任俠忠
【摘 要】力學(xué)解題中強(qiáng)化學(xué)生思維能力的培養(yǎng)是發(fā)展智力、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)的必要條件。在力學(xué)解題過程中要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真審題, 明確研究對象,運(yùn)用規(guī)律,選擇解題方法,及時(shí)歸納總結(jié),這樣任何力學(xué)問題都可以迎刃而解。
【關(guān)鍵詞】 研究對象 概念規(guī)律 歸納總結(jié) 思維能力
力學(xué)是中學(xué)物理中很重要的一部分,我認(rèn)為解答力學(xué)題有一定的思維方式。在多年的職專物理教學(xué)中,我對力學(xué)解題做了一些探究:在重視力學(xué)概念、規(guī)律教學(xué)的同時(shí),把重點(diǎn)放在力學(xué)解題的思維過程上,增強(qiáng)學(xué)生力學(xué)解題思維的自我調(diào)控意識。但很多學(xué)生由于不能很好地掌握解題方法,以至于只會(huì)解答簡單的問題。在指導(dǎo)學(xué)生做題過程中,我對力學(xué)解題做了一些思考:在重視理解力學(xué)概念、公式和定律的同時(shí),更要注意挖掘力學(xué)解題的思維過程。本文從以下三個(gè)方面針對物理力學(xué)解題中思維能力的培養(yǎng)進(jìn)行探討。
一、認(rèn)真審題, 明確研究對象
對待一個(gè)物理問題,首先我們要明白這個(gè)問題涉及哪些物體,然后確定后面的分析(包括力、運(yùn)動(dòng))。力學(xué)習(xí)題有的給出一個(gè)物體,有的給出兩個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的物體。從物理過程看,有的給出部分,有的給出全部。這就需要我們認(rèn)真審題,明確要研究的物體并對其狀態(tài)做出判斷。我們可以從以下幾個(gè)方面著手:
1.找目標(biāo)對象。所有的習(xí)題都必須是以解決某一物體的形態(tài)和狀態(tài)等為目的,那么首先我們要找出這個(gè)“物體”,把它從周圍眾多物體中獨(dú)立出來(或把某一個(gè)整體獨(dú)立出來)。其實(shí)大多數(shù)物理問題,這個(gè)“物體”是顯而易見,對于難以確定研究對象的問題我們可以從最后的問題入手進(jìn)行反推。
2.賦予對象物理過程和狀態(tài)。找到研究對象后我們得讓它在我們的頭腦里充實(shí),必然要想到這個(gè)研究對象處于什么樣的狀態(tài),做什么樣的運(yùn)動(dòng),這就要求對研究對象進(jìn)行抽象思維,形成一定條件下的清晰的物理圖景。有趣的物理圖景促進(jìn)注意轉(zhuǎn)移,情感與圖景貼近,達(dá)到情景結(jié)合,有助于思維的正常啟動(dòng)。一切物體在力學(xué)范疇內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有平衡狀態(tài)(靜止,直線運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng))和非平衡狀態(tài)。而一切物體的運(yùn)動(dòng)無外乎勻速和非勻速。物體處于何種狀態(tài)由所受的合力和合力矩決定。對物理過程和物體所處狀態(tài)的了解,就減少了解題的盲目性。
3.由已知條件畫示意圖。確定了研究物體后,我們一般先畫物體的受力示意圖(按重力、彈力、摩擦力順序思考,不能遺漏所受到的每一個(gè)力,也不能憑空增加力),再畫出圖。物理圖景有助于直觀了解,觸景生情,增強(qiáng)了解題的信心。我認(rèn)為對于一個(gè)物理問題,只要這一步做對了,整個(gè)問題基本就已經(jīng)解決了。
二、 弄清相關(guān)概念,培養(yǎng)創(chuàng)造思維
物理概念是物理知識的重要組成部分,對其有嚴(yán)格的科學(xué)界定。對于一個(gè)物理問題我們要思考它想考察哪個(gè)物理概念或是概念的哪一個(gè)方面,只有這樣我們才能確定應(yīng)該用什么規(guī)律來解題,這就要求對概念一定要理解透徹。
