劉世杰
【摘 要】 解題的習(xí)慣和能力需要慢慢養(yǎng)成,學(xué)生在解題的過程中需要掌握一定的技巧和方法,每一次解題的過程學(xué)生都應(yīng)該清晰并全面地了解、踐行.老師在培養(yǎng)學(xué)生解題能力的時候也一定要講究方法,在合適的階段去培養(yǎng)學(xué)生合適的解題能力,能夠?qū)τ陬}目先有一個整體上的把握,還能夠在局部上進(jìn)行詳細(xì)的分析,學(xué)生只有養(yǎng)成舉一反三的解題能力,才能夠?qū)χR更清晰和全面地掌握.
【關(guān)鍵詞】 解題思維;教學(xué)方法;實際研究
物理是一門理論與實踐并重的學(xué)科,加之高中生生活經(jīng)驗淺、實踐能力薄弱的特點(diǎn),加劇了他們的學(xué)習(xí)壓力.這一情況出現(xiàn)的原因在于學(xué)生沒有真正理解物理概念和公式,沒有形陳規(guī)范的解題思路.因此培養(yǎng)學(xué)生解題思路是當(dāng)下物理教師的重點(diǎn)研究課題.基于此,文章分析了解題思路的幾大類別,論述了培養(yǎng)學(xué)生物理思維的意義,文章最后對解題思維方法在高中物理教學(xué)的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究,以期望在有效策略的指導(dǎo)下提升學(xué)生的解題能力,為學(xué)生更高層次學(xué)習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ).
1 深度分析解題思路
如果想要找到一個合理的計算思路,就要通過實際運(yùn)用科學(xué)邏輯作為主導(dǎo)思想.為了高考,許多高中生開始進(jìn)行大量的題目訓(xùn)練.這實際上也是一種學(xué)習(xí)方法,但是根據(jù)經(jīng)驗,如果學(xué)生沒有很強(qiáng)的概括能力,他們將無法使用該方法學(xué)習(xí)以獲得很好的結(jié)果.因此,學(xué)生在練習(xí)時應(yīng)該清楚地看到問題的測試考點(diǎn),總結(jié)問題類型,并在考試期間及時匹配他們在腦海中所做過的題庫,以便有效地應(yīng)用題庫對面對的問題作出反應(yīng)并幫助學(xué)生解決問題.
以電磁感應(yīng)習(xí)題講解為例,利用多媒體教具展示圖片和習(xí)題:將兩根導(dǎo)軌平放,使二者距離為d,導(dǎo)軌的單位長度阻值為r0 ,左端MN用阻值不計的導(dǎo)線連接,金屬棒ab 能夠在導(dǎo)軌上來回滑動,金屬棒的阻值不計,將裝置放置于豎直向下的均勻磁場內(nèi)部,磁感強(qiáng)度隨著時間推移而增強(qiáng),已知B=kt,k為常數(shù),金屬棒在水平外力作用下,以速度v沿著導(dǎo)軌做向右勻速運(yùn)動,當(dāng)t=0時,金屬棒與MN的距離極近,當(dāng)t=t0 時,求水平外力F.教師展示不同求法讓學(xué)生判斷正誤:①t=t0 時,閉合回路消耗功率P=F·v.②由BId=F可知:I=FBd,P=I2R=F2R2B2d2,此時的R為回路總電阻.學(xué)生直觀地看出方法②正確.隨后利用多媒體教具展示正確解題方法,讓學(xué)生根據(jù)提示與指引進(jìn)行解答,最終自己掌握方法,再利用FLASH動畫演示實驗過程,加深學(xué)生印象,細(xì)化解答方法講解,清晰地展現(xiàn)解題步驟,提升學(xué)生解題能力.
老師在引導(dǎo)學(xué)生解題的時候,應(yīng)該讓學(xué)生更加清晰了解解題的步驟,讓每位學(xué)生對整個解題的過程有一個深刻的印象,并能夠照著老師的解題方式去培養(yǎng)出好的解題習(xí)慣,能夠按照老師的思路對整個題目有更全面的把握.學(xué)生只有理解了老師所說的相關(guān)內(nèi)容,才能夠更好地在解題過程中發(fā)揮自己的能力,應(yīng)對更多新鮮的物理題目.
2 從審題解題角度探討
在很多時候?qū)W生自身的思維是有限的,那么在這個過程中,老師就要通過一些方法去拓展學(xué)生的解題思維,讓學(xué)生能夠多吸取一些正確的解題思路,豐富學(xué)生自身的解題技巧,更好地去全面培養(yǎng)解題能力.老師可以通過合作解題的方式,讓學(xué)生有一個解題小組,通過這個解題小組的相互交流來完善整個解題的步驟和想法.老師應(yīng)該先給學(xué)生獨(dú)立解決問題的空間和機(jī)會,讓學(xué)生可以有一個自我分析的過程,在整個過程中小組學(xué)生之間的想法就會得到集合,那么他們的解題思路就可以漸漸清晰,每一位學(xué)生也就可以有更多的想法表達(dá).從審題解題的角度來講,需要學(xué)生明確解題思路,然后開展理性訓(xùn)練,習(xí)題做少做精,切實有力地提升學(xué)生解題能力.
