高中物理習(xí)題課如何培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

導(dǎo)語(yǔ)：高中物理習(xí)題課如何培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要:習(xí)題課在高中物理教學(xué)中占有很重要的地位,是鞏固和強(qiáng)化物理知識(shí)尤為重要的一個(gè)環(huán)節(jié),同時(shí)習(xí)題課也是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要途徑。在實(shí)際的習(xí)題課教學(xué)中,可以通過(guò)“類(lèi)比法”和“比較法”很好地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維。

關(guān)鍵詞:科學(xué)思維；習(xí)題課；類(lèi)比法；比較法

習(xí)題課教學(xué)在高中物理教學(xué)中是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),利用習(xí)題課可以讓學(xué)生鞏固和強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)并靈活運(yùn)用。然而在實(shí)際教學(xué)中,教師往往采取題海戰(zhàn)術(shù)。在這樣的模式下,學(xué)生學(xué)習(xí)非常機(jī)械,難以把握相關(guān)物理知識(shí)和物理模型之間的聯(lián)系,缺乏綜合分析和推理論證的鍛煉,對(duì)所學(xué)的知識(shí)、方法和技巧不能靈活應(yīng)用。長(zhǎng)期下來(lái),學(xué)生科學(xué)思維能力得不到鍛煉,學(xué)習(xí)物理的興趣持續(xù)減弱。要想習(xí)題課教學(xué)高質(zhì)高效,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維上就顯得很重要。本文列舉常見(jiàn)數(shù)學(xué)思維方法———“類(lèi)比法”和“比較法”———在習(xí)題課教學(xué)中的運(yùn)用實(shí)例,淺析習(xí)題課上培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的方式。

一、“類(lèi)比法”在習(xí)題課教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例

類(lèi)比法是通過(guò)兩個(gè)或兩類(lèi)研究對(duì)象進(jìn)行比較,找出它們之間相同點(diǎn)和相似點(diǎn),并以此為根據(jù)把其中某一個(gè)或某一類(lèi)對(duì)象的有關(guān)知識(shí)和結(jié)論,推移到另一個(gè)或另一類(lèi)對(duì)象上,從而推論出它們也可能有相同或相似的結(jié)論的一種邏輯推理和研究方法。類(lèi)比法教學(xué)在高中習(xí)題課中也是一種非常重要的方法,可以以舊帶新,啟發(fā)思路,提供線索,幫助學(xué)生在類(lèi)比的過(guò)程中找到解題的方法,同時(shí)也能加深對(duì)解題方法的理解、記憶及應(yīng)用。

(一)拋體運(yùn)動(dòng)中的“類(lèi)比法”應(yīng)用

圖1例1如圖1所示,固定的光滑斜面,傾角為θ,斜面長(zhǎng)為L(zhǎng),將一小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上的A處,以一定的水平速度v0射出,并最終從B處離開(kāi)斜面,求這過(guò)程小球的水平位移。分析由受力分析可知,小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受合力F=mgtanθ,方向沿斜面向下。運(yùn)動(dòng)模型特點(diǎn):初速度v0與斜面平底邊行受力情況:小球所受合力為恒力,且沿斜面向下,與初速度的方向垂直有了以上分析,學(xué)生自然會(huì)想到與之相似的運(yùn)動(dòng)模型:平拋運(yùn)動(dòng),通過(guò)比對(duì)得出相似的解決方法,即將小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿斜面向下的(即垂直于初速度方向)的初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。圖2例2如圖2所示,在一傾角為θ斜面的頂端,以初速度v0將一小球沿水平方向拋出,小球最終落在斜面上,已知重力加速度為g。求:(1)小球從拋出到離斜面最遠(yuǎn)位置時(shí)的時(shí)間(2)小球從拋出到離斜面最遠(yuǎn)的距離;分析:此題雖然表面上看是平拋運(yùn)動(dòng),但根據(jù)所求解的問(wèn)題,如果只是利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,很難解出結(jié)果。如果換個(gè)角度,將斜面看成是水平地面,這樣就和我們之前學(xué)過(guò)的斜拋運(yùn)動(dòng)類(lèi)似,按照斜拋運(yùn)動(dòng)相似的處理方法,即將小球的運(yùn)動(dòng)分解為沿斜面向下和垂直于斜面向上的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)。通過(guò)已經(jīng)掌握的運(yùn)動(dòng)模型和規(guī)律,分析彼此的相似點(diǎn)和不同點(diǎn),讓學(xué)生自己找到解決問(wèn)題的辦法,這是對(duì)所學(xué)知識(shí)靈活應(yīng)用的體現(xiàn),同時(shí)這本身也是對(duì)學(xué)生解題能力的培養(yǎng)。類(lèi)比可以很好地培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)和科學(xué)推理能力。

