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【摘要】思维品质很重要。一个人的思维品质如何,关系到素质高低、能力强弱,为培养学生优秀的思维品质,在物理习题教学中,以一题多变、一题多解、设计“多条件习题”、用临界类习题、讨论“开放性习题”等方法将起到事半功倍的作用。
【关键词】高中物理;习题教学;思维品质;培养方法
习题教学是高中物理教学的重要组成部分,通过解题,能使学生进一步理解掌握所学的概念和规律,提高学生分析解决物理问题的能力,为充分发挥习题教学的功效,培养学生优秀的思维品质,以一题多解、一题多变等方式来培养思维的灵活性、深刻性、严密性、发散性、批判性等思维品质,将收到良好的效果。
一、一題多变,培养学生思维的灵活性、深刻性
一题多变,就是以变换条件、变换题型等变式来引导学生思考讨论和解答,通过一题多变,培养学生思维的灵活性、深刻性。
例一:在给定电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、电
源、开关、导线等实验器材中,请设计一个测定电源电动势和内电阻的实验,并画出实验电路图。
这是高中物理一个重要的实验,可引导学生应用闭合电路欧
姆定律等分析设计,其电路图为下图1(甲)
图1
变式一、若电流表坏,设计的电路图如何?(答案:图1乙)
变式二、若电压表坏、设计的电路图又如何?(答案:图1丙)
通过变式的讨论分析,总结得出测电源电动势和内电阻的伏法、伏阻法、安阻法等三种基本方法,对教材做了拓展,在这三种基本方法基础上再变式,就可以把问题引向深入。
如变式三、若给定的是两个电流表(其中一个内阻已知)、一个定值电阻,滑动变阻器等,又该如何设计?
变式四、若给定的是两个电压表呢?又该如何设计?经过多个变式的讨论分析,对这个实验的原理就会进一步的理解,融会贯通,再难的题,如高考题也能解答。
二、一题多解,培养学生思维的发散性
一题多解,就是从不同的角度、不同的途径,用不同的物理规律去解决同一物理问题的思维过程,这一过程很好地发散了思维。
例2:载人气球原来静止于距地面高h为的空中,气球与人的质量分别为M和m,气球下面悬着一不计的软绳,当人沿此绳匀加速下滑时,问绳至少多长才能使人安全着地?
解析:该题为动力学问题。我们可以引导、启发学生用所学知识从以下多个方面求解:1.用牛顿运动定律与运动学规律求解;2.用动量定理与动能定理求解;3.用平均速度公式与动量守恒定律求解;4.用动能定理和动量守恒定律求解;5.用动量守恒定律的推论求解。其答案为:(M m)h/M.以上五种解法剖析,几乎用到了力学中主要的物理规律。在复习课中,若能够选好典型例题,并能做到一题多解就能启发、引导和激励学生广开思路,培养了思维的发散性。同时通过一题多解,使学生找到解此类题目最佳的方法。
三、设计多条件习题,培养学生思维的批判性
“多条件习题”是指在题中特意设置的与解题无关的干扰因素和误导条件,若不能深入理解并辨其真伪,那就会上当受骗,误入歧途。
例3:一以30m/s行驶的汽车刹车后,以2m/s2的加速度做匀减速直线运动,求它刹车后18s内滑行的距离。
解析:此题中的18s就是干扰项,它只能用来分析问题,而不能直接用来计算结果。一些不善于思考,机械套用公式的学生,便会得出以下错误结论:1.位移公式法:s=v0t-at2 /2=216m;2.逆向思维法:s=1at2/2=324m;3.平均速度法:s=vt/2=270m
正确解法应该是结合实际,明确运动的特征,纠正时先引导学生求出汽车到停止所用时间t0=vt-v0/a=15s,说明后3秒是静止的,将t0代人以上三种方法中的任意一种,便得s=225m,学生此时会恍然大悟,明白解答物理题是不能机械套用公式的,培养了思维的批判性。
四、用“临界类习题”,培养学生思维的严密性
“临界类习题”是指物体在运动的过程中,物理状态发生变化时,物理量出现突变,解答这类问题的关键是找临界条件,判断其所处状态。否则,求解将缺乏逻辑推理而导致错误。
例4:有一质量M=1kg的小车置于光滑水平跑道上,在小车上放一质量m=2kg的木块,动摩擦因素u=0.2,分别对m加10N和24N的水平恒力,小车的加速度为多大?
