浅谈力学解题能力的培养

时间:2022-06-26 12:34:58

浅谈力学解题能力的培养

力学是物理的基础,在中学物理教学中占有举足轻重的作用。在多年的物理教学中,我对力学解题做了一些探究:在重视力学概念、力学定律教学的同时,把重点放在力学解题的思维过程上,这不仅是增强学生力学解题思维的自我调控意识,并且是培养学生的逻辑思维能力的重要途径。我把学生解题过程看作是获取信息、思维启动、思维逻辑、思维深化的过程。在指导学生解题上,抓了“明确对象、弄清概念、运用规律、设疑点拨”四个方面。

一、认真审题、明确对象、联想图景、启动思维

力学习题有的给出一个物体,有的给出两个或多个相关联的一个系统。从物理过程看,有的给出部分,有的给出全部。认真审题就是要实现几个转换:

1.由个别向一般转换。所有的力学解题开始应对研究对象进行受力分析,代入运算时统一用力学的国际单位制(SI制),解题结束应对结果的合理性作出判断。

2.研究对象的实体向物理图景转换。宏观物体(大到天体);有做匀速运动的,也有做变速运动的;有个体,也有几个物体相关的系统。对题目给定的研究对象进行抽象思维,形成一定条件下的清晰的物理图景。有趣的物理图景促进学生的注意转移,情感与图景贴近,达到情景结合,有助于学生思维的正常启动,使抽象的物理直观化。

3.物理过程向物体的状态转化。在力学范畴内物体的运动状态有平衡状态(静止、匀速直线运动、匀速转动)和非平衡状态。学生应该搞清楚物体处于何种状态的决定因素,然后利用这些因素决定物体处于何种状态,而不是想当然的下结论。

4.已知条件向解题目标转换。力学解题目标一般包括:画出研究对象的示意图。在图上进行受力分析,受力分析的能力是力学,甚至是整个中学物理学最基本的能力,所以必须强化受力分析的训练,必须按照重力,弹力,摩擦力,其它力的受力分析次序,严格按照每个力产生的条件来确定这个力是否存在和方向。另外,在根据题意画出的图上标明受力情况。某一时刻或某一位置的运动状态,也用符号标出。学生通过画图对物理图景有了直观了解,触景生情,增强了解题的信心。

二、弄清概念,策略认知,分配注意,发散思维

物理概念是物理知识的重要组成部分。物理概念有严格的科学界定。同一物理概念在不同的物理学识水平阶段严密的程度不同。一些能力较差的学生对物理概念的界定模糊不清,思维混乱,解题注意分配不合理。为了解决这个问题,我引导学生强化以下几方面意识:

1.增强物理概念的物质意识。每引入一个力学概念,应充分利用实验或学生生活积累的已有经验,把物理概念建立在充实的物质基础上。必须搞清楚每个物理量的决定因素,例如,惯性只与质量有关,所以判断一个物体惯性的大小只需看这个物体质量的大小,但是根据我的教学经验,好多学生认为惯性与速度也有关系,学生的这种判断来源于生活经验,一个物体跑得快的话不容易停下来,学生应该搞清楚物体停下来,也就是速度变为零有哪些因素所决定。

2.强化物理概念的界定意识。速度与加速度二者仅一字之差,都是力学中的重要物理量。一些认知策略较差的学生把速度与加速度归结在一个“光环”上,认为速度为零,加速度必为零。在这里描述物体运动快慢与运动状态变化快慢是速度与加速度的界定。速度和速率、功和功率、动能和动量、重量和质量等也是一字之差,它们的物理意义却不相同。功和能的单位相同,前者是过程量,后者是状态量,它们也有严格的界定。对这些物理量的举一反三理解,不仅可以提高学生自学能力,而且是素质教育的主要体现。学生树立界定意识可养成良好的科学素质,有利于增强解题思维的自我调控意识。

3.培养创造思维意识。力学解题时“双向思维”的设计,给学生创造了发散思维的条件。

三、运用规律、感知范围、网络信息、逻辑思维

中学学习的力主要有:牛顿运动三定律、万有引力定律、机械能守恒定律、动能定理、动量定理、动量守恒定律等。好多学生碰见一道题不知道从哪个方面入手,一点没有思路,但是当告诉他这道题应该用这个定律可以解决时,他可以解决这个问题。这种现象不仅在物理的学习中,在其他课程的学习中也经常发生。为了解决这个问题,首先,学生必须搞清楚每个物理定律的使用条件。一些能力中下的学生把物理规律成立的条件及适用范围置于思维盲区,需要对已建立的解题信息加以选择。这就要求学生不仅要深刻理解这些物理定律,而且要在具体的解题过程中积累经验,不断思考,不断总结每个定律的使用技巧,从而真正提高学生的解题能力。根据本人的教学经验,学生可以从以下三个方面选择物理定律。

1.根据物理过程选择规律。比如题目只给出了一个物体在几个力的相互作用下,研究物体的运动状态的话,一般选择牛顿第二定律。这个主要在于解题经验,这就要求学生在解完题之后要善于总结,发现规律。例如,学生应该总结这道题的所用的方法,为什么这个方法行得通,别的方法行不通;必须搞清楚这题的本质;学生可以自己试着改变题目的条件等等。

2.从已知条件选择物理规律。

3.从解题结果检验物理规律选择的合理性。

四、举一反三、触类旁通

做完每道题后,学生应该有意识的总结一些,真正做到举一反三,触类旁通。并且培养学生一题多解的意识。“横看成岭侧成峰”,从不同的角度理解这个问题会得到不一样的收获,这不仅可以提高学生的物理水平,更是学生提高自我能力的过程,这种训练让学生在面对实际生活中的具体事情的时候也可以从不同的角度思考它,从而实现真正的素质教育。

在力学解题中增强解题思维的自我调控意识是发展智力、培养能力、提高素质的必要条件。在力学解题过程中有计划、有目标、由简到繁、循序渐近、反复多次地引导学生自己实践,是提高力学解题效益的充分条件,中学生力学习题难的心理障碍可以排除。

(作者单位:甘肃省兰州市永登县中川中学)

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