如何提高學生電場部分的解題能力

2022-05-18 18:20:32 字數 4755 閱讀 8447

摘要:本文通過教學實習期間與學生交流的方式進行調查,發現高中學生存在電場部分的解題能力普遍不高的問題,為此對學生的學習生活和心裡等方面進行了深入的研究分析。我認為,提高學生電場部分的解題能力要做好以下三點:

打好基礎、正確全面的理解電場部分的知識;增強學生自信心和培養良好的做題習慣;引導學生從力的角度和能量的角度來看待電場問題。

關鍵詞:電場;解題能力;基礎;自信心;兩個角度引導

1 引言

電場部分是高中物理最重要、最難學的內容之一。在歷年的高考中都占有很重的比率。在選擇題和綜合性大題經常出現。

在教育一線多年的孫朝平老師曾對在任教過的前後四屆高三學生中做過問卷調查,針對「你覺得高中物理最困難的內容」這一問題,84%的選擇了「電場」。在很多次高中物理教師培訓中,無論是做問卷調查還是座談會。都有超過80%的教師選擇「電場」[1]一章是高中最難的部分。

為什麼電場部分的知識難?首先,此部分知識概念抽象,難以理解,知識點眾多,易混淆。同時還能與很多其他模組的其他物理內容都能很好的相互滲透,綜合性強,使有關電場部分的題難度增加,對學生的要求也就隨之增加。

概念抽象是因「電場」本身的物質性引起的。由於學生從小到高中在腦海中所建立起的實物粒子構成的物質概念與之發生衝突,不能理解「電場」這種看不見、摸不著,但卻又是實際存在的物質,導致難以建立正確的圖式、形象使得「電場」內容抽象起來。另外,與其他物理模組知識不同,學生在其他模組的學習之前或多或少的有相關知識積累。

而學生對「電場」部分而言,背景知識基本為零,理解上無形中增加了難度。

電場部分內容較多,綜合程度高。教科書中,此部分可分為三大部分:(1)、電荷的相互作用,電場;(2)、電場中的導體,電容;(3)、帶電粒子在勻強電場中的運動[2]。

其中有黑體字標識的新名詞多達21個,定量研究的物理量4個(電場強度、電勢、電量、電容),有3個物理規律(電荷守恆定律、庫侖定律、電勢差與電場強度間的關係),更有靜電遮蔽,帶電粒子在電場中的運動,示波管等應用問題,增加學生壓力[1]。另外,本部分的內容不僅多,而且綜合性強。比如,看似很簡單的帶電粒子在平行板電容器運動,內容不僅包括電場中的電場強度、電勢、電量、電容、三個物理規律等內容。

同時還可能有受力分析、運動分析、功能關係等內容。對內對外都能很好的結合考察學生的能力,綜合程度高。

提高學生電場部分的解題能力,除了記憶電場部分的定理、定律或公式,多做題外,還應該正確全面的理解電場部分的知識,增強學生自信心和培養良好的做題習慣,引導學生從力的角度和能量的角度來看待電場問題,培養學生受力分析能力,運動分析能力、做功分析能力和能量分析能力,開拓了學生思維。

2 打好基礎、正確全面的理解電場部分的知識

學習和建築高樓是一樣的,只有基礎紮實了,房子才能建的越高,解題才能又快又準確。基礎知識的考察在高考各科中都超過一半的比例,物理也不例外,物理中的電場部分更不例外。打好紮實的電場部分基礎知識,不僅能對物理相關電場的選項又快又準的進行判斷。

同時還是綜合性大體的基礎。正確全面的認識不僅是使大腦在緊張的考試環境中保持清醒的保證,同時也是快速解決問題的前提[3]。在教學實習期間,我經常會出現許多物理好的學生特別喜歡放低階錯誤,課後與之交流時發現學生的基礎並不想我們想象的紮實,學生的基礎存在片面、不全的事實。

