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高中物理教学中解题能力的培养

2022-07-23刘世杰

数理天地(高中版) 2022年6期
关键词:解题思维教学方法

刘世杰

【摘 要】 解题的习惯和能力需要慢慢养成,学生在解题的过程中需要掌握一定的技巧和方法,每一次解题的过程学生都应该清晰并全面地了解、践行.老师在培养学生解题能力的时候也一定要讲究方法,在合适的阶段去培养学生合适的解题能力,能够对于题目先有一个整体上的把握,还能够在局部上进行详细的分析,学生只有养成举一反三的解题能力,才能够对知识更清晰和全面地掌握.

【关键词】 解题思维;教学方法;实际研究

物理是一门理论与实践并重的学科,加之高中生生活经验浅、实践能力薄弱的特点,加剧了他们的学习压力.这一情况出现的原因在于学生没有真正理解物理概念和公式,没有形陈规范的解题思路.因此培养学生解题思路是当下物理教师的重点研究课题.基于此,文章分析了解题思路的几大类别,论述了培养学生物理思维的意义,文章最后对解题思维方法在高中物理教学的应用进行了深入研究,以期望在有效策略的指导下提升学生的解题能力,为学生更高层次学习奠定坚实的基础.

1 深度分析解题思路

如果想要找到一个合理的计算思路,就要通过实际运用科学逻辑作为主导思想.为了高考,许多高中生开始进行大量的题目训练.这实际上也是一种学习方法,但是根据经验,如果学生没有很强的概括能力,他们将无法使用该方法学习以获得很好的结果.因此,学生在练习时应该清楚地看到问题的测试考点,总结问题类型,并在考试期间及时匹配他们在脑海中所做过的题库,以便有效地应用题库对面对的问题作出反应并帮助学生解决问题.

以电磁感应习题讲解为例,利用多媒体教具展示图片和习题:将两根导轨平放,使二者距离为d,导轨的单位长度阻值为r0 ,左端MN用阻值不计的导线连接,金属棒ab 能够在导轨上来回滑动,金属棒的阻值不计,将装置放置于竖直向下的均匀磁场内部,磁感强度随着时间推移而增强,已知B=kt,k为常数,金属棒在水平外力作用下,以速度v沿着导轨做向右匀速运动,当t=0时,金属棒与MN的距离极近,当t=t0 时,求水平外力F.教师展示不同求法让学生判断正误:①t=t0 时,闭合回路消耗功率P=F·v.②由BId=F可知:I=FBd,P=I2R=F2R2B2d2,此时的R为回路总电阻.学生直观地看出方法②正确.随后利用多媒体教具展示正确解题方法,让学生根据提示与指引进行解答,最终自己掌握方法,再利用FLASH动画演示实验过程,加深学生印象,细化解答方法讲解,清晰地展现解题步骤,提升学生解题能力.

老师在引导学生解题的时候,应该让学生更加清晰了解解题的步骤,让每位学生对整个解题的过程有一个深刻的印象,并能够照着老师的解题方式去培养出好的解题习惯,能够按照老师的思路对整个题目有更全面的把握.学生只有理解了老师所说的相关内容,才能够更好地在解题过程中发挥自己的能力,应对更多新鲜的物理题目.

2 从审题解题角度探讨

在很多时候学生自身的思维是有限的,那么在这个过程中,老师就要通过一些方法去拓展学生的解题思维,让学生能够多吸取一些正确的解题思路,丰富学生自身的解题技巧,更好地去全面培养解题能力.老师可以通过合作解题的方式,让学生有一个解题小组,通过这个解题小组的相互交流来完善整个解题的步骤和想法.老师应该先给学生独立解决问题的空间和机会,让学生可以有一个自我分析的过程,在整个过程中小组学生之间的想法就会得到集合,那么他们的解题思路就可以渐渐清晰,每一位学生也就可以有更多的想法表达.从审题解题的角度来讲,需要学生明确解题思路,然后开展理性训练,习题做少做精,切实有力地提升学生解题能力.

