胡勝男

摘要:在高中物理習(xí)題課教學(xué)中,教師通過創(chuàng)設(shè)合適的問題情境,鼓勵學(xué)生一題多解,從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力,本文以一題為例,淺談在高中物理習(xí)題教學(xué)中教師應(yīng)如何選題、如何引入問題、如何幫助學(xué)生多向求解實現(xiàn)一題多解。
關(guān)鍵詞:高中物理;習(xí)題教學(xué);一題多解;創(chuàng)新思維
與科學(xué)家的創(chuàng)新不同,高中生的創(chuàng)新是一種個體化的創(chuàng)新,其創(chuàng)新成果的呈現(xiàn)方式常表現(xiàn)為學(xué)生在獲取新知過程中對未知問題的深度思考、另辟蹊徑、一題多解、質(zhì)疑想象、創(chuàng)新實踐活動等,對學(xué)生個體而言問題是新穎的,問題的解決過程也是新穎的,學(xué)習(xí)新知的過程本身就具有個體意識上的創(chuàng)新價值。本文以一題為例,淺談在高中物理習(xí)題教學(xué)中,如何訓(xùn)練學(xué)生一題多解、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。
例1:在光滑水平面上有一靜止的物體。現(xiàn)以水平恒力F1推這一物體,作用一段時間后,換成相反方向的水平恒力F2推這一物體,當(dāng)恒力F2作用時間與恒力F1作用時間相同時,物體恰好回到原處,此時物體的動能為EK=32J,則在整個過程中,恒力F1、F2各做功多少焦耳?
例題分析:如圖1,首先分析例題中整個物理情境和過程,設(shè)物體由A點在F1作用下向右加速運動到B點,換F2后并不立即向左運動,而是繼續(xù)向右減速運動到速度為零的C點,而后在F2作用下由C點加速運動回A點,加速、減速階段位移關(guān)系為等大反向,這是解出這道題的關(guān)鍵,也是學(xué)生最難獲得的關(guān)鍵信息,此處教師應(yīng)鼓勵學(xué)生對物體進(jìn)行全程分析,找出各過程的受力特征、運動學(xué)物理量特征。當(dāng)學(xué)生對物體運動的整個情境、過程清楚后,具體求解就已經(jīng)不是難事了。
此題通常有四種解法,解法一,運動學(xué)公式結(jié)合牛頓運動定律求解;解法二,平均速度結(jié)合動能定理求解;解法三,動量結(jié)合能量求解;解法四,圖象法求解;至于用什么方法求解,主要取決于學(xué)生自身的思維習(xí)慣,學(xué)生往往對哪部分知識掌握的熟練,解題就多習(xí)慣于用哪部分知識求解。如在學(xué)過動能定理之后,對于一些恒力作用的問題,很多學(xué)生仍然喜歡用牛頓定律與運動學(xué)結(jié)合求解,主要是因為牛頓定律他們掌握的非常熟練。
一題多解就是要求學(xué)生多角度、多層次的建構(gòu)假設(shè)。多角度是指從多個思維角度對某一事物進(jìn)行分析探究,多層次是指從事物的表象、內(nèi)容、實質(zhì)、影響、規(guī)律等不同認(rèn)識層次對同一事物進(jìn)行分析研究。一道習(xí)題在課堂上提出之后,眾多學(xué)生的思維素質(zhì)、物理知識的掌握情況各不相同,學(xué)生中間自然就會有很多各不相同的解法。老師應(yīng)以贊賞的眼光幫助、引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,完善、改正解答,盡可能培養(yǎng)學(xué)生形成一種樂于表達(dá)自己思路,踴躍發(fā)言的課堂氛圍;形成一種對待習(xí)題尋找多種解決方法,尋求最佳求解方案的風(fēng)氣。
此題雖多種解法,但不管用什么方法求解,都必須分析清楚物體運動的整個情境和過程。我們談學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng),首先要培養(yǎng)學(xué)生獲取物體整個運動情境和過程的能力,即通過對習(xí)題的閱讀、分析,挖掘出題中給出的已知條件的能力。一定要杜絕那種“會套公式,會計算,稀里糊涂求答案”的現(xiàn)象。教師有目的、有意識地創(chuàng)設(shè)一種學(xué)生能夠明顯意識到的疑難情境,情境的呈現(xiàn)需要充滿新意、趣味、驚奇,能引起強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突(認(rèn)知結(jié)構(gòu)失衡),從而促使學(xué)生產(chǎn)生質(zhì)疑問難、探索求解的創(chuàng)新性動機(jī)、引發(fā)思維的輻射、拓寬活動的空間。本題情境展示還應(yīng)提供有利于學(xué)生問題解決的相關(guān)資源,讓學(xué)生自主解決問題,使教學(xué)情境具有開放性。
此外,在訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行一題多解時,每類題至少應(yīng)準(zhǔn)備兩道或更多。其中一道用于課堂上同學(xué)們的爭論、解答,最后得出幾種解答方案。其他一些情境、過程相類似的習(xí)題,留給學(xué)生課后練習(xí),檢驗、鞏固所學(xué)的知識方法。
如下是與例1情境、過程相類似的習(xí)題:
例2:一個帶電量為+Q的物體,靜止在一光滑絕緣的水平面上,先對物體施一水平向右的勻強(qiáng)電場E1,經(jīng)t秒后撤掉E1,立即再對它施一水平向左的勻強(qiáng)電場E2,又經(jīng)t秒后物體恰回到出發(fā)點,求E1/ E2=?若回到出發(fā)點時物體的動能恰為16J,問分別在電場E1、E2作用下,電場力做功各為多少?(答案:E1/ E2=1/3;W1=4J,W2=12J)
例3:一水平放置的平行板電容器置于真空中,開始時兩板間勻強(qiáng)電場大小為E1,一帶電微粒在該電場中正好處于靜止。現(xiàn)將兩板間場強(qiáng)增大到E2,方向不變,持續(xù)一段時間后,突然將電場反向,保持E2大小不變,再持續(xù)同樣一段時間后,帶電微粒恰好回到初始位置。已知在整個過程中微粒未與極板相碰,求場強(qiáng)E2大小?若回到初始位置時,物體的動能恰為64J,問電場E2方向變化前后兩段過程,粒子動能變化各為多少?(答案:E2=2 E1;△EK1=16J,△EK2=48J)
最后,學(xué)生具備了快速分析出物體運動的整個情境、過程,挖掘出題中給出的已知條件的能力;能夠均衡牢固地掌握好各部分物理知識,形成了對待習(xí)題尋找多種解決方法、尋求最佳求解方案的解題習(xí)慣,相信學(xué)生的創(chuàng)新思維能力定會不斷提升!
★ 課題名稱:核心素養(yǎng)視域下普通高中學(xué)生創(chuàng)新思維評估和培養(yǎng)路徑的實踐研究 課題類別:省專項重點課題 課題編號:JYB1421277