1. 增強(qiáng)物理概念的物質(zhì)意識。每引入一個(gè)力學(xué)概念,應(yīng)充分利用實(shí)驗(yàn)或?qū)W生生活積累的已有經(jīng)驗(yàn),把物理概念建立在充實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)上。
2. 強(qiáng)化物理概念的界定意識。速度與加速度二者僅一字之差,都是力學(xué)中的重要物理量。一些認(rèn)知策略較差的學(xué)生把速度與加速度歸結(jié)在一個(gè)“光環(huán)”上,認(rèn)為速度為零,加速度必為零。在這里描述物體運(yùn)動(dòng)快慢與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化快慢是速度與加速度的界定。速度和速率、功和功率、動(dòng)能和動(dòng)量、重量和質(zhì)量等也是一字之差,它們的物理意義卻不相同。功和能的單位相同,前者是過程量,后者是狀態(tài)量,它們也有嚴(yán)格的界定。
3. 比較類似的概念加深理解。力學(xué)中有些物理概念的界定很嚴(yán)格,而且容易和其他概念混淆,這樣的概念可以借助與它相類似的概念的比較來區(qū)別理解。如速度與加速度二者僅一字之差,都是力學(xué)中的重要物理量,在這里描述物體運(yùn)動(dòng)快慢與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化快慢是速度與加速度的界定。速度和速率、功和功率、動(dòng)能和動(dòng)量、重量和質(zhì)量等也是一字之差,它們的物理意義卻不相同。有的是標(biāo)量有的是適量,功和能的單位相同,前者是過程量,后者是狀態(tài)量,它們也有嚴(yán)格的界定。對概念準(zhǔn)確的理解必須要死摳這些界定。
三、靈活運(yùn)用規(guī)律解題
解力學(xué)題的過程除了前面提到的兩點(diǎn),更重要的是運(yùn)用所學(xué)過的規(guī)律解決實(shí)際問題,這一過程實(shí)際上就是邏輯思維過程的鞏固加深,一個(gè)人的邏輯思維能否成熟主要是這一過程的鍛煉。高中力學(xué)主要的規(guī)律有:牛頓運(yùn)動(dòng)三定律,萬有引力定律,機(jī)械能守恒定律,動(dòng)能定理,動(dòng)量定理,動(dòng)量守恒定律等。這些定律大家都會(huì)熟背于心,但在應(yīng)用時(shí)難免會(huì)出差錯(cuò),主要是刻意背公式,忽視了對定律所揭示的規(guī)律的理解,其次是很多人忽視了物理規(guī)律成立的條件及適用范圍,導(dǎo)致思維進(jìn)入誤區(qū),因而也就不能靈活運(yùn)用物理規(guī)律。要在解題時(shí)靈活運(yùn)用這些規(guī)律,我認(rèn)為必須做到:
1.透徹理解規(guī)律內(nèi)容。每接觸到一個(gè)物理規(guī)律,它的來龍去脈我們必須清楚,也就是必須明白這個(gè)規(guī)律闡述了萬物遵循的一個(gè)怎樣的共性,對于它的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、推導(dǎo)過程、物理含義都要深刻理解,如果有條件可以通過做實(shí)驗(yàn)加深對規(guī)律的理解。對于規(guī)律要特別注意需要說明的內(nèi)容,這些可能就是容易產(chǎn)生理解錯(cuò)誤或是忽視的地方。
2.牢記物理規(guī)律成立的條件及適用范圍。有些物理規(guī)律在應(yīng)用時(shí)有一定的限制條件,這些條件規(guī)定了定律的適用范圍,只有明確了每個(gè)定律的成立條件才不會(huì)用錯(cuò)了定律,或是誤解了習(xí)題的意思。如機(jī)械能守恒定律,看似萬能的定律,其實(shí)只有在物體只受重力的情況下才能使用,如果我們能夠牢記這點(diǎn),那么遇到研究對象受到摩擦力或其他的非重力時(shí),這個(gè)定律就不適用了。
在物理教學(xué)中,力學(xué)解題貫穿在整個(gè)過程,熟悉并掌握力學(xué)解題對提高解題能力至關(guān)重要。要在指導(dǎo)學(xué)生解題上,抓住“明確對象、弄清概念、運(yùn)用規(guī)律、設(shè)疑點(diǎn)撥”四個(gè)方面,把教學(xué)重點(diǎn)放在力學(xué)物理過程分析和解題思維能力的培養(yǎng)上。