例如在力学中,整体·隔离法是一个比较典型的方法,可以针对性练习,以这一题为例:

例题 如图所示的三个物体质量分别为m1,m2和m3,m1>m2,带有滑轮的物体m3放在光滑水平面上.滑轮和所有接触的摩擦以及绳子的质量均不计,为使三个物体无相对运动,水平推力F=?

图1

解题需要明确三个物体无相对运动,所以可以把系统看成一个整体,如果系统沿水平方向的加速度为a,则在水平方向上,有:

F-(m1+m2+m3)a

之后将m1隔离出来再次分析,其水平方向上加速度的大小也是a,这就是“部分”和“整体”的内在关联.若轻绳张力为F1,则有:

F1=m1a

由于m2也有水平方向的加速度,则:

F1cosα-m2g=0

F1sinα=m2a

再解出上式即可.

建立错题库:学生在高中物理考试中难免犯错,教师引导学生建立错题库,分析错题的错误原因,时时回顾,归纳总结经验,优化提高,不断优化思维,避免下次再犯同样的错误.

3 关注学生思维,提升解题能力

在很多时候,老师应该注重学生思维的活跃度.学生有活跃的思维,才能够在解题的过程中更灵活地应对更多的问题,老师可以通过物理题目抢答的环节来使学生的思维能够得到活跃,也让他们可以有更多题库的积累.

比如一般多项选择题中会出现一些相互矛盾的答案,还会有一些明显的错误选项混淆视听,那么首先排除这些明显错误的答案,剩下的选项就会比较容易判断.而单项选择题采用排除法也会比较简单.在高中物理学习中,物理模型的建立能幫助学生解决更多的物理难题.在物理问题的逐步研究中,教师应引导学生从问题的相互关系出发,为具体事物建模,最终将类似、不同事物进行分类,辨识其具体属性,最终找出能对该类问题进行解决的技巧及方式.此外,利用知识点间的相互关系,将其关联进行合理利用,最终找出解题方向,也是对该类问题进行解决的关键出发点.

例如 两个小球彼此质量相同,且用细线进行了互相连接,都带正电,q2<q1.现将其置入一个电场内,电场强度是e.把细线拉直使两个小球间水平细线能和电场方向呈现平行状态.当将两个小球同时释放,释放后张力t是不计重力及两球间库仑力.对该题分析可知,它表面看似电学题目,但它实质却和力学有着关联.为此应将两个小球的共同加速度进行明确,当其受合外力即q2+q1的影响后,再将本题往力学题目进行转化.在转化后利用牛顿第二定律,分析小球受力状况,最终题目便可完成解答.

4 常见错误的应对办法

在阅读题文的过程中要用笔标出对解答题目有帮助的 “关键词句” .这些“关键词句”能提示研究对象是否要考虑摩擦力,处于什么状态,满足什么条件.例如,是否考虑摩擦类的关键词有:光滑、不计一切摩擦、不计空气阻力、粗糙等;处于什么状态类的关键词有:静止、匀速、缓慢、轻轻等;满足什么条件类的关键词有:恰好、恰能、相等、相同等等.此外,图像对于解答物理问题至关重要.因此,寻找完“关键词句”后需要画出(或补充完整)研究对象的运动情境图,并在大脑中将运动过程完整重现,然后还需将各物理量(字母和数据)标在途中相应位置.在图中标出物理量时要注意,如果题文中已经给出相应的物理量则必须严格按照题文中给的物理量标出,如果题文中未給出相应的物理量,则可以自己根据实际情况定义相应的物理量.同时,多过程类计算题都是有多个子过程构成的,按照题文和图像可将研究对象的运动过程拆分为多个子过程.这些子过程一般包括匀速或匀变速直线运动、平抛运动或类平抛运动以及圆周运动(轻绳、轻杆、内轨道,双轨道模型)等运动模型.

