摘 要:高中物理教学关注概念的理解与运用,只有明确概念内涵,正确掌握并运用物理概念和规律,才能有效促进物理知识体系的构建。多角度解题对于物理概念定义教学和培养学生物理思维具有积极的作用,然而如果运用不当也可能带来不良影响,本文主要对如何避免多角度解题“弊端”,更好发挥其价值作用展开论述,旨在更好的提高物理教学水平。
关键词:高中物理;多角度解题;弊端
高中物理学科的概念抽象性强,学生在理解和把握上很容易步入误区,因此教师通常从多个角度对概念、规律、现象、解题进行分析,借助对比分析来帮助学生正确的掌握相关知识,并学会合理灵活的运用。下面结合笔者个人的教学经验,谈一谈对如何做好多角度解题教学的粗浅认识。
一、多角度解题的方法及其作用
对于物理知识而言,往往可以从不同角度进行定义和解读,如果仅仅照本宣科的学习物理,必将走入盲目、片面的误区。在实际教学中,教师不仅仅可以在概念讲解等方面从多个角度分析解读,在解题过程中从多个角度去剖析、对比、论证,更有助于学生物理思维能力的培养和发展。多角度解题在高中物理教学中的应用,通常体现在一题多解或一题多变,通过不同角度解题和变化问题来培养学生的思维能力,使其更扎实的掌握、更熟练的运用物理知识。
例1:一列火车从A地赶往相距S(1km)的B地,提速、减速的加速度分别为a1(1m/s2)、a2(4m/s2),求火车运行到B地的最短时间是多少?
本题通常采用数学推导法,设火车加速、匀速、减速时间分别为t1、t2、t3,则可列方程式为:①½a1*t1*t1+a1*t1*t2+½a1*t1*t3=S;②t3*a2=t1*a1;③T=t1+t2+t3,则推导、代入数据可得仅包含t1与T的函数式T=t1+(1000÷t1-0.625t1)+0.25t1=1000÷t1+0.625t1,根据数学知识可得当1000÷t1=0.625t1时T最小,则t1=40s,T=50s。
本题还可用图像分析法解题,根据时间和速度作轴,速度直线围成的梯形面积为两地距离,若想保持“面积”不变使时间最短,必须让速度直线围成三角形,即t2=0,列方程式为①t3*a2=t1*a1;②½a1*t1*t1 +½a1*t1*t3=S,代入数据得t1=40s,T=50s。
比较数学推导法和图像分析法可知后一种方法更为直观易懂、便于计算,由此可见在同一道题目中采用多种解题方法可以强化学生的物理、数学等思维能力。
一题多变也可以视为多角度解题的一种体现,能够有效培养学生的物理思维与思想,更好的考察学生对知识的理解掌握情况并予以加强。
例2:一质量为G的小球用细线吊在倾角为θ的斜面上,当斜面以a的加速度向小球反向加速运动,求细线拉力与斜面对球的弹力(不考虑摩擦力作用)。本题需要考虑小球与斜面一起运动和小球飞离斜面两种情况,因此可用极限法计算小球飞离斜面的临界加速度,再对比实际加速度判断小球与斜面状态,分析受力情况。
此题可变化为:斜面以a的加速度向小球方向加速运动,求小球滚动的临界状态下的加速度值。我们可以看到,一题多变可以从多个角度考察相同的知识点,能够很好的帮助学生分清物理现象,准确分析物理问题,在高中物理教学中运用一题多解或是一题多变的方法往往比讲解更多的习题效果更好,值得广大教师多加运用。
二、多角度解题的“弊端”及其预防
高中物理知识的结构联系性很强,许多习题可以运用多种角度、多种方法、多种物理知识规律解题,但并非所有问题都适宜换角度解题,尤其是有些换角度的方法虽然得到正确的结果,分析过程却偏离了物理概念和原理定理的要求。
例3:以v1的初速度将小球水平抛出,落地时速度为v2,求抛出小球时的对地高度。通常解法是用机械能守恒定律,利用初始动能与相对势能之和等于落地时动能求解,但有些学生使用运动学公式也得出了正确的答案。我们分析这两种解题方法,使用机械能守恒定律无疑是正确的,等式两端消去小球质量后代入速度数据可得出抛出时的对地高度,但使用运动学公式还需斟酌,因为该题是平抛运动,而非匀变速直线运动,与公式的适用范围不符,对此情况教师需要着重强调运动学公式的适用范围,以避免学生对概念、公式理解不正确发生措施。
例4:将一小球以初速度v1抛出,抛出角度与水平成夹角θ,求小球最大高度及其速度。本题的常规解法是将运动方向分解为水平方向和竖直方向,单独计算竖向的上抛运动,可轻易求出最大高度,此时小球竖直方向速度为0,其速度为初速度分解出的水平速度。有些学生对现象分析不到位,采用动能定理来进行计算解题,没有考虑到动能定理不分运动方向,导致解题结果出错。
由此可见,在高中物理教学中多角度解题也存在一定的“弊端”,很容易出现概念混淆、定理公式不正确使用的情况,需要教师在教学过程中加以重视、予以注意,及时引导、纠正学生的错误认识,以更好的开展教学。
结语:
综上所述,多角度解题是为了更深刻、准确的把握物理知识,更灵活合理的运用物理规律,并非仅仅追求结果正确便可以随意套用公式定理,教师要重视对学生解题过程的分析与考察,及时纠正错误的认识和思想,教导学生形成严谨的科学观和认真的学习习惯。
参考文献:
[1]王晓军.小议高中物理教学中的开放问题[J].成才之路,2009(21)
[2]张福娟.浅析开放性问题教学在高中物理中的应用[J].中国科教创新导刊,2011(33)