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_利用变式训练?优化物理习题教学

时间:2019-01-09 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

   有些学生在学习物理时感觉头疼,主要是解物理题困难.例如,老师分析物理题时感觉很容易,但自己做时却不知如何入手;这道题懂了,但题稍一改变,又不知如何下手;做了一些物理题后,遇到很多题有似曾相识之感,可总是出错.在习题教学中,教师如果只注重习题量而没有注意训练思维的灵活性、变通性和创新性,就容易产生以上的问题.如何让习题训练更有效呢?在习题教学中,教师应恰当地变更问题情境或改变思维角度,引导学生从不同途径寻求解决问题的方法,通过多问、多思、多用等变式训练,培养学生的应变能力.?
  下面结合教学实践谈谈变式训练.?
  一、一题多变,培养学生创造性思维的应变性?
  伽利略说:“科学是在不断改变思维角度的探索中前进的.”在习题教学中,教师要有变通的意识,根据实际需要对习题进行“改装”或引申.在对题目变形时要抓住思维训练这条主线,使学生的思维能力随问题的不断变换、不断解决而得到提高,有效地提高学生思维的敏捷性和应变性.常见的变式有以下几种:?
  1.变换习题的条件或问题?
  习题中往往隐藏了物理思想方法,教师在教学中要善于对习题进行必要的挖掘.通过一个典型的习题,最大可能地覆盖知识点,把分散的知识点串成一条线,往往会起到意想不到的效果,有利于知识的建构.?
  例1 将一条长为L的绳一端固定在点?O?处,另一端系住一个质量为?m?的小球,将绳拉至水平,让小球无初速释放,小球落至最低点?B?的过程中,求绳子的拉力和小球的重力分别对小球做的功.?
   在解答完这道题后,改变条件引出 “如果忽略空气的阻力的影响,求小球到达点?B?时的速度及在点?B?处绳子对小球的拉力”.通过这种变形,学生同时复习运用了机械能守恒定律及圆周运动的向心力的公式.接着再进一步改编:如果在?OB?的12处,有一颗钉子,请问小球到达最低点?B?处的速度和绳对小球的拉力是多少??
  在学生的思维变活跃时,再同时改变条件和问题得到一个新题:如果考虑空气阻力的影响,当小球到达点?B?时速度为?v?B?,求小球克服空气阻力做的功为多少.通过这样的改变,学生进一步复习了动能定理.?
  这样,以这道题为一条线,既复习了圆周运动的向心力的公式,又复习了机械能守恒定律及动能定理,既加强了知识的综合运用,开拓了解题思路,又掊养了学生的探索意识,实现了“以少胜多”,遏制了题海战术,减轻了学生的学习负担.?
  例2 起重机的吊钩下挂着质量为100kg的货物,如果货物以加速度为2m/s?2匀减速下降了4m,求钢索拉力所做的功.?
  这道题主要考查学生对功的计算公式的具体运用,还考查了牛顿第二定律的运用.在讲解完这道题后,为了能够更深刻地理解这两个知识点,于是引导学生对题中的“匀减速”和“下降”两个条件变换为“匀加速”和“上升”,并对这两组条件进行了组合,最后得到以下四道题:?
  变换一:货物以加速度为2m/s?2匀减速上升了4m;?
  变换二:货物以加速度为2m/s?2匀加速上升了4m;?
  变换三:货物以加速度为2m/s?2匀加速了下降4m;?
  变换四:货物以加速度为2m/s?2由静止匀加速了上升了2s.?
  在此基础上,还可增加问题,如“求在这个过程中重力做的功”,从而考查学生对重力做功计算的掌握.虽然只做了一道题,实际上解了这类题,学生通过这样的变式训练,巩固了很多知识点.更重要的是在教的过程中,让学生养成了变的习惯,使学生面对一道题,能主动地多角度地思考,使学习变得更为深刻和灵活,大大地提高了解题能力.?
  2.条件和问题互换?