例如在力學(xué)中,整體·隔離法是一個比較典型的方法,可以針對性練習(xí),以這一題為例:
例題 如圖所示的三個物體質(zhì)量分別為m1,m2和m3,m1>m2,帶有滑輪的物體m3放在光滑水平面上.滑輪和所有接觸的摩擦以及繩子的質(zhì)量均不計,為使三個物體無相對運(yùn)動,水平推力F=?
圖1
解題需要明確三個物體無相對運(yùn)動,所以可以把系統(tǒng)看成一個整體,如果系統(tǒng)沿水平方向的加速度為a,則在水平方向上,有:
F-(m1+m2+m3)a
之后將m1隔離出來再次分析,其水平方向上加速度的大小也是a,這就是“部分”和“整體”的內(nèi)在關(guān)聯(lián).若輕繩張力為F1,則有:
F1=m1a
由于m2也有水平方向的加速度,則:
F1cosα-m2g=0
F1sinα=m2a
再解出上式即可.
建立錯題庫:學(xué)生在高中物理考試中難免犯錯,教師引導(dǎo)學(xué)生建立錯題庫,分析錯題的錯誤原因,時時回顧,歸納總結(jié)經(jīng)驗,優(yōu)化提高,不斷優(yōu)化思維,避免下次再犯同樣的錯誤.
3 關(guān)注學(xué)生思維,提升解題能力
在很多時候,老師應(yīng)該注重學(xué)生思維的活躍度.學(xué)生有活躍的思維,才能夠在解題的過程中更靈活地應(yīng)對更多的問題,老師可以通過物理題目搶答的環(huán)節(jié)來使學(xué)生的思維能夠得到活躍,也讓他們可以有更多題庫的積累.
比如一般多項選擇題中會出現(xiàn)一些相互矛盾的答案,還會有一些明顯的錯誤選項混淆視聽,那么首先排除這些明顯錯誤的答案,剩下的選項就會比較容易判斷.而單項選擇題采用排除法也會比較簡單.在高中物理學(xué)習(xí)中,物理模型的建立能幫助學(xué)生解決更多的物理難題.在物理問題的逐步研究中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從問題的相互關(guān)系出發(fā),為具體事物建模,最終將類似、不同事物進(jìn)行分類,辨識其具體屬性,最終找出能對該類問題進(jìn)行解決的技巧及方式.此外,利用知識點(diǎn)間的相互關(guān)系,將其關(guān)聯(lián)進(jìn)行合理利用,最終找出解題方向,也是對該類問題進(jìn)行解決的關(guān)鍵出發(fā)點(diǎn).
例如 兩個小球彼此質(zhì)量相同,且用細(xì)線進(jìn)行了互相連接,都帶正電,q2<q1.現(xiàn)將其置入一個電場內(nèi),電場強(qiáng)度是e.把細(xì)線拉直使兩個小球間水平細(xì)線能和電場方向呈現(xiàn)平行狀態(tài).當(dāng)將兩個小球同時釋放,釋放后張力t是不計重力及兩球間庫侖力.對該題分析可知,它表面看似電學(xué)題目,但它實質(zhì)卻和力學(xué)有著關(guān)聯(lián).為此應(yīng)將兩個小球的共同加速度進(jìn)行明確,當(dāng)其受合外力即q2+q1的影響后,再將本題往力學(xué)題目進(jìn)行轉(zhuǎn)化.在轉(zhuǎn)化后利用牛頓第二定律,分析小球受力狀況,最終題目便可完成解答.
4 常見錯誤的應(yīng)對辦法
在閱讀題文的過程中要用筆標(biāo)出對解答題目有幫助的 “關(guān)鍵詞句” .這些“關(guān)鍵詞句”能提示研究對象是否要考慮摩擦力,處于什么狀態(tài),滿足什么條件.例如,是否考慮摩擦類的關(guān)鍵詞有:光滑、不計一切摩擦、不計空氣阻力、粗糙等;處于什么狀態(tài)類的關(guān)鍵詞有:靜止、勻速、緩慢、輕輕等;滿足什么條件類的關(guān)鍵詞有:恰好、恰能、相等、相同等等.此外,圖像對于解答物理問題至關(guān)重要.因此,尋找完“關(guān)鍵詞句”后需要畫出(或補(bǔ)充完整)研究對象的運(yùn)動情境圖,并在大腦中將運(yùn)動過程完整重現(xiàn),然后還需將各物理量(字母和數(shù)據(jù))標(biāo)在途中相應(yīng)位置.在圖中標(biāo)出物理量時要注意,如果題文中已經(jīng)給出相應(yīng)的物理量則必須嚴(yán)格按照題文中給的物理量標(biāo)出,如果題文中未給出相應(yīng)的物理量,則可以自己根據(jù)實際情況定義相應(yīng)的物理量.同時,多過程類計算題都是有多個子過程構(gòu)成的,按照題文和圖像可將研究對象的運(yùn)動過程拆分為多個子過程.這些子過程一般包括勻速或勻變速直線運(yùn)動、平拋運(yùn)動或類平拋運(yùn)動以及圓周運(yùn)動(輕繩、輕桿、內(nèi)軌道,雙軌道模型)等運(yùn)動模型.
