摘 要: 作者通過具體物理例題講解,總結歸納解題方法來培養學生思維能力和提高解題能力,幫助其克服思維定勢、超越思維障礙.從而提升靈活應用物理知識來分析、解決問題的能力.
關鍵詞: 中學物理教學 解題方法 思維能力物理的解題方法教學是既能加深對所學的基本知識的理解,提高解題能力,又能培養學生思維能力的有效途徑.根據十幾年的教學經驗,我認為:有目的、有計劃地講解典型例題,然后進行針對性訓練,讓學生在解決問題過程中,不僅理解知識、掌握解題方法,而且打破思維定勢、超越思維障礙.從而提升靈活應用物理知識來分析、解決問題的能力,進一步達到舉一反三、觸類旁通之目的.
一、糾正錯誤的生活經驗,強化對物理知識的理解
學習物理就需要糾正錯誤的生活經驗,在大腦中建立正確的物理知識,通過一定量的練習,來強化對物理知識的理解.
例1:如圖1所示,一個人站在平面鏡前,當他向平面鏡靠近時,關于他在平面鏡中所成像的大小變化情況,下列四種說法中正確的是( )
(A)逐漸變小 (B)逐漸變大
(C)不變 (D)無法判斷
此題(C)選項正確,如果學生未建立正確的平面鏡成像特點知識——像與物體大小相等,就想當然地運用錯誤的生活經驗,很容易選擇(A)選項.
在求解此類問題的關鍵是掌握正確的物理知識,通過針對性的練習來強化對物理知識點的理解、掌握,進一步達到熟練運用的目的.
二、打破思維定勢的束縛,突破解題障礙
學生在學習物理知識的過程中,很容易形成思維定勢,養成一種呆板、機械、千篇一律的解題習慣。當新舊問題形似質異時,思維的定勢往往會使他們步入誤區,造成解題障礙,影響學習成績.
例2:如圖2所示,在做“探究平面鏡成像特點”的實驗時,將一塊玻璃板豎立在水平桌面上,再取兩段完全一樣的蠟燭A和蠟燭B一前一后豎立在桌面上,點燃玻璃板前的蠟燭A進行實驗.
(1)用玻璃板代替平面鏡進行實驗,是利用玻璃板的?搖 ?搖(填物理屬性的名稱),好處是?搖 ?搖.
(2)光學成像實驗中,在觀察像時,人眼的觀察位置通常會隨著實驗目的不同而發生變化,本實驗中,在確定蠟燭A和蠟燭B是否完全重合時,人眼的觀察位置應該是?搖 ?搖;在判斷平面鏡中所成的是實像還是虛像時,移去蠟燭B,在其像所在的位置放一光屏后,人眼的觀察位置應該是?搖 ?搖.(以上兩空選填“a.視線過蠟燭A并垂直于玻璃板;b.在玻璃板前這一側不同的位置;c.直接觀察光屏”)
學生在做(2)中第一個空格時很容易發生錯誤,選擇a,因為他們極易陷入思維定勢而想到解答此題時,要用平面鏡成像特點之一——像與物體到鏡面距離相等且對應點連線與鏡面垂直.克服這種錯誤關鍵是多思考,從不同角度來考慮問題,理論聯系實際,不是“讀死書,死讀書”,真正做到“活學活用”.(答案(1)透光性 便于觀察確定像的位置、大小.(2)b c.)
例3:如圖3所示電路,電源電壓保持不變,當滑動變阻器滑片P向a端滑動時,則電壓表的示數將( )
A.增大 B.不變
C減小 D.等于電源電壓
當滑動變阻器滑片P向a端滑動時,滑動變阻器接入電路的阻值減小,由串聯電路電阻關系可得電路總電阻(R=R+R)減小,又因為電源電壓保持不變,根據歐姆定律I=可知,電路中電流增大,很多同學又利用U=IR來判斷電壓表示數變化時,陷入了無法判斷的絕境,此時如果避開總是利用歐姆定律來判斷這一思維定勢,而是采取先確定R兩端電壓變化情況,再用串聯電路電壓關系判斷V示數變化的方法,問題就迎刃而解.解決此類問題的一般步驟為:①根據滑動變阻滑片移動情況,判斷其接入電路阻值如何變化.②總電阻變化情況.③電路中電流如何變化.④定值電阻兩端電壓變化.⑤最后用串聯電路電壓關系判斷滑動變阻器兩端電壓變化.(答案C)
三、培養創造性思維,激發解題靈感
創造性思維是指在認知的基礎上,把已經具備的知識進行重新組合、構造,從新的角度來思考問題,因而具有獨創性和新穎性.在物理學科的教學中,有意識培養學生這種思維能力,對提高他們解決問題的能力和激發解題靈感具有不可估量的作用.
例4:如圖4所示,放在水平地面上的物體受到方向不變的水平推力F的作用,圖5是推力F與時間t的關系、物體運動速度v與時間t的關系.由圖像可知,在4:6s時間段內,推力F做的功為?搖 ?搖J.在2:4s時間段內,推力F做的功?搖 ?搖J.圖5
分析:在4:6s時間段內,物體做勻速直線運動,在力的方向上通過的路程S可利用公式s=vt求得,再根據公式W=F·S求出.而在2:4s時間段內,物體運動速度越來越快,無法用s=vt來計算物體在力的方向上通過的路程S.在常規思維下,問題就變得無法解決,如果換一個角度來考慮,我們就會發現物體做勻速直線運動階段移動距離s,就相當于這個矩形所圍成的面積,況且純粹從數學角度考慮s=vt也有矩形的“面積“意味.故在2:4s時間段內,物體在力的方向上通過的路程S就等于圖中三角形的面積4.進一步求得推力F做的功為12J.
四、靈活運用基本知識,謀求舉一反三、觸類旁通
解決物理問題實質是運用基本知識點,如何使學生在透徹理解基本知識的基礎上,進一步來靈活運用,這就要求教師在課堂教學中,怎樣啟發學生思考,才能啟發到位,啟得好、啟得妙,調動他們思考的積極性,鍛煉思維能力,謀求舉一反三、觸類旁通.
例5:一小木塊漂浮在水面上,靜止時露出水面的體積是木塊總體積,已知水的密度為ρ=1.0×10kg/m求這個小木塊的密度ρ.
分析:因為木塊靜止時露出水面的體積是木塊總體積的,所以可以求得V=V,而G=ρgV,F=ρgV,由平衡法F=G,即可求出ρ=ρ.
進一步思考“木塊靜止時露出水面的體積是木塊總體積的”,=常數,能否用水的密度ρ和木塊的密度ρ表示出來?如果能,就能夠推出任何漂浮在液面的物體,它露出液面的體積V和總體積V的比值是常數,僅于液體的密度ρ和物體的密度ρ有關,通過理論推導可以得到=1-,同時也知=,也是一個常數.
例6:一物體漂浮在液面上,靜止時浸入液體中的體積是物體總體積的,若把露出液面部分切去,物體又會上浮,待其重新靜止時,露出液面的體積和物體原來總體積比值是多少?
分析:有了例5解題經驗和反思過程很容易求出結果,假設物體的體積為V,露出液面體積為V,切完后物體體積是V,露出液面體積為V,=,=,=,所以=.
總之,教師在課堂教學中,除了傳授基本知識外,還要注重學生解題能力的培養,在夯實知識的基礎上,運用所學的知識去解決新問題.要善于反思,引導他們如何歸納、總結解題規律,尋找解題方法.讓舊知萌發“新意”,讓老題再生“新知”,將知識縱橫聯系,分析類比,融會貫通,真正做到活學活用.