我認為打好基礎不僅包括對電場部分的概念正確全面的理解,同時還包括建立好此部分的經典模型。

2.1 正確全面的理解電場部分的概念

電場內容多,無論是概念還是定律等都必須全面準確的理解記憶。有的時候概念之間僅僅相差乙個字,但其含義卻相差很大所以要求學生在學習每乙個新的概念是一定要認真的進行思考,概念與概念之間的區別,適用範圍,特別是關鍵詞和限制性詞語,更要反覆講解。另外,電場中的規律定律要經常用、即使題目中沒有提及,也要通過問題的形式引導學生思考,是學生在題目中理解。

而作為學生則應該主動的思考,不懂的問題問老師,盡量做到全面準確理解知識,當理解「電場」知識有點心得體會時,要將其記憶在腦中,最好在把它記在筆記本中,正所謂好記性不如爛筆頭。

用模擬的方法幫助學生理解記憶電場的概念。由於「電場」部分知識十分抽象,而學生缺少其背景知識,理解起來有些困難。但是我們可以借助於我們已經學過的知識來幫助我們理解電場部分的相關知識,如何做呢?

自然是利用模擬的方法。舉個例子,在理解概念時,我們可以利用電場和重力場中對應知識的對比來理解與電場相關的概念,比如重力場場中的場力為:

1)和電場中場力為:

2)上面兩式進行對比,遵循平方反比規律[4]。

又如,講解電容的知識時引入水容器做對比,告訴學生電容是反應電容器容納電荷本領的物理量後,學生以水容器作模擬就容易理解電容器由電容本身的結構來決定,與外界因素沒有關係,另外平行板電容器的金屬板的材料不影響電容的大小,其大小就由兩板間的正對面積、兩板間的距離,以及中間所夾得絕緣材料來決定,然後再利用課本的實驗的到電容的公式:

c=[53)。

除了概念外,還可以對研究方法、應用規律、總結進行對比加深理解記憶。同時還複習鞏固舊的物理內容。另外,對於電場線等概念的理解可以借助於圖式的方法,形象直觀易理解。

最後,將其所有的「電場」部分知識結合起來形成知識結構,便於解題時對知識結構進行聯想,避免學生思維的片面性。

2.2 深入了解分析「電場」部分的經典模型

電場部分的經典模型有靜電遮蔽,帶電粒子在電場中的運動,示波管等。它們是高中物理電場部分的重點和難點。需要同學們能夠將這些模型分析透徹,知道他們的異同,清晰他們做題思路和步驟,從模型中找出所有的知識點,同時,能夠很好的掌握其相關知識和規律。

例如帶電粒子在電場中的運動,包括直線運動和曲線運動,這部分內容綜合了運動學、動力學、功能關係、向量的分解與合成等知識往往成為高考的熱點,模型都是需要理解記憶的。在記憶時,最好對比著記憶,因為可能乙個字之差就會導致模型的改變。就比如乙個帶電粒子和一滴帶電油滴,可能前者就忽略重力,而後者是不能忽略的。

3 增強學生自信心和培養良好的做題習慣

很多時候,學生不是因為能力沒有達到而不會做題,而是因為被題目嚇懵了不敢做題而不會做題;還有的學生不是因為不會做題而沒有的分,而是因為沒有良好的做題習慣而做錯題而沒有得分。所以增強學生自信心,能讓學生無論是在紙老虎或是真正的難題面前保持清醒的頭腦和向上的精神;良好的做題習慣,能減少無謂的丟分。

增強學生自信心。在教育實習過程中,我發現很多學生信心不足佔很大的比例。具體表現在考試時稍稍綜合性的題都空著,監考時發現他們並非沒有時間,學生的筆接觸到了答題卡上又收手不敢下筆,猶豫不決,缺乏自信心。

