高中物理習題教學中應注意的幾個策略分析

2022-08-01 07:18:05 字數 3663 閱讀 7805

理解和掌握物理概念與規律、完成物理實驗、運用所學知識解決相關物理問題是高中物理教學中的三個重要環節.要深化對物理概念與規律的理解,提高物理知識的應用能力,做到理論知識與實際生活緊密聯絡,物理習題的教學是高中物理教學的乙個重要的組成部分,始終貫穿於高中物理教學過程,具有極為重要的作用.解物理習題首要的就是認真「審題」,審題審什麼?

審題的效果如何?這都直接與教師創設的情境有關.審題的過程就是通過仔細閱讀題目的文字敘述及相關的圖示,運用邏輯思維來分析、建立具體的物理情景和物理模型,分析、思考此實際問題所體現的有關物理量的變化特徵,根據題目所提供的相關物理條件或有關數學關係,尋找物理量間的相互制約關係,選擇恰當的物理規律和物理公式,選取並運用合適的數學方法來求解.

要培養學生的解題思維、掌握分析問題的方法、提高學生的解題能力,在物理教學中要注意如下三點.

1習題教學應注意「三化」

1.1問題情景模型化

許多同學在遇到以生活實際為情景的物理習題時,往往感到無從下手,頭腦裡一片空白.出現這一問題的原因,主要是對於物理現象認識不清,不能把實際問題轉化為物理情景,從而不會建立相應的物理模型.在教學中,教師要引導學生學會:

實際問題情景轉化為物理模型,可以是研究物件,如:質點、點電荷、繩模型、杆模型等,也可以是物理過程,如:勻速運動過程、勻變速運動過程、勻速圓周運動過程等.

問題情景模型化就是在通過閱讀題目的文字敘述基礎上,經過認真審題,圍繞題中所給出的有關線索,形成物理問題情境的大致物理輪廓,對解題的方向做出初步判斷.選取合適的研究物件,明確具體的物理過程,抓住主要因素,忽略次要的因素,抽象概括、簡化得出符合題目要求的物理模型,進而尋求恰當的物理規律來達到解決問題的目的.

例某人的心率為75次/分,每跳一次輸送80 ml血液,他的血壓(可看作心臟壓送血液的平均壓強)為15000 pa,請根據以上資訊,進行下列估算:此人心臟跳動做功的平均功率.

許多同學在解此題時感到不知從**下手.實際上我們只要根據題意,可以把血管簡化成一根圓管模型,橫截面面積為s,壓強為p,則血液壓力為:f=ps.

設在時間t內,血液流動的距離為l=vt, 心臟跳動一次推動血液做功為:w=fl=psl=pv,然後求出心臟每分鐘跳動75次所做的功,最後求出心臟跳動做功的平均功率,這樣解題就能順利地進行下去.

1.2物理問題數學化

不同的物理模型都有與之相對應的物理規律,在對研究物件或研究過程建立恰當的物理模型的基礎上,分析、尋找題中所給出的已知物理量與未知的物理量,並選取相應的物理規律和物理公式,把物理問題數學化,物理量間的關係轉換成數學表達形式,即我們通常所說的列方程式.通過尋找物理量間數量關係,給物理模型加入確定的定量的因素,用相關的符號來表示物理量之間的聯絡,這些符號成了物理概念和物理規律的載體,它們把複雜的事物之間的聯絡簡化為符號間的數學關係,實現物理量間的關係的數學化,使我們能夠一目了然把握感知物件間的聯絡.

例如,在高一必修1的學習過程中,引導學生畫v-t圖、x-t圖,從函式圖象出發去找尋速度、加速度、位移、時間等諸多運動參量之間的關係.

在這一過程中特別要強調的是,尋找出物理過程中有關相同的物理量、沒有發生變化的物理量以及處在臨界狀態的相關物理條件.正確、恰當、靈活選擇相關的物理規律、物理公式,將影響到能否正確、順利解題以及解題過程是否繁雜.

1.3解題結果回歸化

大多數同學在解得答案之後即認為解題任務已經完成,實踐經驗表明這樣來解題學習效果都不理想,他們錯誤地認為只要解題的最後結果是正確的,就學會了有關的內容,而事實並非如此.他們把完成作業是任務式的,缺少反思的過程,這樣的解題收穫很少,學習也就進步不明顯.比如在解題中我們應用了純粹的數學化方法,在我們得到答案後,應該再回歸物理,這是因為有些結果在數學上是有意義,而在物理上就毫無意義可言的.