解析:该题考查学生通过受力分析来判定物体运动状态的能力,两物体靠摩擦力连接,若两物体不相对滑动时,它们整体有相同的加速度,若相对滑动时,则需要用隔离法分析判定相对静止或相对滑动这一临界条件的方法有多种,常用假设法,假设m与M不相对滑动,则a=F/m M,而M存在最大加速度,即amax=umg/M,若a>amax则相对滑动,a≤amax则相对静止。根据这种判断方法很快得出正确答案:当F=10N时,a=10m/3s2;当F=24N时,am=10m/s2,aM=4m/s2。
五、讨论“开放性习题”,培养学生思维的广阔性、创造性
“开放性习题”是指答案不确定或不唯一的问题,开放题的基本特征是强调答案的多样性,要求从不同的角度、分析思考。
例5:请设计一种测量重力加速度g新的方法
解析:该题能够发挥学生的聪明才智,归纳学过的知识提出落体法、打点计时器法、光电门法、滴水法、圆锥摆法、平抛运动法、单摆振动法、弹簧和天平法等,甚至有的学生运用已学过的物理模型设计实验。平常的教学中,选用这类习题,能激发学生的学习兴趣、发展学生的学习策略,并且能够很好地培养学生思维的广阔性、创造性。
通过上述方法,全方位培养学生优秀的思维品质,使学生的思维水平上升到一个新的台阶,实现了由知识向能力的升华。
参考文献:
[1]广东省教育厅教研室.学科教学指[M].广东教育出版社,2004.
[2]王力邦.中学物理教师的学习与思考[M].北京:科学出版社,2009.
【关键词】高中物理;习题教学;思维品质;培养方法
习题教学是高中物理教学的重要组成部分,通过解题,能使学生进一步理解掌握所学的概念和规律,提高学生分析解决物理问题的能力,为充分发挥习题教学的功效,培养学生优秀的思维品质,以一题多解、一题多变等方式来培养思维的灵活性、深刻性、严密性、发散性、批判性等思维品质,将收到良好的效果。
一、一題多变,培养学生思维的灵活性、深刻性
一题多变,就是以变换条件、变换题型等变式来引导学生思考讨论和解答,通过一题多变,培养学生思维的灵活性、深刻性。
例一:在给定电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、电
源、开关、导线等实验器材中,请设计一个测定电源电动势和内电阻的实验,并画出实验电路图。
这是高中物理一个重要的实验,可引导学生应用闭合电路欧
姆定律等分析设计,其电路图为下图1(甲)
图1
变式一、若电流表坏,设计的电路图如何?(答案:图1乙)
变式二、若电压表坏、设计的电路图又如何?(答案:图1丙)
通过变式的讨论分析,总结得出测电源电动势和内电阻的伏法、伏阻法、安阻法等三种基本方法,对教材做了拓展,在这三种基本方法基础上再变式,就可以把问题引向深入。
如变式三、若给定的是两个电流表(其中一个内阻已知)、一个定值电阻,滑动变阻器等,又该如何设计?
变式四、若给定的是两个电压表呢?又该如何设计?经过多个变式的讨论分析,对这个实验的原理就会进一步的理解,融会贯通,再难的题,如高考题也能解答。
二、一题多解,培养学生思维的发散性
一题多解,就是从不同的角度、不同的途径,用不同的物理规律去解决同一物理问题的思维过程,这一过程很好地发散了思维。
例2:载人气球原来静止于距地面高h为的空中,气球与人的质量分别为M和m,气球下面悬着一不计的软绳,当人沿此绳匀加速下滑时,问绳至少多长才能使人安全着地?
