關(guān)于在物理教學(xué)中提高學(xué)生分析解決實際問題能力的探討

張晶

摘要：根據(jù)物理學(xué)的特點，中學(xué)物理教學(xué)主要應(yīng)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)活動能力，教師要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)好物理，必須遵循物理學(xué)的科學(xué)方法，幫助他們掌握學(xué)習(xí)物理的方法，狠抓實踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)活動能力就應(yīng)著重在分析與解決實際問題的能力方面。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué) 實際問題 能力

中學(xué)生學(xué)習(xí)物理基礎(chǔ)知識及其應(yīng)用的一個目的是為將來參加工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，另一個重要的目的是把學(xué)到的知識應(yīng)用到自己的實踐中，用來分析、解決有關(guān)物理的實際問題和說明、解釋有關(guān)的物理現(xiàn)象等。分析、解決實際問題的能力是綜合性的、更高層次的能力。可見，指導(dǎo)學(xué)生運用物理基礎(chǔ)知識分析、解決實際問題是中學(xué)物理教學(xué)的一個重要任務(wù)。在抓好這項工作的過程中，如下三個問題具有重要意義和作用。

一、教給學(xué)生分析、解決實際問題的思路和方法

教師在講清物理基本概念和規(guī)律的同時，應(yīng)該根據(jù)物理學(xué)的特點及其有關(guān)的科學(xué)方法（尤其是物理學(xué)抽象的思維方法）教給學(xué)生運用物理基礎(chǔ)知識分析、解決實際問題的思路和方法，培養(yǎng)他們有據(jù)有理的分析問題的習(xí)慣，防止和克服死記硬背、亂套公式憑空想當(dāng)然和思路混亂等不良現(xiàn)象，逐步提高分析、解決實際問題的能力。

[例1]A、B兩個物體以輕質(zhì)桿相連，一起沿著傾角為？茲斜面下滑。問此桿中是否存在彈力的作用？

由于彈力的產(chǎn)生決定于物體的形變，而這里的桿子是否發(fā)生形變難以“察覺”。因此，有些學(xué)生對此問題就覺得束手無策了。其實這個問題利用推理的方法把經(jīng)驗事實和抽象思維結(jié)合起來，并運用動力學(xué)的知識是很快可以找到解決的思路和方法的。

設(shè)A、B跟斜面間的摩擦系數(shù)分別為？滋A、？滋B。假設(shè)桿子不存在，即A、B各自沿斜面下滑，則它們下滑的加速度應(yīng)分別為aA=（sin？茲-？滋Acos？茲）g、aB=（sin？茲-？滋Bcos？茲）g。若A、B由同種材料制成，即？滋A=？滋B時，aA=aB，兩物體運動狀態(tài)完全相同，雖此桿存在，但它既不受擠壓也不被拉伸，故桿中無彈力作用。若A、B由不同材料制成，即？滋A≠？滋B時，應(yīng)分2種情況加以討論：若？滋A<？滋B，則aA>aB，在桿存在時兩物間有分離的趨勢，故桿因被拉伸而受彈力作用；若？滋A>？滋B，則aA

[例2]彎曲金屬導(dǎo)線ab在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的廣闊的勻強(qiáng)磁場中以速度v水平向右運動。已知a、b兩點間的距離為L，a點在b點的正下方。試求導(dǎo)線ab在運動中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。

因為導(dǎo)線是彎曲的，沒有現(xiàn)成的公式可套，一些學(xué)生對這問題又無能為力了。這時如果教師引導(dǎo)學(xué)生利用等效變換的方法把貌似復(fù)雜的物理過程變換為等效的簡單過程，學(xué)生的解題思路便很清晰了。

設(shè)想用長為L的直金屬絲將a、b兩點接通，這樣兩部分導(dǎo)線便組成了一個閉合回路。由于該回路運動過程中磁通量的變化率為零，所以回路中的感應(yīng)電動勢為零。但直導(dǎo)線ab中的感應(yīng)電動勢很容易求得為bLv（b端電勢高），由此可見原金屬導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小也為bLv（a端電勢高）。

總之，使學(xué)生掌握解決問題的思路和步驟是培養(yǎng)和提高他們分析、解決實際問題能力的關(guān)鍵。這需要在教學(xué)過程中經(jīng)常對學(xué)生加以啟發(fā)、引導(dǎo)，同時要鼓勵學(xué)生自己去探索，逐步提高對自己的要求，使之不斷完善。當(dāng)然，這種思路和步驟不是憑空臆想出來的，它的依據(jù)仍然是物理學(xué)的基礎(chǔ)知識及其基本科學(xué)方法。

二、指導(dǎo)學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題

運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力是分析、解決實際問題能力的重要組成部分。因此在物理教學(xué)中，必須對學(xué)生加強(qiáng)運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的指導(dǎo)。這項任務(wù)包括以下四個方面。

