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谈谈如何培养学生“见物思理”能力

2011-01-24李达林

物理通报 2011年8期
关键词:作图小球速度

李达林

(开平市第一中学 广东 开平 529367)

陶行知先生指出“好的先生不是教书,而是教学生学”.对一个学生来说,“见物思理法”就是一种很有成效的学法. “见物思理”就是以“见物”获取物理形象信息,以“思理”处理抽象信息.它是一种形象思维与抽象思维相结合的高效率的学习策略.怎样才能培养学生“见物思理”的能力呢?

1 重视教科书中的物理图像积累物理学中的“物”

怎样才能让学生在阅读物理题目时,大脑就会“浮现”物理情境或图像,再运用形象思维来“见物”呢?在物理教科书中有配有文字说明的实验装置图、模型、原理图、示意图,教师在教学时要有计划、有目的、有指向地引导学生重视它们.对于教学时的板画,教师要边画边说明,还要提示学生在学习中必须把图与说明结合起来认识,并把两者联系起来记忆.因为这样的记忆要比单纯记忆文字或公式科学得多,而且更容易记住.当学生积累物理学上“物”越多,在以后的具体应用中,看到文字,也就很容易勾画出具体的物理图景.反之,看见相关的物理图示,也会用文字或公式去分析.例如,处理带电粒子在电场中的偏转时,学生能“见物”联想到小球平抛的运动情景.将带电粒子在电场中的偏转类似为平抛运动:一个方向做匀速直线运动;一个方向做初速度为零的匀加速直线运动.再结合运动的合成与分解知识进行处理.这样,学生的解题思路就清晰了.

2 培养学生图文结合的解题习惯构建物理学中的“物”

在做物理习题时,有不少的学生常常冥思苦想,却不得其解.而当教师画个草图稍加点拨,学生就会豁然开朗.可见,图文结合是物理解题的重要方法.因此,教师在教学时要注意引导,让学生充分意识到在物理解题分析时,画出示意图或加工原有示意图的重要性.特别是在运动学的追逐、小球的上抛、动量守恒中应用最多.

【例1】如图1(a)所示自由下落的小球,从它接触竖直放置的弹簧开始,到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的速度和所受外力的合力变化情况是

A.合力变小,速度变小

B.合力变小,速度变大

C.合力先变小后变大,速度先变大后变小

D.合力先变大后变小,速度先变小后变大

图1

解答此题容易犯的错误就是认为弹簧无形变时小球的速度最大,加速度为零.这显然是没有对物理过程认真分析,没有作图“构物”就依靠定势思维得出的结论.要学会分析动态变化过程,分析时要先建立起一幅较为清晰的动态图景,画出示意图,如图1(b).合理地抓点分段.题中弹力等于重力这一位置是个转折点,以这个转折点把小球与弹簧接触的运动分为两个阶段分析.再运用受力分析、牛顿第二定律和运动学规律进行推理和判断,得出正确答案.所以,教师在教学中要求学生同步作图,教会学生作各种物理图示.这样既能让学生看清规范的作图步骤,也让学生养成规范作图的好习惯.提高学生的作图能力,从而提高学生的“构物”能力.

3 培养学生认真审题做到“见物思理”

物理习题大多采用文字描述物理环境、物理条件、物理过程和物理现象;有时还结合必要的文字符号、数据和图形.因此,做习题时必须认真审题;不仅仅要从题目中找出已知量、未知量,还要分析题意,找出题中的隐含条件,明确研究分析的对象以及运动过程.更重要的是把题中提供的物理环境、物理条件、物理过程和物理现象与平时学习中接触过、见到过或操作过的相对照、比较、加工、分析,即所谓的“见物”;再试画草图,并在草图上相应的位置标上适当的符号,形成一幅“见物”后的题意形象化的示意图;再运用定理、公式和规律进行推理和判断,即所谓的“思理”,解出正确答案.这种根据题意描述的物理过程展开想象或联想的能力高低,不仅与学生平时对生活、生产和自然界的物理现象的关注程度有关,也与教师平时的学法引导有关.现以等效法为例说明.

【例2】如图2(a)所示的电路中,电池组的电动势E=5 V,内电阻r=1 Ω,固定电阻R=9 Ω.R0是可变电阻,在R0由零增加到40 Ω的过程中,求可变电阻R0上消耗的最大热功率.

图2

本题应用的原理是:当外电阻等于内阻时,电源有最大的输出功率.但本题中外电路有R0和R两个电阻.处理本题时,主要将R和r等效成是电源的内阻r′,由图2(a)变成图2(b)后,原理就清晰了,问题就迎刃而解了.

4 融会贯通促进“见物思理”思维横向发展

面对近年来高考命题的变化和要求,一些以新背景、新材料设计的题目接连出现;然而所涉及的物理知识和方法学生都熟悉,完全可以“举一反三”. 教师在教学中应引导学生去寻找分析问题和解决问题的规律,引导学生分析、归纳,得出一些规律性的思维方法和解决问题的技巧,达到“做一题、懂一片”的良好迁移效果.现举例说明.

(1)质量为m的子弹,以速度v0水平射入静止在光滑水平面上的质量为M的木块中,木块厚度为L0.设子弹受到的平均阻力为f,求最终木块的速度和系统增加的内能分别是多少.

(2)带电量为q和Q,质量为m和M的小球A和B,在光滑绝缘的水平面上相距L,A球以初速度v0向静止的B球运动(设两球不接触),求当两球的距离最小时B球的速度.A,B两球增加的电势能为多大?

(3)如图3,两导体棒a和b的电阻分别为Ra和Rb,质量为m和M,棒a从斜轨道上高为h处由静止滑下,到达水平轨道时距棒b为L.棒b静止在水平轨道上.设金属导轨光滑,电阻不计,水平轨道部分有向上的匀强磁场B,问两导体棒最终速度为多少?两棒上产生的焦耳热为多少?

图3

比较以上三个问题,虽然题目类型不同,问法各异,即所谓的“物”不同,但问题的本质是一样的,即所谓的“理”是相同的,都是两个物体相互作用,所受合外力为零,系统动量守恒,系统机械能向其他形式能转化(分别为内能、电势能、内能).速度相等时,转化的能量最大.解题的基本思路都是用动量守恒定律结合能量守恒定律.

综上所述,教师在教学中应坚持“以物讲理,见物思理” 的物理教学理念,培养、提高学生的“ 见物思理”能力,从而提高学生的学习效率,减轻学生的学习负担.俗话说:“教无定法,学法无界”,教师必须在教学中加强学法指导的研究,才能提高学生的学习主动性和创造性,让他们从“学会”向“会学”转变,掌握学习物理的思想和方法.

参考文献

1 唐一鸣.物理教学艺术论.南宁:广西教育出版社,2002

2 戴书彦 .注重多题一解,训练能力迁移.理科考试研究,2002(10)

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