例如:在學過萬有引力定律後,用萬有引力定律: 來求兩物體間的萬有引力時,從數學角度上來看:

當兩物體間距離增大時,兩物體間的萬有引力的大小隨著距離的增大而減小;當兩物體間距離減小時,兩物體間的萬有引力的大小隨著距離的減小而增大;當兩物體間距離減小到零時,兩物體間的萬有引力的大小變為無窮大.從物理角度看這個答案就不完全符合實際,結果也就錯了.因為萬有引力定律是有其適用條件的,當兩物體間距離減小到很小時,萬有引力定律就不適用了.

解題後要回歸到題目,要對題目解答的進行檢查,對解題的過程做進一步思考和總結,對問題做進一步深入的理解.解題之後的回歸既屬於這個問題解決的一部分,但又超越了這個問題解決的本身,也就是說它既是對解題結果的檢驗,又可使我們獲得更多的收穫,俗話說得好「再思則旺」就這個道理.

2典型案例分析

例如,在學生剛剛步入高中,起始階段,筆者設定了一道多解的行程類問題,讓學生自主**、總結和歸納解決行程類問題的方法,提公升思維能力.

習題在平直公路上有一輛汽車正在勻速行駛,突然遇到路況,汽車剎車做勻減速直線運動,已知從汽車剎車到停止運動整個過程的前一半時間內發生的位移 ,求剎車後汽車勻減速運動的總位移 ?

解法1設初速度為v0,剎車後汽車加速度大小為a,運動時間為t,得

0=v0-at(1)

對前一半時間研究,有位移關係

x1=v0t-12a(t2)2(2)

對整個運動過程研究有

x=v0t-12at2(3)

(1)、(2)、(3)式聯立,求得總位移x=12 m.

解法2設初速度為v0,從平均速度出發,末速度為零,前一半時間即9 m位置對應的速度應該為v02,接著對整過程和前一半時間分別用速度位移關係 0-v20=2(-a)x(6)

前一半時間分析得

0-(v022=2(-a)x1(7)

由(6)、(7)聯立,求得x=12 m.

解法3考慮汽車剎車勻減速運動的逆過程,則題意可以轉化為:初速度為零,加速度為a的勻加速直線運動,後一半時間t2的位移為x1=9 m,求總位移,整個過程總位移

x=12at2(4)

前一半時間的位移x-x1=12a(t2)2(5)

由(4)、(5)式聯立,求得x=12 m.

解法4設初速度為為v0,運用平均速度關係,整個過程是勻減速直線運動,則時間中點等於平均速度等於初末速度和除以2,

vt/2=0+v02=xt(8)

前一半時間運用平均速度關係得1=v0+v022=34v0,

x1=1·t2=38v0t(9)

由(8)、(9)式聯立,求得x=12 m.

解法5考慮汽車剎車勻減速運動的逆過程,本題中的情境被分為了相鄰的相等的兩個時間段,結合初速度為零的勻加速運動的規律,得(x-x1)∶x1=1∶3,求出x=12 m.

解法6作出如圖1所示的v-t圖,來直觀地反應汽車剎車的具體情形,進而運用圖象法將問題轉化為求△oab的面積,得到x=12 m.

教學反思本題難度不大,通過收集學生的不同解法,和學生一起回顧公式和解題方法,提高學生思維的發散度,特別是巧妙地運用平均速度關係和初速度為零勻加速運動的比例式,通過這些解法的反思,能夠提公升學生思維的敏銳度,「解法6」與前5種解法相比,更為直觀,能力要求也更高,通過圖象將複雜且抽象的物理問題簡單的呈現,計算變得更為簡潔、方便,達到「化無形為有形」的解題境界.

反思我們習題教學之所以高耗低效,筆者認為根本的原因在於有些同學的解題主要是靠回憶、記憶,在看到習題後,不是去運用物理知識和方法進行認真的分析、應用物理方法積極地去思考,而是簡單地回憶老師有沒有曾經講過的這個題,有沒有與這個題一樣的,然後直接套用曾用過的公式或者曾經的結論來進行解答.他們通常只注重解題的最後結果,根本不去關注解題的過程及如何進行分析的思維過程,更不會去細細地品味題目,更談不上去舉一反

三、融會貫通.筆者認為,在進行高中物理習題教學時,既要培養學生的解題能力,我們更要教給學生解題方法,如何分析、解剖習題,學會建立物理模型的能力,學會運用數學方法、數學工具解決物理問題的能力,更要做到解題後的反思.

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