物理复习教学要重视学生分析综合能力的培养
作者:天津市教研室 高 杰
发布时间:2016/2/22 10:32:30 已经阅读1178次

物理复习教学的目标,是梳理知识间的纵向和横向联系、让学生巩固和深化所学知识、提高学生分析问题与解决问题的能力、进行情感态度与价值观的教育。学生要提高解决问题的能力,首先要具备运用分析和综合的思维方式解决问题的能力。本文结合高考考生答题表现,谈谈物理复习中学生分析综合能力的培养。

一、考生应具备的分析综合能力

《考试说明》对分析综合能力阐述为:“能够独立地对所遇到的问题进行具体分析、研究,弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境,找出起重要作用的因素及有关条件;能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题,找出它们之间的联系;能够提出解决问题的方法,运用物理知识综合解决所遇到的问题。”

由此可见,考生应具备的分析综合能力分为三个层次水平。第一个层次水平是要求考生能够从给出的问题中获取有效信息,发现并明确要解决的物理问题,明确研究对象,明确研究过程。明确研究过程就是要清晰地分析出复杂的运动是由匀变速直线运动、抛体运动、圆周运动、变加速运动(含简谐运动)以及两个物体的碰撞等哪些不同的运动形式组合而成的,并能够将物理状态与研究的物理过程相对应,即清晰物体的运动情境。第二个层次水平是要求考生能够清晰物体的运动形式是由哪些基本运动形式组成的,同时要求考生明确和理解各基本运动之间的联系。如:由于物体具有惯性,物体在两个基本运动形式的转折点的速度不会发生突变等。第三个层次水平是要求考生能够正确地应用物理概念、规律及解决物理问题的方法,准确地求解相关问题,得出正确结论。

高考试题充分注重了考查学生分析综合能力这一指导思想,同时,广大物理教师在教学实践中,在提高学生分析综合能力上已取得了一定的成绩。但从考生试题解答情况看,分析综合能力与高考的要求还有一定的差距。因此,下面从考生试题作答的表现谈谈学生分析综合能力的培养。

二、考生分析综合能力表现水平及分析

本文以2015年天津市高考物理试题中考查分析综合能力的案例进行分析。

【题目】9(1)如图所示,在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板,A球在水平面上静止放置。B球向左运动与A球发生正碰,B球碰撞前、后的速率之比为3:1,A球垂直撞向挡板,碰后原速率返回。两球刚好不发生第二次碰撞。A、B两球的质量之比为 ,A、B碰撞前、后两球总动能之比为 。

本题解答出现的典型错误是学生没有能够理解“A球碰撞挡板原速返回后,两球刚好不发生第二次碰撞”所描述的物理情境,即B球与A球碰撞后反方向运动,且A、B球的速度大小相等。在运用动量守恒定律求解两球质量之比时,应注意动量的矢量性。

【题目】10题:某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意图如图,皮带在电动机的带动下保持v=1m/s的恒定速度向右运动,现将一质量为m=2kg的邮件轻放在皮带上,邮件和皮带间的动摩擦力因数μ=0.5,设皮带足够长,取g=10m/s2,在邮件与皮带发生相对滑动的过程中,求

(1)邮件滑动的时间t

(2)邮件对地的位移大小x

(3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W

该题得分率0.62

第(2)问,有部分学生对邮件相对地的位移和邮件相对传送带的位移混乱。第(3)

问应用 求摩擦力对传送带做的

功,很多考生没能理解功的定义中,位移s是物体(传送带)相对于地面移动到位移,而将式中的位移代入了木块相对地面的位移以及传送带相对于物体的位移。

本题满分的学生只有3500多人,多数学生的错误都发生在第(3)问,说明我市的物理教学应更加重视物理基础知识,让学生理解物理本质。

【题目】11题: 如图所示,“凸”字形硬质金属线框质量为m,相邻各边互相垂直,且处于同一竖直平面内,ab边长为l,cd边长为2l,ab与cd平行,间距为2l。匀强磁场区域的上下边界均水平,磁场方向垂直于线框所在平面。开始时,cd边到磁场上边界的距离为2l,线框由静止释放,从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前,线框做匀速运动,在ef、pq边离开磁场后,ab边离开磁场之前,线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内,且ab、cd边保持水平,重力加速度为g;求

(1)线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的几倍

(2)磁场上下边界间的距离H

该题得分率0.46

第(1)问,求安培力 ,有部分学生写为 ,基本规律没掌握。

第(2)问,能量守恒表达式书写错误,如:

,此错误说明学生对能量的转化没能真正弄清楚。还有的考生写 ,说明学生对

功的正负没有真正掌握和理解,同时教师也应该注意到“+、-”号问题一直是困扰学生的一个难点,教学中应运用比较的方法,使学生准确深入地理解不同情况下“+、-”号的含义,教学应更加精益求精。

