物理計(jì)算中學(xué)生思維能力培養(yǎng)的方法

李富兵??

摘 要：本文從思維方法入手介紹了物理計(jì)算中思維能力培養(yǎng)的六種方法。這些方法不僅能激發(fā)學(xué)生在物理計(jì)算中的興趣，而且有利于培養(yǎng)他們的思維能力，有助于學(xué)生學(xué)會(huì)解決問(wèn)題的方法。

關(guān)鍵詞：物理計(jì)算；思維能力；培養(yǎng)方法

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2017）07-068-1

在中學(xué)物理教學(xué)中，教師既要重視傳授知識(shí)，更要重視培養(yǎng)和提高學(xué)生的能力。加強(qiáng)學(xué)生能力的培養(yǎng)，是中學(xué)物理教學(xué)的重要任務(wù)。那么，在中學(xué)物理計(jì)算教學(xué)中應(yīng)該注意培養(yǎng)學(xué)生的哪些方面的能力呢？筆者認(rèn)為可以從以下幾方面入手。

一、一題多變培養(yǎng)變化思維

通過(guò)一題多種變化，培養(yǎng)學(xué)生抓住解決問(wèn)題的關(guān)鍵之處，看清事物的本質(zhì)，找到最基礎(chǔ)的解決途徑。

例1：把10Ω和20Ω的兩電阻串聯(lián)后接在6V的電源上，求兩電阻各自消耗的功率？

解析：關(guān)鍵之處在于兩電阻是串聯(lián)，求出總電阻，再求出總電流和各自電壓，最后求出各自功率。

變式1：若把題目中串聯(lián)改成并聯(lián)，結(jié)果怎樣？

解析：關(guān)鍵之處在于兩電阻是并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路電壓相等求出各自電流和各自電壓，最后求出各自功率。

變式2：若把題目改成把10Ω和另一個(gè)電阻串聯(lián)后接在6V的電源上，電路中電流為0.2A，求兩電阻各自消耗的功率？

解析：求出10Ω的電阻兩端電壓，再求出另一個(gè)電阻兩端電壓和電流，最后求出各自功率。

變式2：若把題目改成把10Ω和另一個(gè)電阻并聯(lián)后接在6V的電源上，電路中總電流為1A，求兩電阻各自消耗的功率？

解析：求出10Ω的電阻中通過(guò)電流，再求出另一個(gè)電阻兩端電壓和電流，最后求出各自功率。

分析：這三種變化都是圍繞串聯(lián)和并聯(lián)電路的電阻、電流和電壓關(guān)系來(lái)展開(kāi)的，通過(guò)這樣的變化來(lái)拓展學(xué)生的變化思維。

二、一題多解培養(yǎng)多樣化思維

通過(guò)一題有多種解決培養(yǎng)學(xué)生用不同方法解決問(wèn)題的能力，找到最佳的解決途徑。

例2：質(zhì)量為200Kg的汽車，跟冰面的接觸面積為0.1m2，能否通過(guò)最大承受壓強(qiáng)為4×104Pa的冰面？

方法一：F=G=mg=200Kg×10N/Kg=2000N

P=F/S=2000N/0.1m2=2×104Pa

因?yàn)?×104Pa<4×104Pa 所以能通過(guò)

方法二：F=G=mg=200Kg×10N/Kg=2000N

F1=PS=4×104Pa×0.1m2=4000N

因?yàn)镕1>F 所以能通過(guò)

方法三：F=G=mg=200Kg×10N/Kg=2000N

S1=F/P=2000N/4×104Pa=0.05m2

因?yàn)镾1

分析：這三種解法從不同角度去思維，能克服學(xué)生的思維定勢(shì)。

三、反向思考培養(yǎng)學(xué)生逆向思維

由結(jié)論到條件的反向思考培養(yǎng)學(xué)生逆向思維解決問(wèn)題的能力。

例3：有一個(gè)水箱的容積為50m3，放在離地面10m高的地方，一臺(tái)抽水機(jī)用半小時(shí)能把這個(gè)水箱灌滿水，求此抽水機(jī)的功率？

分析：此題初看起來(lái)?xiàng)l件跟要求的量無(wú)關(guān)，難于入手。若轉(zhuǎn)換一下思維方式，從結(jié)論往條件反推，就能得到要求的量。

思路：從P=W/t知道時(shí)間，但不知道功；再?gòu)腤=Gh知道高度，但不知道重力；然后從G=mg和m=ρV知道體積。從而一步步的算出來(lái)。

四、反證訓(xùn)練培養(yǎng)矛盾轉(zhuǎn)思維

假設(shè)結(jié)論成立，一步一步推所需的條件，得到矛盾的結(jié)論，推斷出假設(shè)不成立，從而得到正確結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的矛盾思維。

例4：用20N的拉力拉著重100N的木塊在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求出這個(gè)木塊受到的摩擦力？若改用30N的拉力拉它，此木塊受到的摩擦力為多大？

分析：對(duì)于第一問(wèn)學(xué)生很容易能答出，第二問(wèn)學(xué)生容易回答出30N的錯(cuò)誤答案。這時(shí)教師假設(shè)結(jié)論正確，從而知道F=f，物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，但從生活經(jīng)驗(yàn)知道物體實(shí)際上是在做加速運(yùn)動(dòng)。所以假設(shè)不對(duì)。從而讓學(xué)生從另外的角度去思考正確的結(jié)論。

五、整體觀念培養(yǎng)學(xué)生整體思維

條件、結(jié)論合在一起整體處理培養(yǎng)學(xué)生全面看問(wèn)題、分析問(wèn)題，把握住全局從而解決問(wèn)題。

例5：有一個(gè)木塊浮在水面上，水中部分體積占整個(gè)體積的3/4，請(qǐng)求出該木塊的密度？

分析：要求密度就應(yīng)知道物體的質(zhì)量和體積，但本題沒(méi)有質(zhì)量，也沒(méi)有體積。因此本題需從其它角度去思考。應(yīng)從浮力中物體的浮沉條件去尋找結(jié)論，從而解決此題。

六、巧解巧算培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維

克服思維定勢(shì)，不按常規(guī)思路解決問(wèn)題，找到事物間內(nèi)在聯(lián)系，創(chuàng)造性提出解決問(wèn)題的方法。

例6：把R1和10Ω的電阻串聯(lián)后接在一個(gè)電源上，電路中電流為1A，若把10Ω的電阻改成20Ω的電阻，電路中的電流可能為下列哪個(gè)？（1A、0.3A 0.5A、0.7A）

分析：按常規(guī)思路不易解決，仔細(xì)觀察電阻變成原來(lái)的兩倍，但總電阻卻沒(méi)有原來(lái)的兩倍，就能得出電流不是原來(lái)的二分之一，而是比二分之一大一點(diǎn)。

上述只是介紹了通過(guò)物理計(jì)算培養(yǎng)學(xué)生思維能力中幾種重要的方法，還有一些就不一一贅述了。實(shí)踐表明，利用物理計(jì)算進(jìn)行思維訓(xùn)練，不僅能加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的理解，使他們能舉一反三，觸類旁通，而且促進(jìn)了學(xué)生從知識(shí)的掌握向能力形成的升華，這也是新課改所倡導(dǎo)的。