（一）借助數(shù)學(xué)“語言”表述物理內(nèi)容

運用數(shù)學(xué)“語言”表達(dá)物理教學(xué)內(nèi)容具有簡潔、精確等特點。例如，用公式？籽=■表示物質(zhì)密度的概念；用pV=C-V圖上的一段雙曲線描述?！R定律的內(nèi)容。但是，有些學(xué)生常習(xí)慣于先記憶公式而忽視其物理意義的不良的傾向，因此，要使學(xué)生明確：數(shù)學(xué)表達(dá)式和物理內(nèi)容之間既有概括方面的邏輯關(guān)系，又有某些具體的本質(zhì)特征上的差異，不能丟掉物理意義而把物理問題“數(shù)學(xué)化”。例如，對于電容器的公式C=■，就不能把電容量C看成跟電量Q成正比，跟電勢差U成反比。就一個確定的電容器來說，■為一定值，當(dāng)Q=0時，C值仍然不變；對于圓周運動中向心加速度的公式，既有a=？棕2R又有a=■。若用純數(shù)學(xué)的觀點分析，就很難理解a既可跟R成正比又可跟R成反比。但從物理模型上考慮，就容易理解了。此外，在物理教學(xué)中還要加強(qiáng)對學(xué)生識圖、用圖和繪圖方面的指導(dǎo)，以提高他們用圖像來表示物理問題的能力。

（二）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，建立物理公式

中學(xué)物理中很多定律的表達(dá)式和物理量之間的關(guān)系式都是從實驗的基本事實出發(fā)，通過對實驗數(shù)據(jù)的分析、處理后得出的。在教學(xué)中，應(yīng)該有意識地培訓(xùn)學(xué)生在取得實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，運用數(shù)學(xué)工具概括出物理規(guī)律的能力。這樣做，既能加深他們對物理定律或公式的建立過程及其物理意義的理解，又能提高他們分析、解決問題的能力。

（三）運用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行推理論證

在物理學(xué)中，除了表述基本定義和規(guī)律的公式外，還有許多公式屬于導(dǎo)出公式。它們是從基本的定義和定律出發(fā)運用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行分析、推理或論證得到的。例如，串聯(lián)和并聯(lián)電路中的導(dǎo)體總電阻的公式就是由電阻的概念及歐姆定律出發(fā)借助數(shù)學(xué)方法推理得出的，運動學(xué)中的一系列公式都可以從位移、速度、加速度三個物理量導(dǎo)出。在數(shù)學(xué)中加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練不僅可使學(xué)生鞏固舊知識、獲取新知識，而且有助于他們自己去領(lǐng)會知識之間的內(nèi)在聯(lián)系。

（四）利用數(shù)學(xué)工具計算物理問題

利用數(shù)學(xué)知識對物理問題進(jìn)行計算是學(xué)生常感困惑的一個問題。其主要原因是他們沒有透徹地理解有關(guān)的物理概念和規(guī)律，不善于將物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題以及數(shù)學(xué)運算的技能不熟練等等。應(yīng)該向?qū)W生指出，數(shù)學(xué)作為工具用來解決物理問題，必須嚴(yán)格受到物理概念和規(guī)律的制約。因此，對于每一個物理問題，總要正確分析物理過程，認(rèn)清物理量之間的關(guān)系，明確定律、公式的物理意義和適用條件。這是利用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的關(guān)鍵所在。同時還應(yīng)該不斷提高學(xué)生進(jìn)行定量計算的技能，以便熟練、準(zhǔn)確、巧妙的算出結(jié)果。對于算出的結(jié)果，常有必要再從物理意義上加以理解和討論。

三、指導(dǎo)學(xué)生做好物理練習(xí)

做好物理練習(xí)是使學(xué)生牢固地掌握物理基礎(chǔ)知識，靈活地解決實際問題的重要途徑。物理練習(xí)是指在理解教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，以書面解答、討論解答、實際操作、實驗制作等多種形式，反復(fù)地完成一定量的作業(yè)。它既能檢查學(xué)生對知識的理解和鞏固程度，又能使學(xué)生優(yōu)化學(xué)習(xí)效果，因而是知識運用的一種重要方式。

應(yīng)當(dāng)指出，在物理練習(xí)教學(xué)中，不能片面地追求練習(xí)的數(shù)量，甚至搞“題海戰(zhàn)術(shù)”，應(yīng)該根據(jù)教學(xué)大綱和教材的要求，加強(qiáng)基本訓(xùn)練，采用典型問題的多解、多變、多用和引申等方法充分發(fā)揮練習(xí)的作用。同時要針對學(xué)生中存在的問題，及時通過練習(xí)，糾正錯誤認(rèn)識，加強(qiáng)對知識的理解，逐步提高學(xué)生靈活地、綜合地運用物理基礎(chǔ)知識分析解決實際問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

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[2]徐君生.物理課堂教學(xué)實效、有效、高效的思考[J].教學(xué)與管理，2013（34）：57-60.

（責(zé)編 趙建榮）