4.1 對每個子過程和每個關(guān)鍵位置進(jìn)行受力分析,并確定每個力的做功情況
研究對象在每個子過程中的受力情況和所受力的做功情況可能會發(fā)生變化,因此必須在圖中畫出研究對象在每個子過程和關(guān)鍵位置的受力示意圖.此外,還應(yīng)知道每個力是否做功,做正功還是負(fù)功,為解題過程中運(yùn)用動能定理、機(jī)械能守恒和能量守恒做好準(zhǔn)備.
4.2 尋找子相鄰子過程間的聯(lián)系
要特別注意各子過程的連接點(diǎn),在這些連接點(diǎn)加速度可能會發(fā)生突變,但是速度不會突變,上一個子過程的末速度是下一個子過程的初速度.
所以,審題過程采取“整體——部分——整體”的方法.
首先,初步了解研究對象運(yùn)動的全過程,構(gòu)建大致運(yùn)動圖景;其次,將全過程進(jìn)行分解并分析每個子過程的運(yùn)動規(guī)律,受力情況,做功情況.最后,找到各子過程的聯(lián)系,尋找解題方法.
在審題完畢后必須解決以下問題,第一,題目中有多少個子過程;第二,每個子過程中研究對象做什么運(yùn)動,受哪些力,各個力做什么功;第三,每種運(yùn)動滿足什么物理規(guī)律;第四,運(yùn)動過程中有哪些關(guān)鍵位置.
教師可以從兩個方面尋找解題的突破點(diǎn),第一,想想自己有什么.即題目中給出哪些已知條件,優(yōu)先選擇從已知條件最多的子過程或關(guān)鍵位置進(jìn)行突破.第二,看看別人問什么.即分析問題設(shè)置,題目問題的設(shè)置一般是由易到難的,按照問題的設(shè)置尋找在哪個子過程或關(guān)鍵位置進(jìn)行突破.
在找到突破點(diǎn)后,就要書寫相應(yīng)的文字說明、方程、結(jié)果和答案.(1)文字說明至少包括三部分的內(nèi)容:①研究對象;②哪個過程或哪個位置或滿足哪種條件;③做什么運(yùn)動,用什么原理.另外,還可以根據(jù)題目的具體需要規(guī)定正方向、選取零勢能面以及設(shè)出需要的物理量等.
文字說明常用以下幾種模式:①研究過程,可寫成“研究對象從某位置到某位置的過程,做某種運(yùn)動,由某種原理得:”的模式;②研究關(guān)鍵位置,可寫成“當(dāng)研究對象在某位置時”的模式;③研究條件,可寫成“因為研究對象滿足某種條件,所以滿足某種方程”的模式;④研究圖像,可寫成“如圖所示,由幾何關(guān)系得:”的模式.
(2)列出方程.常用的方程有:牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)方程、動能定理、機(jī)械能守恒、能量守恒、平拋運(yùn)動方程.要注意,在列出方程的過程中,需要按照書寫的先后順序在每個方程后面標(biāo)出①②③等.
(3)求解結(jié)果.結(jié)果分為兩類,第一類是數(shù)據(jù),要寫單位;第二類是由字母構(gòu)成的表達(dá)式,不需要寫單位,但是要化簡成最簡形式.一般可寫成“由①②③等得:待求量=結(jié)果”的形式.(4)寫出答案.答案可分過程或問題給出,也可以解題完畢后最后統(tǒng)一給出.
5 結(jié)語
綜上所述,解題能力是任何時候都需要提高的,因為學(xué)生需要在高中學(xué)習(xí)過程中面對多種多樣的題目解答,而且學(xué)生通過解答題目才能夠獲得能力的提升.所以在進(jìn)行物理知識教學(xué)的時候,老師也需要讓學(xué)生以課本為基礎(chǔ),更多地發(fā)散思維去解決相應(yīng)的題目,進(jìn)而使他們的解題能力得到提高.在高中物理教學(xué)過程中,對學(xué)生解題能力的培養(yǎng)有利于教學(xué)效率的提升.所以在實際教學(xué)中,教師需要重視對自身主觀能動性的充分發(fā)揮,靈活運(yùn)用教學(xué)方法,大力促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展.
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