激發學生的學習熱情,培養學生積極的態度,鼓勵學生創新,肯定學生的長處,激勵學生的進步,使學生有成就感,能很好的讓學生重拾自信。在此,值得注意的是,鼓勵學生創新應該是在電場基礎知識內容紮實的基礎上的創新,如果電場基礎知識不紮實的話,而且總喜歡找捷徑做題的話,就應該給此類學生敲敲警鐘。否則這類學生在面對綜合程度高的題時,理解就很容易出問題,同時養成刷小聰明的習慣。

不利於學生發展。

培養學生良好的做題習慣。在教學實習時發現,大部分學生都有因習慣問題而不同程度的失分的現象,良好的做題習慣如何培養良好的做題習慣呢?我覺得應該督促學生要做好以下四點:

(1)、認真審題,弄清命題的每乙個資訊,分析出全部的已知條件。(2)、審清題意,利用題目的條件,分析題目的要素和障礙和解題障礙。(3)、認真解答,仔細運算。

(4)、做完題好做好反思[7]。將上面四個環節做好,養成良好的做題習慣,避免無謂的丟分,同時提高物理解題思想和方法的領悟和理解,提高電場部分的解題能力。

4 引導學生從力的角度和能量的角度來看待電場問題

引導學生從兩個角度來看待電場問題,全面理解電場部分的知識,同時加深對舊知識的理解認識,讓學生把電場部分的知識與其他想過關知識聯絡起來,構建電場的知識體系,拓展解題思路,從而提公升學生電場部分的解題能力。

通過引導學生從力的角度和能量的角度來看待電場問題,培養學生四種分析能力。有效提高學生電場部分的解題能力最有效的方法就是在紮實的基礎知識上,培養四種分析能力,即受力分析能力、運動分析能力、做功分析能力、能量分析能力。通過四種分析能力,可以全面把握物體的受力特點、運動特點、做功特點、能量和動量特點,為下一步選擇物理規律、建立物理方程打下堅實的基礎[8]。

從兩個角度來看待電場問題,不僅能很好的培養四種分析能力,而且還能使學生加深對此部分知識的理解,夯實「電場」部分的基礎知識。引導學生從力的角度、能量角度兩大角度來看待電場問題,能使學生知識結構更完善,理解更透徹、開拓思維。電場部分的最經典的模型要數「帶電粒子在電場中的運動」了,以此為例,**如何引導學生從力的角度、能量角度兩大角度來看待電場問題。

4.1 從力的角度看「電場」問題

「電場」部分的電場在《伯克利物理學教程》第一卷是這樣定義的:「當乙個帶點粒子處在有電力作用於它的狀態下時,我們就說他處在電場中。這個電場和作用在我們所考慮的那個粒子上的相應的力是由附近的另乙個電荷或電荷分布引起的。

電場強度e由下列關係定義:

4)式中的q是『檢驗電荷』的電量,f式作用在q上的力」[9]。

從這可以看出,電場中也是存在力的,那麼從力的角度來看電場問題時,在電場中的粒子受到力的作用,在巨集觀的情況下應該適合經典力學的分析。

如何從力的角度看待「電場」問題呢?以帶電粒子在電場中的運動的乙個例題為例。

例1.如圖一,兩極板a、b沿豎直方向相對放置,相距為d,兩極板之間的電勢差為u,質量為m的帶電粒子以的初速度從帶正電的極板a中水平垂直射向另乙個極板b。帶電粒子的電荷為+q(重力忽略)。

(1)求帶電粒子在電場中運動的時間

(2)穿出電場時的速度?[10]

在本例題中所求的量為事件和速度。從力的角

度分析,此為平行板電容器,電場強度相等,在水平

方向上只受電場力作用,在豎直方向上不受力,綜上圖一( 例1圖示)[11]

所訴,帶電粒子所受的力只有乙個,故應該是勻加速 fig 1(example 1 icon)

直線運動。而由運動學可得

-=25)和6)

通過兩個式子分析,我們能夠發現最關鍵的是求加速度,

而由牛頓定律可知:

7)由第(7)式化簡得8)

在電場所受電場力為9)

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