关于在物理教学中提高学生分析解决实际问题能力的探讨

张晶

摘要：根据物理学的特点，中学物理教学主要应发展学生的科学活动能力，教师要指导学生学好物理，必须遵循物理学的科学方法，帮助他们掌握学习物理的方法，狠抓实践应用环节，发展学生的科学活动能力就应着重在分析与解决实际问题的能力方面。

关键词：物理教学 实际问题 能力

中学生学习物理基础知识及其应用的一个目的是为将来参加工作和进一步学习打好基础，另一个重要的目的是把学到的知识应用到自己的实践中，用来分析、解决有关物理的实际问题和说明、解释有关的物理现象等。分析、解决实际问题的能力是综合性的、更高层次的能力。可见，指导学生运用物理基础知识分析、解决实际问题是中学物理教学的一个重要任务。在抓好这项工作的过程中，如下三个问题具有重要意义和作用。

一、教给学生分析、解决实际问题的思路和方法

教师在讲清物理基本概念和规律的同时，应该根据物理学的特点及其有关的科学方法（尤其是物理学抽象的思维方法）教给学生运用物理基础知识分析、解决实际问题的思路和方法，培养他们有据有理的分析问题的习惯，防止和克服死记硬背、乱套公式凭空想当然和思路混乱等不良现象，逐步提高分析、解决实际问题的能力。

[例1]A、B两个物体以轻质杆相连，一起沿着倾角为？兹斜面下滑。问此杆中是否存在弹力的作用？

由于弹力的产生决定于物体的形变，而这里的杆子是否发生形变难以“察觉”。因此，有些学生对此问题就觉得束手无策了。其实这个问题利用推理的方法把经验事实和抽象思维结合起来，并运用动力学的知识是很快可以找到解决的思路和方法的。

设A、B跟斜面间的摩擦系数分别为？滋A、？滋B。假设杆子不存在，即A、B各自沿斜面下滑，则它们下滑的加速度应分别为aA=（sin？兹-？滋Acos？兹）g、aB=（sin？兹-？滋Bcos？兹）g。若A、B由同种材料制成，即？滋A=？滋B时，aA=aB，两物体运动状态完全相同，虽此杆存在，但它既不受挤压也不被拉伸，故杆中无弹力作用。若A、B由不同材料制成，即？滋A≠？滋B时，应分2种情况加以讨论：若？滋A<？滋B，则aA>aB，在杆存在時两物间有分离的趋势，故杆因被拉伸而受弹力作用；若？滋A>？滋B，则aA

[例2]弯曲金属导线ab在磁感应强度为B的广阔的匀强磁场中以速度v水平向右运动。已知a、b两点间的距离为L，a点在b点的正下方。试求导线ab在运动中产生的感应电动势。

因为导线是弯曲的，没有现成的公式可套，一些学生对这问题又无能为力了。这时如果教师引导学生利用等效变换的方法把貌似复杂的物理过程变换为等效的简单过程，学生的解题思路便很清晰了。

设想用长为L的直金属丝将a、b两点接通，这样两部分导线便组成了一个闭合回路。由于该回路运动过程中磁通量的变化率为零，所以回路中的感应电动势为零。但直导线ab中的感应电动势很容易求得为bLv（b端电势高），由此可见原金属导线中产生的感应电动势的大小也为bLv（a端电势高）。

总之，使学生掌握解决问题的思路和步骤是培养和提高他们分析、解决实际问题能力的关键。这需要在教学过程中经常对学生加以启发、引导，同时要鼓励学生自己去探索，逐步提高对自己的要求，使之不断完善。当然，这种思路和步骤不是凭空臆想出来的，它的依据仍然是物理学的基础知识及其基本科学方法。