解析:该题为动力学问题。我们可以引导、启发学生用所学知识从以下多个方面求解:1.用牛顿运动定律与运动学规律求解;2.用动量定理与动能定理求解;3.用平均速度公式与动量守恒定律求解;4.用动能定理和动量守恒定律求解;5.用动量守恒定律的推论求解。其答案为:(M m)h/M.以上五种解法剖析,几乎用到了力学中主要的物理规律。在复习课中,若能够选好典型例题,并能做到一题多解就能启发、引导和激励学生广开思路,培养了思维的发散性。同时通过一题多解,使学生找到解此类题目最佳的方法。
三、设计多条件习题,培养学生思维的批判性
“多条件习题”是指在题中特意设置的与解题无关的干扰因素和误导条件,若不能深入理解并辨其真伪,那就会上当受骗,误入歧途。
例3:一以30m/s行驶的汽车刹车后,以2m/s2的加速度做匀减速直线运动,求它刹车后18s内滑行的距离。
解析:此题中的18s就是干扰项,它只能用来分析问题,而不能直接用来计算结果。一些不善于思考,机械套用公式的学生,便会得出以下错误结论:1.位移公式法:s=v0t-at2 /2=216m;2.逆向思维法:s=1at2/2=324m;3.平均速度法:s=vt/2=270m
正确解法应该是结合实际,明确运动的特征,纠正时先引导学生求出汽车到停止所用时间t0=vt-v0/a=15s,说明后3秒是静止的,将t0代人以上三种方法中的任意一种,便得s=225m,学生此时会恍然大悟,明白解答物理题是不能机械套用公式的,培养了思维的批判性。
四、用“临界类习题”,培养学生思维的严密性
“临界类习题”是指物体在运动的过程中,物理状态发生变化时,物理量出现突变,解答这类问题的关键是找临界条件,判断其所处状态。否则,求解将缺乏逻辑推理而导致错误。
例4:有一质量M=1kg的小车置于光滑水平跑道上,在小车上放一质量m=2kg的木块,动摩擦因素u=0.2,分别对m加10N和24N的水平恒力,小车的加速度为多大?
解析:该题考查学生通过受力分析来判定物体运动状态的能力,两物体靠摩擦力连接,若两物体不相对滑动时,它们整体有相同的加速度,若相对滑动时,则需要用隔离法分析判定相对静止或相对滑动这一临界条件的方法有多种,常用假设法,假设m与M不相对滑动,则a=F/m M,而M存在最大加速度,即amax=umg/M,若a>amax则相对滑动,a≤amax则相对静止。根据这种判断方法很快得出正确答案:当F=10N时,a=10m/3s2;当F=24N时,am=10m/s2,aM=4m/s2。
五、讨论“开放性习题”,培养学生思维的广阔性、创造性
“开放性习题”是指答案不确定或不唯一的问题,开放题的基本特征是强调答案的多样性,要求从不同的角度、分析思考。
例5:请设计一种测量重力加速度g新的方法
解析:该题能够发挥学生的聪明才智,归纳学过的知识提出落体法、打点计时器法、光电门法、滴水法、圆锥摆法、平抛运动法、单摆振动法、弹簧和天平法等,甚至有的学生运用已学过的物理模型设计实验。平常的教学中,选用这类习题,能激发学生的学习兴趣、发展学生的学习策略,并且能够很好地培养学生思维的广阔性、创造性。
通过上述方法,全方位培养学生优秀的思维品质,使学生的思维水平上升到一个新的台阶,实现了由知识向能力的升华。
参考文献:
[1]广东省教育厅教研室.学科教学指[M].广东教育出版社,2004.
[2]王力邦.中学物理教师的学习与思考[M].北京:科学出版社,2009.