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节点文献

高三物理习题课的教学策略

 

【作者】 梁奎先

【机构】 青海省西宁市总寨中学

【摘要】

【关键词】
【正文】摘   要:物理习题课教学在高三复习课中是一种很重要的教学模式,习题课教学中要注重学生知识网络的建立,引导学生对已学的,零散的,庞杂的知识从部分到整体进行系统化,进行宏观的、横纵向之间的联系,培养学生的发散思维。本文讨论知识系统化的必要性和重要性,并从习题课教学的可操作性上,给出组织的策略和方法。
  关键词:知识的系统化、发散思维、组织策略
  在教学中,我给学生作过这样一个比喻,你们在小学作文中常有一个题目是“我的老师”,你们是从哪些方面描述老师的?学生回答:“外貌,思想素养,工作能力,家庭状况等。我说你们从这些方面描述老师,也就是从这些方面认识老师的。同样,我们的物理规律也要从各个方面、多层次、全方位透彻理解,如果我们只站在一个位置,静止地,孤立地去看问题,必然是不识庐山真面目.这也是高三学生拿到一道题目没有思路,找不到突破口的原因,他们对知识的认识是零散的,混乱的,是一些没有关联的点,没有按知识之间的关联形成网,即知识系统化的程度不够。这种现象对于高三学生就是一种“山穷水尽泥无路”的困惑。习题课就要让学生体验“柳暗花明又一村”之感。
  习题课贯穿于物理教学的始终,其目的是强化物理概念和物理规律的理解和应用,使学生在掌握基本知识的前提下,建构某种物理模型并形成一定的解题方法,这是习题课教学的初级目标,高三物理习题课的目的为培养学生的审题能力、知识迁移能力,创新能力和实践能力。下面从习题课中学生物理思维方法的培养方面讨论高三物理习题课的教学策略。
  学生审题能力差、知识迁移能力不强,是因为学生对知识的感知是直观的、零散的,因而找不到题目中一些信息之间的关联。在习题课讲解中教师的任务是引导学生学会对知识从部分到整体进行系统化,进行宏观的横、纵向之间的概括和总结,建立知识网络。建构物理模型。
   一、 变直线讲解为发散拓宽。
  发散思维,即求异思维,包括横向思维,逆向思维,多向思维,从一点出发沿着多方向达到思维目标,具有多向性,变通性,流畅性,独特性的特点,即思考问题时注重多思路,多方案,解决问题时注重多途径,多方法。我们在习题课中培养学生的发散思维就是要对同一问题从不同的方向,不同的侧面,不同的层次,横向拓宽,逆向深入,使学生形成对事物的全面认识,透彻理解,并学会认识事物的方法,激发思维的灵活性。 
   案例分析:“物体在竖直方向的简谐运动”
   如图所示,质量m=0.5kg的木块放在M=64kg的平台上一起做简谐运动,振幅为10cm,若木块运动到最高点时对平台的压力恰好为零,(g=10m/s2)问:⑴弹簧的劲度系数多少? ⑵木块运动到最低点时对平台的压力有多大?这类题目的讲解不是沿着一条直线到达所要的两个结果为终结,而是先让学生从运动学角度、力学角度、能量转化角度全方位透彻了解物体的运动全过程,分析每一瞬时的力学特征,如下:弹簧原长为Z位置,放上物块平衡后静止于O处,弹簧第一次压缩量X1,让物块做简谐运动,需要外力F再次压缩至E处,压缩量为X2,分析即为振幅A。物体运动到任意一点C处,则整个运动过程有:以上通过对运动过程的详细分析使学生对物体在竖直方向的简谐运动透彻理解,之后再求解如案例的同类型题目学生思路就豁然开朗,并设置一些变式练习,加强巩固。
   案例答案:解: m=0.5kg , M=64kg ,A=0.1m  (1)M和m在平衡位置有: (M+m)g=kx1 ① 由题意知系统振动的最高点为弹簧的自然长度则: x1=A ② 由①②式得 k =(M+m)g/A=(64.5kg+0.5kg)x10m/s2/0.1m=6450N/m
   ⑵ M和m组成的系统运动到最低点时的加速度为:  a=KA/(M+m) ①由第一问得:k =(M+m)g/A ②对m有: N-mg=ma ③由牛顿第三定律得 :F压=N ④由①②③④式得F压=mg+ma=2mg
   二、建立物理模型:对知识进行归类。
