程序化解题训练对学生思维的培养

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  加强物理程序化解题训练,是顺应高考能力考查的需要,培养学生良好的解题习惯及思维的缜密性,提升学生应对及解决物理问题的能力,是物理教师的天职。解题的缜密性是指在解题中进行深刻、细致、全面的思考,从而确定解题的方法、步骤,并得出准确而完备的结论。在对学生综合性物理问题的解题错误进行了深人细致的分析后,发现存在的问题主要表现在五个方面,即不认真画图,不恰当设未知量,不能正确选用物理规律,不能熟练应用数学知识解决物理问题,不能对解题过程及结果进行有效检验。针对这一现象,我们进行了“画、设、列、解、答”的程序化解题训练,产生了良好的教学效果,使学生思维的缜密性得到了显著的提高。
  
  一、画
  
  “画”就是要画图,要让学生知道为什么要重视画图?物理解题过程中要画哪些图?如何画好这些图?画图时要注意哪些问题?
  (一)画示意图
  学生遇到物理试题时,常常只凭主观感觉去对待,而一旦题目篇幅冗长,情景复杂,往往会发蒙,甚至束手无策,因此画好示意图正确体现物理情境是十分重要的。画图时要特别注意特殊状态、中间状态、临界状态。有时要画几幅图才能更加直观地反映物理情景。
  (二)画受力图
  能否正确画出受力图是解决物理问题的关键,也常常令学生感到困惑,尽管老师分析时,学生理解并不困难,但学生自己画受力图时就是容易顾此失彼。要让学生养成再简单的力学问题也要画受力图的习惯,而且要认真仔细地画。
  (三)画简化图
  不少学生在解物理问题时常常就在题目所提供的示意图上进行分析,尽管大多数情况下是可以的,但有时并不方便,因为,题图常常不是很直观明了。如:题图是三维立体图,在解题时则要画出更便于分析的某方向的平面视图。如果题图是电路图,在解题时要画出简化的等效电路图。
  (四)画光路图
  正确画出光路图是解几何光学问题的最基本要求,在画光路图时应该注意:
  ⑴画好法线。⑵画全光线。⑶画长辅助线。⑷画可逆光线
  (五)画图象
  应用图象解题常常起到事半功倍的效果,但不少同学缺乏图象意识,加强画图象的训练是十分必要的。画图象应该注意几个问题:
  ⑴注意纵、横坐标是什么物理量?单位是什么?是不是国际单位?
  ⑵正确区别不同图象的意义,如速度图象与位移图象,振动图象与波动图象等。
  ⑶正、负的意义是什么?
  ⑷切线的物理意义是什么?
  ⑸坐标是不是从0 开始?
  ⑹相应的函数式是什么?
  ⑺所画图象的坐标范围是多少?超出这一范围有无物理意义?
  ⑻图象是不是直线?
  ⑼图象过不过原点?
  
  二、设
  
  解物理问题常常通过列方程来解决,那就要设未知量。而设未知量之前,首先必须明确哪些量已知,哪些量未知,哪些量是要求的?哪些条件明朗,哪些条件隐含?要做到“咬文嚼字”。未知量设得好不好严重影响解题的速度,有时甚至使解题无法进行下去。以下列出设未知量的几个方法:
  (一)设待求量
  直接将待求量设为未知量。
  (二)设中间量,如导轨上的金属棒切割磁感线运动时所受安培力的冲量I。
  (三)设组合量,因无法或不需求出其中某一具体的物理量,可将某一表达式作为未知量。
  (四)设公用量,为了使设的未知量尽量少,可将不同物理过程中公用的物理量设为未知量
  如前一段运动的末速度与后一段运动的初速度相同,则设此速度为未知量必然给解题带来方便。
  
  三、列
  
  列方程就是规律的选择和应用的过程,规律的选择一定要慎重。
  (一)选择正确
  如不能把非平衡问题当平衡问题处理,不能把动量不守恒的问题当动量守恒处理。有时题目有具体要求,则必须按题目的要求列方程。如,题目要求用动能定理解题,你就不能用牛顿运动定律列方程。
  (二)写出依据
  一定要写出列方程的依据,如,“根据牛顿第二定律得”, “由动量定理得”, 等等。
  (三)写原始式
  如,带电粒子在磁场中的运动问题中,不能直接用,而应该先列出原始式:由洛仑兹力提供向心力得。
  (四)正确代人
  要正确代人物理量的数值,并注意其单位。
  (五)注意正负
  矢量问题要规定正方向,并注意物理量的正负。
  (六)考虑整体
  要注意是针对局部列方程,还是针对整体列方程?
  
  四、解
  
  解方程是培养学生应用数学解决物理问题的重要途径,解方程不仅要注意常规方法,还要注意:
  (一)解的技巧
  如,弹性碰撞中的动量守恒与动能守恒方程组的解法。
  (二)解的完整
  如,多解问题;多解的取舍;物理量大小、范围的讨论等等。
  (三)解的正确
  应该先用字母运算,最后代人数值运算,这样可以从单位来判断结果是否正确。
  
  五、答
  
  尽管现在解物理问题不强求写答,但写答的过程一定不能少,养成写答的习惯将使你终身受益。
  (一)结果清晰
  答能够将解题结果更清晰地呈现出来,使老师阅后一目了然。
  (二)防止疏漏
  答能够使解题更加完整,如,在写答的时候交待物理量的方向,正确写出单位,注意到有效数字的位数。
  (三)培养习惯
  答的过程,培养了你在完成一项工作后自我检查的好习惯。
  我在推广“画、设、列、解、答”的程序化解题训练后,学生的物理成绩得到了大面积提高,特别是高考物理成绩取得了重大突破。经认真分析,主要有以下几个原因:首先,程序化克服了学生解题“跟着感觉走”的不良现象,使学生在解题时有章可寻,有法可依,减少了碰到难题束手无策的现象。当学生读完题还含含糊糊的时候,他不仅知道先要“画”,还知道画什么、怎么画,解决了解题如何入手的问题。其次,“画、设、列、解、答”的程序简洁,就五个字,学生容易掌握,克服了以往学生学习过程中应用的方法不少,但真正掌握的方法不多的现象。
  总之,我们要很好掌握这一五字程序,它不仅指明了程序的执行顺序,而且还包含了具体的方法、细节,从而降低了解题的难度、提高了解题的正确率,树立了学生学好物理的信心,实践这是众多物理教学方法中最实用的解题方法。
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