培養(yǎng)學(xué)生解決物理問題基本能力初探

摘?要：在物理課教學(xué)中，要有意識地培養(yǎng)學(xué)生研究物理規(guī)律的時間轉(zhuǎn)換能力、研究物理規(guī)律的空間想象能力、運用物理意義來分析解決問題的能力、分析處理多變量問題的能力等基本能力。

關(guān)鍵詞：培養(yǎng);基本能力;物理規(guī)律

一、 前言

初中物理是學(xué)生初次接觸到的一門實驗性很強的科學(xué)課，老師可以使用多種方法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理課的興趣，比如做演示實驗，講解生活中有趣的物理想象，講一些物理科學(xué)家有趣的故事等。好多學(xué)生好奇心特別強，對學(xué)好物理課信心滿滿，可是在認(rèn)真學(xué)習(xí)過一段時間后，尤其是遇到考試題，發(fā)現(xiàn)物理課并不是和數(shù)學(xué)一樣好學(xué)，好多用數(shù)學(xué)分析能解決的問題，在物理解題中卻是錯誤的，學(xué)生就產(chǎn)生了困惑，對物理課的學(xué)習(xí)也就產(chǎn)生了畏難情緒。為了預(yù)防出現(xiàn)這種情況，有經(jīng)驗的老師應(yīng)該一開始就要著手培養(yǎng)學(xué)生解決物理問題的基本能力。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)物理課的過程中潛移默化地掌握了這些基本能力，那學(xué)習(xí)起來效果就好，真正會打好學(xué)習(xí)物理課的基礎(chǔ)，收到事半功倍的效果。那么在物理課教學(xué)中，應(yīng)該如何培養(yǎng)這些基本能力呢？

二、 培養(yǎng)學(xué)生研究物理規(guī)律的時間轉(zhuǎn)換能力

培養(yǎng)時間轉(zhuǎn)換能力也就是說，把在生活中快速（緩慢）變化的物理現(xiàn)象演變?yōu)槁爝M）動作進行講解，讓學(xué)生能把抽象的物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)換為生活中常見的現(xiàn)象來理解和掌握物理規(guī)律。比如能量轉(zhuǎn)化這節(jié)課中有道習(xí)題，是一個皮球從空中落下，接觸地面后又反彈起來到空中。這個物理現(xiàn)象在生活中會快速地完成，前后不到2秒，可是它卻包含著宏觀物體能量轉(zhuǎn)化的全部規(guī)律。如何把這么短暫的物理過程中的物理規(guī)律給學(xué)生講解清楚呢？這就需要老師利用現(xiàn)有的儀器或者多媒體課件把它變換為“慢鏡頭”，分解為四個能量轉(zhuǎn)化過程來講授給學(xué)生。第一個是物體下落開始到恰好碰到地面瞬間的過程，這一過程，高度越來越低，速度越來越大，用重力勢能的大小判斷標(biāo)準(zhǔn)分析，在質(zhì)量不變的情況下，高度越小，重力勢能越小，速度越大動能越大，所以在皮球下落過程中，是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能;第二個過程是皮球恰好接觸地面的瞬間到彈性形變最大過程，在皮球接觸地面后，在短時間內(nèi)發(fā)生了彈性形變，用肉眼幾乎觀察不到，速度快速變?yōu)榱?，彈性形變迅速變?yōu)樽畲?，在這個過程中，根據(jù)彈性勢能的判斷標(biāo)準(zhǔn)，在質(zhì)量不變的情況下，彈性勢能越來越大，動能越來越小，是動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能;第三個過程是彈性形變最大到完全恢復(fù)原狀過程，當(dāng)皮球發(fā)生彈性勢能后，有自動恢復(fù)原狀的能力，彈性形變快速變小，彈性勢能快速變小，下一刻，皮球就要彈跳起來了，在彈跳之前，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能;第四個過程是皮球離開地面彈跳起來到空中的過程，高度越來越高，速度越來越小，動能又轉(zhuǎn)化為重力勢能。在這一道習(xí)題的講解中，將皮球在瞬間完成的運動通過“放慢鏡頭”的講解方式，讓學(xué)生充分理解物理運動現(xiàn)象和物理運動規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生豐富的時間轉(zhuǎn)換能力。