   物理模型是为了研究物理问题的方便和探讨物理事物的本身而对研究对象所作的一种简化描述,采用理想化的办法所创造的,能再现事物本质和内在特性的一种简化。理想化的物理模型既是物理学赖以建立的基本思想方法,也是物理学在应用中解决实际问题的重要途径和方法,这种方法的思维过程要求学生在分析实际问题中要研究对象的条件、物理过程的特征,建立与之相适应的物理模型,并通过模型进行推理。
   例如天体运动中的习题主要围绕两种模型来讨论:模型一:一天体绕另一天体的圆周运动。模型二:一天体表面上的物体随该天体的运动。
   案例1:(2009年安徽高考理综)2009年2月11日,俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33“卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞,碰撞过程假定有甲、乙两块碎片,绕地球运动的轨道都是圆,甲的运行速率比乙的大,下列说法正确的是 ( )
   A甲的运行周期一定比乙的长
   B甲距地面的高度一定比乙的高
   C甲的向心力一定比乙的小
   D甲的加速度一定比乙的大
   解析:两碎片绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供碎片做圆周运动的向心力,为模型一,用F引 =F向求解.即GMm/r2 = mv2/r = m 4π2r/T2 = ma ,由已知条件甲的运行速率大于乙,分析各选项的正误。答案:D
   案例2:已知地球上海拔高为H的高山顶峰的重力加速度为g1,地球半径为R,试求地球的质量是多少?
   解析:设给高山顶峰放一物体,该物体随地球运动,该问题为模型二。忽略地球自转,有F引 = G即GMm/(R+r)2=m g1化简得地球质量M =g1(R+r)2/G 。
   三、比较法:准确、快速地理解知识。
   取出同类型题目进行比较,或把容易混淆的内容放在一起对比,找出共性和区别,快速、有效地理解物理原理。
   案例1:对于加速度概念的理解,下列说法可能发生的是( )
   (1)速度变化很快,加速度却很小 
   (2)速度变化越来越慢,加速度越来越大
   (3)速度变化很大,加速度却很小 
   (4)速度很大,加速度很小
   (5)加速度减小,速度增大 
   (6)速度变化方向为正,加速度方向为负
   (7)速度方向为正,加速度方向为负 
   (8)加速度为0,则速度一定为0 
   (9)速度为0,则加速度一定为0
   通过比较各种说法让学生理解速度、速度变化量、速度变化快慢、加速度等概念,并理解加速度方向与速度方向、速度变化量的方向的关系。
   答案:(3)(4)(5)(7)可能发生。
   案例2:如图,赤道上的山丘e,,近地资源卫星p,和同步卫星q均在赤道平面上,绕地心做匀速圆周运动,设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、 v2 、v3 ,向心加速度分别为a1、a2 、a3则( )
        A v1 > v2 > v3 B v1 < v3 < v2 
   C a1 > a2 > a3 D a1 < a3 < a2 
   将天体运动中学生容易混淆的三个周期放在一起求解,通过比较,加深对知识的理解。
   解析:案例中卫星p和卫星q运动规律相同,都是由万有引力提供向心力做匀速圆周运动,所以由GMm/r2 = mv2/r比较得v2 > v3 ,山丘e做圆周运动的向心力是由万有引力的分力提供,与p、q向心力来源不同,不能用GMm/r2 = mv2/r这个公式比较,但e、q周期相同,角速度相同,可用速度定义式v=2πr/T比较得v1 < v3,则v1 < v3 < v2,同理得加速度关系为a1 < a3 < a2 
   答案:BD
  • 【发布时间】2014/7/3 17:19:21
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