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        物理解題的又一個重要環(huán)節(jié)

        2007-12-31 00:00:00趙志剛
        物理教學(xué)探討 2007年20期

        我國物理學(xué)家嚴(yán)濟慈先生曾經(jīng)說過:“做習(xí)題可以加深理解,融會貫通,鍛煉思考問題和解決問題的能力?!钡牵芏鄬W(xué)生解題時,往往只滿足于得到一個結(jié)果,而不作深層次的思考。雖然做了大量的題目,能力還是得不到相應(yīng)的提高,甚至出現(xiàn)不升反降的現(xiàn)象。要擺脫這種狀況,除了精選習(xí)題,注重分析求解過程之外,解題后的小結(jié)和反思也是一個非常重要的環(huán)節(jié)。

        一道好的習(xí)題解完后,通常可以從以下幾個方面進行反思、小結(jié)。

        (1)結(jié)論表達(dá):在做完習(xí)題后,要回過頭看看解題的表達(dá)如何,文字是否簡潔、流暢,因果分析是否一目了然、令人信服,數(shù)學(xué)表達(dá)式的字母、符號前后是否一致,物理意義是否明確、清楚,圖示、圖象是否規(guī)范,最后看看所得結(jié)論是否完整,要不要進一步討論、說明。

        例1 如圖所示,木板A上放著鉛塊B,木板A平放在光滑水平桌面上,A長0.1m,B可視為質(zhì)點,位于A 的左端,A、B的質(zhì)量均為0.05kg,A、B間的動摩擦因數(shù)μ=0.03。若鉛塊開始在A的最左端時有向右的速度v0=0.4m/s。求鉛塊從木板的最左端開始運動到脫離木板所經(jīng)歷的時間(g取10m/s2)。

        木板A作勻加速運動,質(zhì)點B作勻減速運動,B的位移比A長0.1m。

        (2)知識歸納:完成習(xí)題后再思考一下,本題求解涉及到哪些概念、規(guī)律,這道題目中它們有些什么聯(lián)系,求解這道題主要運用了它們的哪些性質(zhì)、特點,通過求解你對它們又有了什么新的認(rèn)識、體會,通過這道題的求解是否達(dá)到了鞏固掌握有關(guān)知識的目的,對這些知識是否又出現(xiàn)了含糊不清或者想不通的問題。

        例2 如圖,OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌,O、C處分別接有短電阻絲(圖中用粗線表示),R1=4Ω、R2=8Ω(其它部分電阻不計)。導(dǎo)軌OAC的形狀滿足方程 y=2sin(πx/3)(單位:m),磁感應(yīng)強度B=0.2T的勻強磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面,一足夠長的金屬棒在外力作用下以5m/s的速度勻速由O滑過C,求

        ①此過程中金屬棒中感應(yīng)電流的表達(dá)式;

        ②該過程中外力做的功。

        金屬棒切割磁感線,但切割長度L=y=2sin(πx/3) 按正弦規(guī)律在變化。

        E=BLv=B2sin(πx/3)v

        該物理過程是一個不穩(wěn)定過程,電流在變化,外力也在變化,中學(xué)階段只能從功能關(guān)系入手。但中學(xué)教材中只強調(diào)正弦式交流電的“電能”計算問題,涉及較多的是線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動切割磁感線的產(chǎn)生電流的情形。此題解完后,我們發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體切割磁感線時,只要長度、速度和磁感應(yīng)強度中的某個量按正弦規(guī)律變化產(chǎn)生的電流是正弦交流電時就可以從這個角度去思考。

        對知識的歸納反思,能進一步同化知識,重建認(rèn)知結(jié)構(gòu),提高知識的可遷移性。

        (3)思維流程:做完習(xí)題后,可以進一步整理出解題的思維流程圖,反思小結(jié)解題的思路,從而掌握解決同類問題的方法。

        例3 一電阻R與光滑金屬框架連接,豎直放置在垂直紙面向里的勻強磁場中,一金屬導(dǎo)體棒ab緊貼框架(接觸良好)自靜止滑下,求棒下滑的最大速度?(除R外其它電阻不計,框架無限長)

        其思維流程如下:

        概括繪圖后會發(fā)現(xiàn),這是一種循環(huán)反饋思路,即從研究的目標(biāo)對象“速度”出發(fā),逐一依次研究其變化對電動勢、電流、安培力、合力、加速度的影響,最后還回到對目標(biāo)對象“速度”的影響,從而得出結(jié)論。這也常常是對多米諾骨牌式問題求解的基本思路和方法。

        長期堅持這樣的思維流程分析,無疑會優(yōu)化學(xué)生的思維策略,提高學(xué)生的思維能力。

        (4)回味關(guān)鍵:在回顧思維流程的過程中,還可以回味當(dāng)時難以求解的原因。是沒有找準(zhǔn)解題的切入點、障礙點和陷阱,還是沒有挖出問題的隱含條件,或者是沒有能把問題準(zhǔn)確地“翻譯”成物理的和數(shù)學(xué)的語言,或者是沒有能對問題恰當(dāng)?shù)睾喕⒑线m的模型,或者是沒有尋求到簡潔明快的方法、途徑,進一步反思是怎樣找通關(guān)節(jié)的。

        例4 A球從離地面H高處自由落下,而同時正下方的B球在地面以初速度v0豎直上拋,則在下列情況下v0必須滿足什么條件?

        ①在B球上升過程中兩球相遇;

        ②在B球下降過程中兩球相遇;

        ③兩球不會相遇。

        這些打通關(guān)節(jié)的策略不是一下子形成的,也不是老師一教就會的,要讓學(xué)生通過習(xí)題解完后的小結(jié)和反思自己把它們領(lǐng)悟出來。

        (5)遷移創(chuàng)新:以上四個方面是從認(rèn)知策略、解題策略出發(fā)對問題的求解過程本身進行反思。但題后反思小結(jié)不能滿足于此,還要進一步拓展思維,舉一反三,遷移創(chuàng)新。習(xí)題完成后,可以做各種可能的變換、思考和探討。如將習(xí)題中的已知量、未知量顛倒,做逆向變換;或從原來的已知條件設(shè)問,還能求解哪些目標(biāo),進行發(fā)散思考;或研究習(xí)題中有關(guān)物理量的地位作用,找出制約目標(biāo)物理量的關(guān)鍵,進行聚斂思考等等。這樣就能觸類旁通,形成能力提高的增長點。

        例5 一半徑為R的光滑半圓柱固定,質(zhì)量為M、m的兩小球A、B(可視為質(zhì)點)用輕質(zhì)細(xì)繩連接繞過半圓柱,A、B處于過圓心O的直徑所在平面上。如圖,A、B由靜止釋放,則當(dāng)B到達(dá)圓柱最高點C處時,B球速度大小是多少?

        做好解題后的小結(jié)和反思,我們就能事半功倍,提高效率,走出題海;做好解題后的小結(jié)和反思,我們就不會出現(xiàn)學(xué)生越練成績越下降的高原現(xiàn)象;做好解題后的小結(jié)和反思,我們就能從枯燥的練習(xí)中享受到成功的快樂,進一步提高學(xué)生的求知欲望。

        參考書籍:

        [1]皮連生《學(xué)與教的心理學(xué)》

        [2]王溢然王亮《中學(xué)物理思維訓(xùn)練叢書》

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