摘 要:物理教學(xué)過程中,不僅要教給學(xué)生基本的科學(xué)文化知識(shí)、技能,更重要的是要教給學(xué)生如何把握學(xué)習(xí)要領(lǐng),靈活巧妙地運(yùn)用學(xué)習(xí)方法和技巧。靈活選取思維起點(diǎn),有意識(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維起點(diǎn)的選取和訓(xùn)練,可以有效提高解題能力。
關(guān)鍵詞:思維起點(diǎn) 解題能力 圖象 模型 假想 臨界 整體 轉(zhuǎn)換 目標(biāo)
思維是人腦對(duì)客觀事物的概括的、間接的反映,是人腦對(duì)信息的分析、比較、綜合、抽象、概括并作出決定的過程。高中階段是學(xué)生思維開始趨于成熟的階段,他們已不滿足于對(duì)事物的表層認(rèn)識(shí),而是渴求探索事物的本質(zhì),叩開未知世界的大門?,F(xiàn)行物理課本是按知識(shí)體系編排的,學(xué)習(xí)過程就是發(fā)掘課本中隱含的科學(xué)因素。在物理教學(xué)中,教師不僅要教給學(xué)生基本的科學(xué)文化知識(shí),更重要的是要教給學(xué)生如何把握學(xué)習(xí)要領(lǐng),靈活地運(yùn)用巧妙的學(xué)習(xí)方法和技巧,幫助學(xué)生理清物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和過程,學(xué)會(huì)在各種具體的物理狀態(tài)及過程中,巧選思維起點(diǎn),有意識(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維起點(diǎn)的選取和訓(xùn)練,從而有效提高解題能力。下面就在學(xué)習(xí)物理知識(shí)過程中如何靈活選取思維起點(diǎn),提高解決物理問題的能力方面提出以下幾點(diǎn)建議。
一、直觀的圖象法
圖象法是一種最直觀的、最基本的學(xué)習(xí)方法,也是學(xué)生最喜歡、最易接受的方法之一。在分析問題過程中,根據(jù)圖象的物理意義和特點(diǎn),作為思維的起點(diǎn),可以輕易而簡(jiǎn)單地得出結(jié)果。如:利用v-t圖象,可以比較速度的大小、方向;求出加速度、位移的大小和判斷其方向;判斷物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
二、逼真的模型法
物理模型通常是建立在物體本身結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,是實(shí)際物體的縮影或類比。通過對(duì)物理模型觀察、研究和探討,將物理模型作為思維的起點(diǎn),可以有效地幫助學(xué)生盡快建立起思考的空間,加速學(xué)生思維的啟動(dòng),調(diào)動(dòng)學(xué)生探究知識(shí)的積極性,加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解和掌握。如:利用原子模型,可以讓學(xué)生深入了解原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu);利用人船模型,可以使學(xué)生直觀地理解運(yùn)動(dòng)的合成與分解;利用飛機(jī)投彈模型,可以讓學(xué)生理解和掌握平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律。
三、合理的假想法
假想是建立在對(duì)所學(xué)知識(shí)有了正確認(rèn)識(shí)的前提下,利用正確結(jié)論或規(guī)律,進(jìn)行合理的推測(cè)或猜想,決不是胡亂地、無根據(jù)地瞎想。在物理學(xué)的發(fā)展過程中,許多重要的、著名的規(guī)律、結(jié)論都是在正確理論指引下,在現(xiàn)實(shí)中無法實(shí)現(xiàn)或無法完成的條件下,采用合理的假想和猜測(cè)得出來的。如:麥克斯韋的電磁場(chǎng)的預(yù)言;愛因斯坦的相對(duì)論等。在學(xué)習(xí)過程中,我們可以用假想法作為思維的起點(diǎn),來探究一些物理規(guī)律。如:在探究驗(yàn)證牛頓第二定律時(shí),我們就可以采用假想法來猜測(cè)加速度與質(zhì)量、力的關(guān)系,進(jìn)而通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究加速度與質(zhì)量、加速度與力之間的關(guān)系,最后得出這三者之間的正確關(guān)系。正確的假想思維,有時(shí)可以簡(jiǎn)捷引導(dǎo)學(xué)生分析問題,起到事半功倍的效果,是非常有效的解題途徑。
四、巧妙的臨界法
物理狀態(tài)的變化總是存在由量變逐漸到質(zhì)的突變,突變時(shí)的一些物理量的值都有它的特殊性,尋找臨界值作為思維起點(diǎn)的解題方法是不可不掌握的。在平時(shí)的學(xué)習(xí)過程中,很多學(xué)生害怕臨界問題,對(duì)臨界的問題接觸較少,分析較少,理解也不到位,有時(shí)根本不考慮臨界問題。然而,在解決具體問題時(shí),注意從臨界的思維起點(diǎn)角度出發(fā),處理問題往往很簡(jiǎn)便。