三、 培養(yǎng)學(xué)生研究物理規(guī)律的空間想象能力

物理課中常常涉及微觀現(xiàn)象中的規(guī)律問題，受條件所限，生活中沒有直觀的模型，肉眼又看不見，好多學(xué)生就不知道怎么才能掌握其中的規(guī)律，這就要培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力來掌握其中的物理規(guī)律。比如固體、液體和氣體的三態(tài)變化規(guī)律。固體內(nèi)分子與分子之間的距離大約是10-10m3，在這個距離，分子勢能和分子動能保持平衡，它們之間的作用力也比較大，且相互抵消，所以分子只能在它們的平衡位置附近振動，就好比同學(xué)們坐電梯，人數(shù)達到乘坐最大人數(shù)，每個人都挨著站在一起。這樣固體體積就不能被壓縮，也不容易被分裂，有固定的形狀，沒有流動性;當(dāng)固體的溫度升高，分子的能量不斷增大，分子的運動加劇，作用力不能維持它們之間的平衡狀態(tài)時，分子之間的距離變大，作用力變小，分子就能從一個平衡位置運動到另一個平衡位置附近振動，不斷地變換平衡位置，這時候物體就有了流動性，容易壓縮，沒有固定的形狀，這就變成了液體;當(dāng)分子的動能不斷變大，它們之間的距離更大，作用力不斷變小，偏離平衡位置越來越遠，流動性更大，這就變成了氣體狀態(tài)了，有流動性，沒有形狀，容易壓縮。這三態(tài)變化是微觀變化，肉眼根本看不見，只有借助儀器才能觀察到，可是受教學(xué)條件的限制，學(xué)生只能在老師的講解下，通過微觀想象能力來學(xué)習(xí)。引導(dǎo)學(xué)生展開豐富的想象，能培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和思維分析能力。

四、 培養(yǎng)學(xué)生運用物理意義來分析解決問題的能力

物理課和數(shù)學(xué)課有很大的區(qū)別，物理課依靠數(shù)學(xué)來解決問題，但是，物理學(xué)是實驗科學(xué)，有特定的物理意義存在，又和數(shù)學(xué)有著本質(zhì)的區(qū)別，不能把二者混為一談。比如在學(xué)習(xí)歐姆定律時，從數(shù)學(xué)的角度分析，電流與電壓成正比，與電阻成反比。可是在物理研究中，往往一段導(dǎo)體的電阻是不變的，這時候，電流就與電阻沒有反比關(guān)系，就不能用數(shù)學(xué)知識來分析物理問題，就不能考慮電阻的變化。這樣就把三個變量的問題簡單化為兩個變量的問題，便于問題的研究解決。這就是說在解決物理問題時一定要考慮到物理意義和物理規(guī)律的客觀事實，這一點是初中學(xué)生容易犯的錯誤，老師一定要在物理課上不斷灌輸這樣的物理思維和物理方法。

五、 培養(yǎng)學(xué)生分析處理多變量問題的能力

在研究物理規(guī)律時往往涉及好幾個變量的問題，這時，要抓住研究問題的主要因素，忽略其他因素。比如研究影響電阻大小的因素有導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度四個，為了研究電阻大小與這四個因素的關(guān)系，我們一定要先讓其他三個因素不變，只讓其中一個變化，來研究電阻的變化，這樣才能發(fā)現(xiàn)它們之間的規(guī)律。

在初中物理教學(xué)中，如果老師能有意識地培養(yǎng)學(xué)生研究和解決物理問題的基本能力，那么學(xué)生就會很快走上學(xué)習(xí)和研究物理的良性軌道，為他們以后的學(xué)習(xí)深造打好基礎(chǔ)，在探索物理學(xué)的道路上越走越好。

作者簡介：

郝睿，甘肅省平?jīng)鍪?，平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)教育局督導(dǎo)室。