二、指导学生运用数学知识解决物理问题

运用数学知识解决物理问题的能力是分析、解决实际问题能力的重要组成部分。因此在物理教学中，必须对学生加强运用数学知识解决物理问题的指导。这项任务包括以下四个方面。

（一）借助数学“语言”表述物理内容

运用数学“语言”表达物理教学内容具有简洁、精确等特点。例如，用公式？籽=■表示物质密度的概念；用pV=C-V图上的一段双曲线描述玻—马定律的内容。但是，有些学生常习惯于先记忆公式而忽视其物理意义的不良的倾向，因此，要使学生明确：数学表达式和物理内容之间既有概括方面的逻辑关系，又有某些具体的本质特征上的差异，不能丢掉物理意义而把物理问题“数学化”。例如，对于电容器的公式C=■，就不能把电容量C看成跟电量Q成正比，跟电势差U成反比。就一个确定的电容器来说，■为一定值，当Q=0时，C值仍然不变；对于圆周运动中向心加速度的公式，既有a=？棕2R又有a=■。若用纯数学的观点分析，就很难理解a既可跟R成正比又可跟R成反比。但从物理模型上考虑，就容易理解了。此外，在物理教学中还要加强对学生识图、用图和绘图方面的指导，以提高他们用图像来表示物理问题的能力。

（二）根据实验数据，建立物理公式

中学物理中很多定律的表达式和物理量之间的关系式都是从实验的基本事实出发，通过对实验数据的分析、处理后得出的。在教学中，应该有意识地培训学生在取得实验数据的基础上，运用数学工具概括出物理规律的能力。这样做，既能加深他们对物理定律或公式的建立过程及其物理意义的理解，又能提高他们分析、解决问题的能力。

（三）运用数学方法进行推理论证

在物理学中，除了表述基本定义和规律的公式外，还有许多公式属于导出公式。它们是从基本的定义和定律出发运用数学方法进行分析、推理或论证得到的。例如，串联和并联电路中的导体总电阻的公式就是由电阻的概念及欧姆定律出发借助数学方法推理得出的，运动学中的一系列公式都可以从位移、速度、加速度三个物理量导出。在数学中加强这方面的训练不仅可使学生巩固旧知识、获取新知识，而且有助于他们自己去领会知识之间的内在联系。

（四）利用数学工具计算物理问题

利用数学知识对物理问题进行计算是学生常感困惑的一个问题。其主要原因是他们没有透彻地理解有关的物理概念和规律，不善于将物理问题转化为数学问题以及数学运算的技能不熟练等等。应该向学生指出，数学作为工具用来解决物理问题，必须严格受到物理概念和规律的制约。因此，对于每一个物理问题，总要正确分析物理过程，认清物理量之间的关系，明确定律、公式的物理意义和适用条件。这是利用数学工具解决物理问题的关键所在。同时还应该不断提高学生进行定量计算的技能，以便熟练、准确、巧妙的算出结果。对于算出的结果，常有必要再从物理意义上加以理解和讨论。

三、指导学生做好物理练习

做好物理练习是使学生牢固地掌握物理基础知识，灵活地解决实际问题的重要途径。物理练习是指在理解教学内容的基础上，以书面解答、讨论解答、实际操作、实验制作等多种形式，反复地完成一定量的作业。它既能检查学生对知识的理解和巩固程度，又能使学生优化学习效果，因而是知识运用的一种重要方式。

应当指出，在物理练习教学中，不能片面地追求练习的数量，甚至搞“题海战术”，应该根据教学大纲和教材的要求，加强基本训练，采用典型问题的多解、多变、多用和引申等方法充分发挥练习的作用。同时要针对学生中存在的问题，及时通过练习，纠正错误认识，加强对知识的理解，逐步提高学生灵活地、综合地运用物理基础知识分析解决实际问题的能力。

参考文献：

[1]时宣华.解惑新局面，优化物理课堂教学[J].科技资讯，2013（30）：199.

[2]徐君生.物理课堂教学实效、有效、高效的思考[J].教学与管理，2013（34）：57-60.

（责编 赵建荣）