太容易的問題激發不起學生的學習興趣,太難的問題使學生望而卻步,挫傷學習的積極性,只有處于“最近發展區”的問題才能最大限度的提高學生的學習興趣。由于學生的認知水平和對知識的掌握水平存在個體差異,在選題時應該照顧到大多數學生,充分調動廣大學生學習的積極性。

2.2 要運用啟發式教學方法

在對學生進行一題多解的訓練過程中,切忌采取傳統的灌輸式教學方法。如果采取滿堂灌的方式,把所有的解法都羅列出來,學生只是記住了各種解法,思維過程并沒有得到鍛煉。以后遇到類似的題目,解題的思路還是不清晰,甚至因為記住了太多的解法而導致混淆,一種解法也做不出來。在教學中采取啟發式教學方法,教師只是思維的誘導者,學生是思維的主體,只有這樣才能真正提高學生的思維能力?！笆谌艘贼~,不如授人以漁?！敝匾氖墙虝W生思維的方法,而不是具體問題的解決方法。

2.3 要對各種解題方法進行點評和總結

在眾多的解法之中,有的思維過程簡單但計算復雜,有的思維過程復雜但計算簡單,有的思維過程和計算都簡單。教師要對每種解法的特點和需要注意的問題進行點評和總結,尋求最優化的解決方法。有的解題方法表面上不同,其實本質上是相同的,教師應該揭示其本質,使學生的認知水平達到一個飛躍,更深刻的理解知識的內在聯系。

2.4 要注重訓練逆向思維和發散思維能力的結合,全面提高學生的思維品質

逆向思維是與一般思維方向相反的思維方式,和發散思維一樣,是創新型人才所必須具備的一種能力。在進行一題多解訓練時,可把培養學生發散性思維和逆向思維能力結合起來,全面提高學生的思維品質。

21世紀的教育要培養基礎厚、知識寬、能力強、素質高的人才,一題多解在夯實基礎知識、培養創新能力等方面都具有重要的作用,所以要在教學中加以運用,不斷提高教學質量。

參考文獻

[1] 李明樹.“一題多解”在培養學生創新思維能力中的應用[J].數學學習與研究,2011,21:75.