例如:質(zhì)量為M的物體放置在摩擦系數(shù)為μ的桌面上,在水平作用力F的作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng),所受的摩擦力是多少?在本題中就要考慮物體先受靜摩擦力作用,后受滑動(dòng)摩擦力作用,其間就存在“剛要?jiǎng)舆€未動(dòng)”這一臨界狀態(tài)。
再如:將其上放置物體的長(zhǎng)木板上的一端固定,另一端逐漸抬高,分析在木板被抬高到與水平面垂直的過程中物體所受的摩擦力和物體對(duì)木板的壓力將如何變化?本題在思考時(shí)就要考慮到隨木板一端被抬高的過程中,物體受到的摩擦力從無到有,從先受靜摩擦力到后受滑動(dòng)摩擦力作用,壓力從大到小。木板水平時(shí),壓力不為零,摩擦力為零;一旦木板與水平面垂直時(shí)這一臨界狀態(tài),壓力為零,摩擦力也為零。當(dāng)然,用臨界的思維觀點(diǎn)來分析解決問題的例子很多,需要學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)過程中多多加以體會(huì)和應(yīng)用,靈活熟練地使用臨界法解決問題可以提高解題過程,加強(qiáng)解題的正確性。
五、簡(jiǎn)潔的整體法
整體法是將幾個(gè)有關(guān)聯(lián)的物體作為一個(gè)整體來處理。將整體法作為思維起點(diǎn),可以做到復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化,繁雜的問題明朗化,在處理具體問題時(shí)顯得十分簡(jiǎn)便。用牛頓定律求解時(shí),大多數(shù)學(xué)生習(xí)慣地以隔離法為思維起點(diǎn)。在不研究系統(tǒng)中物體間的相互作用時(shí),隔離法往往使問題復(fù)雜化,多走彎路;而用整體分析法求解,就可以避開系統(tǒng)內(nèi)物體相互作用的復(fù)雜細(xì)節(jié),把物理定律直接用于系統(tǒng)整體,使解題大為簡(jiǎn)化。
例如:如圖所示,質(zhì)量M=10kg的木楔ABC,靜止于粗糙水平地面上,木楔斜面與水平地面間的夾角θ=30°,有一質(zhì)量m=1.0kg的物體,從靜止開始沿斜面勻加速下滑,當(dāng)滑行1.4m時(shí),其速度v=1.4m/s,木楔始終靜止,求地面對(duì)木楔的靜摩擦力和地面對(duì)木楔的支持力。
分析:取M、m系統(tǒng)整體為研究對(duì)象。水平方向的外力,只有地面的靜摩擦力,木楔靜止不動(dòng)只起到了力的傳遞作用,使物體m具有了水平加速度,m沿斜面下滑的加速度,由v2=2ax得a=0.7m/s2。M、m系統(tǒng)整體為研究對(duì)象。豎直方向系統(tǒng)受三個(gè)外力:兩個(gè)豎直向下的重力mg、Mg和一個(gè)豎直向上的地面支持力N??梢?,解答此種類型的問題,用整體分析法為思維起點(diǎn),可以大為簡(jiǎn)化。
六、恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換法
轉(zhuǎn)換法是覓得思維起點(diǎn)的有效途徑。作為物理解題思維的重要方法和策略,有其獨(dú)特的作用。解題過程的實(shí)質(zhì)常常是對(duì)問題進(jìn)行一連串的轉(zhuǎn)化,進(jìn)而達(dá)到求解的探索過程。以恰當(dāng)、合理的轉(zhuǎn)換為思維起點(diǎn),可以打破常規(guī)、另辟蹊徑。比如,在處理動(dòng)力學(xué)有關(guān)問題時(shí),通常利用牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律來轉(zhuǎn)換求解有關(guān)無法直接求出的力。
七、明確的目標(biāo)法
以目標(biāo)作為思維起點(diǎn),是解題的直接體現(xiàn)。因?yàn)槟繕?biāo)是問題要求的結(jié)果,是解題過程中重要的思維導(dǎo)向,解題價(jià)值都是以目標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)的。解題時(shí)常常要以目標(biāo)作為思維的起點(diǎn),分析題意,探究出題者的意圖,注意關(guān)鍵的字、詞、句,從題中獲取有用的信息,尋找捷徑,抓住目標(biāo)特征,建立突破口,一旦目標(biāo)確立了,思維方向就明確了、具體了,解題過程中的推理就有針對(duì)性了,然后再通過解題過程階段性目標(biāo)逐步推進(jìn)和求出,問題最終得以解決,目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。
以上是在解物理問題時(shí)選擇思維起點(diǎn)常用到的幾種方式。由于物理問題千差萬別,解題的思維起點(diǎn)很難由幾種方法和模式所概括。只要在平時(shí)解題過程中,注意去探索和總結(jié),總是可以掌握一些選擇思維起點(diǎn)的規(guī)律。靈活選取思維起點(diǎn),定能提高物理解題能力。
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作者單位:江蘇省運(yùn)河中學(xué)