4.1 对每个子过程和每个关键位置进行受力分析,并确定每个力的做功情况

研究对象在每个子过程中的受力情况和所受力的做功情况可能会发生变化,因此必须在图中画出研究对象在每个子过程和关键位置的受力示意图.此外,还应知道每个力是否做功,做正功还是负功,为解题过程中运用动能定理、机械能守恒和能量守恒做好准备.

4.2 寻找子相邻子过程间的联系

要特别注意各子过程的连接点,在这些连接点加速度可能会发生突变,但是速度不会突变,上一个子过程的末速度是下一个子过程的初速度.

所以,审题过程采取“整体——部分——整体”的方法.

首先,初步了解研究对象运动的全过程,构建大致运动图景;其次,将全过程进行分解并分析每个子过程的运动规律,受力情况,做功情况.最后,找到各子过程的联系,寻找解题方法.

在审题完毕后必须解决以下问题,第一,题目中有多少个子过程;第二,每个子过程中研究对象做什么运动,受哪些力,各个力做什么功;第三,每种运动满足什么物理规律;第四,运动过程中有哪些关键位置.

教师可以从两个方面寻找解题的突破点,第一,想想自己有什么.即题目中给出哪些已知条件,优先选择从已知条件最多的子过程或关键位置进行突破.第二,看看别人问什么.即分析问题设置,题目问题的设置一般是由易到难的,按照问题的设置寻找在哪个子过程或关键位置进行突破.

在找到突破点后,就要书写相应的文字说明、方程、结果和答案.(1)文字说明至少包括三部分的内容:①研究对象;②哪个过程或哪个位置或满足哪种条件;③做什么运动,用什么原理.另外,还可以根据题目的具体需要规定正方向、选取零势能面以及设出需要的物理量等.

文字说明常用以下几种模式:①研究过程,可写成“研究对象从某位置到某位置的过程,做某种运动,由某种原理得:”的模式;②研究关键位置,可写成“当研究对象在某位置时”的模式;③研究条件,可写成“因为研究对象满足某种条件,所以满足某种方程”的模式;④研究图像,可写成“如图所示,由几何关系得:”的模式.

(2)列出方程.常用的方程有:牛顿第二定律、运动学方程、动能定理、机械能守恒、能量守恒、平抛运动方程.要注意,在列出方程的过程中,需要按照书写的先后顺序在每个方程后面标出①②③等.

(3)求解结果.结果分为两类,第一类是数据,要写单位;第二类是由字母构成的表达式,不需要写单位,但是要化简成最简形式.一般可写成“由①②③等得:待求量=结果”的形式.(4)写出答案.答案可分过程或问题给出,也可以解题完毕后最后统一给出.

5 结语

综上所述,解题能力是任何时候都需要提高的,因为学生需要在高中学习过程中面对多种多样的题目解答,而且学生通过解答题目才能够获得能力的提升.所以在进行物理知识教学的时候,老师也需要让学生以课本为基础,更多地发散思维去解决相应的题目,进而使他们的解题能力得到提高.在高中物理教学过程中,对学生解题能力的培养有利于教学效率的提升.所以在实际教学中,教师需要重视对自身主观能动性的充分发挥,灵活运用教学方法,大力促进学生的全面发展.

参考文献:

[1]马文华.高中物理解题思维方法的探究与运用的分析[J].科学咨询(教育科研),2021(09):245-246.

[2]曹祝基.抓住思维特点 提升解题实效——浅谈高中物理教学中学生思维能力的培养[J].高考,2021(25):47-48.

[3]许新洲.如何走出高中物理解题定式思维困境[J].数理化解题研究,2021(24):72-73.

[4]周兵,罗琼.高中物理教学中培养学生解题能力的有效路径分析[J].数理化解题研究,2021(24):86-87.

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