三、加强学生分析综合能力的提升

从上述分析不难看出,考生的分析综合能力相对较为薄弱。因此,教学中应努力使考生的该项能力水平达到符合高考的相关要求。

1. 注重基础能力的提升

从分析综合能力的第一个层次要求看出,首先要使学生具有较强的获取信息的能力,并能够依据问题所给条件,明晰物理过程,并能将物理状态与物理过程相对应,即建立清晰物理情境。提高学生的各项能力,要有目标、有目的、有策略地将教学目标落实到教学的每一个环节。如在习题课教学中,往往看到教师代替学生读题和找出问题的关键要素,教师的每一个重音都可能是对学生审题和构建物理情境的提示,这不利于学生获取信息能力的提升。要培养学生获取信息并构建正确的物理情境的能力,可通过让学生画物理过程图的方法,标出关键物理状态物体的位置及相关物理量,这样既强化了过程意识,还实现关键物理状态与物理运动过程的准确对应。只有把文字、图像转化为形象的物理过程,并建立清晰的正确的物理图景,才能确定正确解决问题的方向。

理解能力、推理能力和分析综合能力三项能力有着层次递进的关系,理解能力是基础,推理能力是在理解能力的基础之上的较高层次的要求,分析综合能力则是更高层次的要求。复习中应首先注重学生对物理概念和规律的理解,以往采取的“知识点串讲+例题讲解+习题训练”复习形式,对于已经掌握的学生来说,教师的串讲效率很低,对于学习水平相对落后的学生来说,教师的讲解也很难使学生理解概念和规律的内涵。所以,对物理概念应该从定义式及变形式、物理意义、单位、矢量性及相关性等方面进行分析;对定理或定律的理解则应从其实验基础、基本内容、公式形式、物理实质、适用条件等方面进行分析,通过对典型题的练习,加深对知识的理解,特别是对做错的题,要研究产生错误的原因和寻找避免错误的方法。对教材中设置的板块,如“思考与讨论”、“阅读材料”、“演示实验”、“探究实验”、“做一做”等都要给予全面的重视和理解,要让学生经历基本知识和基本方法的复习过程。

2. 提高学生应用物理模型解决问题的能力

物理模型是对物理原形的高度抽象化和概括化,是物理学研究的重要思想方法。学生学习物理的过程也就是逐步学习物理模型的构建,进而用模型解决物理问题的过程。高中物理所涉及的物理模型有实物模型和运动模型。实物模型有:质点、弹簧振子、单摆、点电荷等;运动模型有:自由落体运动、平抛运动、简谐运动等。因此,要提高学生分析综合能力的第二个层次,就要提升学生应用物理模型将复杂问题分解为简单问题的能力。要使学生清晰地知道再复杂的运动也都是由匀变速直线运动、抛体运动、圆周运动、变加速运动(含简谐运动)以及两个物体的碰撞组合而成的,此外,还要注意各物体运动的时间和空间关系,由于物体具有惯性,运动状态不能突变,所以要找出物体的速度及其位置的变化,从而把握各运动中的物体及物理量的彼此联系。学生将复杂的物理问题分解为相应的物理模型,就能快速准确地提取求解各物理运动模型所对应的物理知识的方法。

3. 提升综合运用所学知识解决复杂问题的能力

(1)提升分析综合能力的基础是使学生具有完善的知识网络

提高学生的分析综合能力,不仅要实现学生对基本知识的理解和掌握,还要使学生构建知识体系,并在此基础上培养学生解决问题的意识和抽象出解决问题的方法,发展解决问题能力。在日常教学及复习中,往往是按照力学、电磁学、光学、近代物理学的物理纵向知识结构展开教学。高三物理复习不仅要使学生建构知识体系,而且还要让学生从物理概念、物理规律、物理实验、物理习题等横向结构进行总结归纳,促进学生实现真正的意义学习。与此同时,还可采用学生自主绘制思维导图的形式建构知识体系,并对物理知识和物理思想从全局到细节进行全面掌握。教师要指导学生绘制思维导图,并通过同学间的交流、讨论,改进、扩展完善思维导图。

(2)提升分析综合能力的切入点是准确地受力分析与运动过程分析

根据受力特点寻找运动特点,或由运动特点分析受力情况是物理问题的两大形式。要正确对受力情况进行分析,就要特别注意重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力(安培力和洛伦兹力)大小和方向的特点。对于带电粒子,要注意是否忽略重力。要正确进行物体的运动过程分析,可运用思维导图将复杂的物理过程分解为简单的过程,并展现各过程之间的联系,从而形成解决问题的正确思路,抽象出解决问题的方法,以提高解决问题的能力。

(3)提升分析综合能力的关键是恰当选用解决问题的三大途径

解决问题有三大途径:一是用牛顿运动定律及运动学公式(只适用于匀变速运动)求解;二是用动量观点分析,包括动量定理和动量守恒定律;三是用能量观点分析,包括动能定理和机械能(或能量)守恒定律。但在解决问题时应注意使用优先法则, 即:对单个物体的运动,优先考虑动能定理或动量定理,涉及位移问题优先考虑动能定理,涉及时间问题优先考虑动量定理。对多个物体组成的系统,优先考虑能量守恒定律和动量守恒定律。涉及加速度等力学问题,必定应用牛顿第二定律和运动学公式进行求解。

总之,建构知识网络、建立清晰物理图境是提升学生分析综合能力的前提和基础,而运用分析与综合的科学思维方法来求解物理问题,则是提高学生综合解决问题能力的关键。

参考文献:

朱铁成 物理课程教学论[M].浙江文学出版社 (责任编辑:杨志平)