  例3 雨点以3m/s的速度竖直下落,行人感到雨点与竖直方向成30°角迎面打来,那么人行走的速度是多少??
  变化一:雨点以3m/s的速度竖直下落,若人行走的速度为5m/s,请问雨点将以怎样的方向打在人脸上??
  变化二:人行走的速度为5m/s,雨点以一定的速度竖直下落,若行人感到雨点与竖直方向成30°角迎面打来,你能求出雨点的速度吗??
  通过对同一道题的条件和问题互换可以有效地训练学生的逆向思维,让学生对于同一知识点的掌握变得更为深刻.?
  二、一题多解,培养学生求异创新的发散性思维?
  根据现代心理学的观点,一个人创造能力的大小,一般来说与他的发散思维能力是成正比例的.发散思维是指根据同一来源材料,以较丰富的知识为依据,沿着不同方向去思考,探求不同方向答案的思维方法.在教学中,教师引导学生多角度、多途径寻求解决问题的方法,可以开拓解题思路,使学生的发散思维得到训练.?
  例4 将质量为?m?的物体以初速度?v??0=10m/s竖直向上抛出,忽略空气阻力,取?g?=10m/s?2,则物体上升的最大高度是多少??
  教师鼓励和引导学生从多途径进行解题,首先要选择合适的习题.如本题可以用匀变速直线运动的规律解题,也可用机械能守恒定律解题,还可用动能定律进行求解.学生通过一题多解的训练,可以使不同的知识得以综合运用,并能从多种解法的对比中优选择最佳解法,总结解题规律,从而使分析问题的能力得以提高.?
  三、多题归一,培养创造性思维的收敛性?
  任何一个创造过程,都是发散性思维与收敛性思维的优秀结合.加强对学生收敛性思维能力的培养也是非常必要的,而多题归一的训练,则是培养收敛性思维能力的重要途径之一.很多物理习题,虽然题型各异,研究对象不同,但问题实质相同,如能对这些“型异质同”或“型近质同”的问题,归类分析,抓住共同本质特征,掌握解答此类问题的规律,就能弄通一题,旁通一批,达到举一反三的教学效果,从而摆脱“题海”的束缚.?
  例5 一质量为?m的物体,沿半径为R的圆形向下凹的轨道滑行,经过最低点时的速度为v,物体与轨道之间的动摩擦因素为μ,则它在最低点时受到的摩擦力是多大??
  解析:在最低点时物体的向心力由N与G的合力提供,列式得:?
  N-G=mv?2r?.?
  而下面题目只是将情景改变,但均属于最低点问题.?
  习题1.飞机作俯冲时,在最低点附近做半径为?R?的圆周运动,这时飞行员超重达到自身的3倍,求此时飞机的飞行速度.?
  解析:将“物体在圆形向下凹的轨道滑行经过最低点”演变为“飞机作俯冲时到最低点”.?
  习题2.一起重机用4m的钢丝绳吊起一重为2000kg的重物,以2m/s的速度在水平方向上匀速行驶,当起重机突然停住的瞬间,钢丝绳受到的拉力是多大??
  解析:钢丝绳吊重物在水平方向上匀速行驶,当起重机突然停住时重物将作圆周运动,而在停住瞬间的情景其实就是“物体在向下凹的轨道滑行经过最低点”的变形,此时钢丝绳的拉力相当于模型中的?“N”?. 从不同的情景中找到共同点,让学生在习题中体会变.?
  教师在教学中要重视对这类题目的收集、比较,引导学生寻求通法通解,并让学生自己感悟它们之间的内在联系,形成一定的思想方法.在以后的解题中引导学生找到题中与归纳的模型中存在的联系,运用归纳的模型,从而快速得出结果.通过这样的训练,学生对于本章的学习变得更为有条理,思路更为清晰,在学习过程中变得更加自信.?
  马斯洛夫的需要层次理论认为:每个学生都有自我实现和被重视的需要,都有重视个人尊严与价值的愿望,都有充分挖掘和发展自身潜能的倾向和“独树一帜”的渴求,并通过自己的创造性活动完善自身、实现自我.因此在教学中要重视物理知识的探究,满足学生求异心理的需求,发挥习题的变式功能和解法的多样性,让学生感受因创新而带来的成功喜悦,在创新中提高能力.
  

标签:习题 物理 优化 训练