(二)求變力做功中的“類(lèi)比法”應(yīng)用

變力作用下的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題一直是高中階段的一個(gè)難點(diǎn),主要原因?qū)ζ骄Φ睦斫獠粔?。因?yàn)閷W(xué)生對(duì)時(shí)間維度的平均接觸得較多,因此可將平均力類(lèi)比于直線運(yùn)動(dòng)中平均速度。平均速度的定義式為v-=ΔxΔt,而對(duì)于平均力,可類(lèi)比其定義式為F-=Wx,從空間這個(gè)維度去定義變力的平均值。當(dāng)物體受到的力的方向不變,而大小隨位移成線性變化時(shí),即力隨位移均勻變化時(shí),可以通過(guò)求出在這段位移內(nèi)的平均力F-,用平均力求解此過(guò)程中這個(gè)力做的功:W=F-Lcosα。而在求解F-時(shí),又可以類(lèi)比勻變速直線運(yùn)動(dòng)求解v-的方法。例如:在勻加速直線運(yùn)動(dòng)中,汽車(chē)以初速度v0在平直的公路上行駛,某時(shí)刻開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t,速度變?yōu)関t,求這過(guò)程的平均速度。由于速度隨時(shí)間均勻變化,在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度v-=v0+vt2。類(lèi)比可得:由于力隨位移在均勻變化,故在這段位移內(nèi)的平均力可以表示為F-=F1+F22,F1、F2分別為物體初、末態(tài)所受到的力。求解變力做功本身就是教學(xué)中的難點(diǎn),求解變力做功的方法很多,需要根據(jù)力的變化特點(diǎn),結(jié)合題中的運(yùn)動(dòng)模型,選擇正確的解答方法。這里通過(guò)類(lèi)比法,與勻變速直線運(yùn)動(dòng)中利用平均速度求位移進(jìn)行比較分析,可以讓學(xué)生找到解決辦法的同時(shí)能加深理解。

二、“比較法”在習(xí)題課教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例

比較法是通過(guò)對(duì)研究對(duì)象間的相同特征或相異特性的比較,揭示它們之間本質(zhì)聯(lián)系和區(qū)別的方法。物理中有許多物理量和物理規(guī)律具有可比性,在教與學(xué)的過(guò)程中,充分運(yùn)用比較法,可以收到良好的教學(xué)效果。比較是一種方法,更是一種思維能力,教師要在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)比較,善于比較,讓學(xué)生在收獲知識(shí)的同時(shí),也收獲科學(xué)的思維能力。學(xué)生在比較過(guò)程中也可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,找到解決問(wèn)題的方法,可以鞏固舊知識(shí)、學(xué)習(xí)新知識(shí)。例如在豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)中繩、桿模型臨界狀態(tài)的分析比較。又如帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的比較:上述兩對(duì)運(yùn)動(dòng)模型,從表面上看非常相似,學(xué)生也容易混淆,但是它們都有本質(zhì)的區(qū)別,通過(guò)對(duì)比分析可以讓學(xué)生明確它們的不同之處,找到各自的運(yùn)動(dòng)規(guī)律并建立不同的運(yùn)動(dòng)模型,這樣學(xué)生的印象會(huì)更深刻,也更容易理解,而這個(gè)比較分析的過(guò)程本身也是對(duì)學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn):

[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)[M].北京:人民教育出版社,2017.

[2]趙寒.基于核心素養(yǎng)的高中物理習(xí)題教學(xué)研究[D].牡丹江:牡丹江師范學(xué)院,2021.

[3]王勇.比較法在物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].理科考試研究(初中版),2014(7).

[4]邰傳智.淺談?dòng)闷骄η蠼庾兞ψ龉?wèn)題[J].物理通報(bào),2017(4):7980.

作者：梅偉 單位：六安中學(xué)