培养学生解决物理问题基本能力初探

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　　摘 要：在物理课教学中，要有意识地培养学生研究物理规律的时间转换能力、研究物理规律的空间想象能力、运用物理意义来分析解决问题的能力、分析处理多变量问题的能力等基本能力。
　　关键词：培养;基本能力;物理规律
　　 一、 前言
　　初中物理是学生初次接触到的一门实验性很强的科学课，老师可以使用多种方法激发学生学习物理课的兴趣，比如做演示实验，讲解生活中有趣的物理想象，讲一些物理科学家有趣的故事等。好多学生好奇心特别强，对学好物理课信心满满，可是在认真学习过一段时间后，尤其是遇到考试题，发现物理课并不是和数学一样好学，好多用数学分析能解决的问题，在物理解题中却是错误的，学生就产生了困惑，对物理课的学习也就产生了畏难情绪。为了预防出现这种情况，有经验的老师应该一开始就要着手培养学生解决物理问题的基本能力。如果学生在学习物理课的过程中潜移默化地掌握了这些基本能力，那学习起来效果就好，真正会打好学习物理课的基础，收到事半功倍的效果。那么在物理课教学中，应该如何培养这些基本能力呢？
　　二、 培养学生研究物理规律的时间转换能力
　　培养时间转换能力也就是说，把在生活中快速（缓慢）变化的物理现象演变为慢（快进）动作进行讲解，让学生能把抽象的物理现象转换为生活中常见的现象来理解和掌握物理规律。比如能量转化这节课中有道习题，是一个皮球从空中落下，接触地面后又反弹起来到空中。这个物理现象在生活中会快速地完成，前后不到2秒，可是它却包含着宏观物体能量转化的全部规律。如何把这么短暂的物理过程中的物理规律给学生讲解清楚呢？这就需要老师利用现有的仪器或者多媒体课件把它变换为“慢镜头”，分解为四个能量转化过程来讲授给学生。第一个是物体下落开始到恰好碰到地面瞬间的过程，这一过程，高度越来越低，速度越来越大，用重力势能的大小判断标准分析，在质量不变的情况下，高度越小，重力势能越小，速度越大动能越大，所以在皮球下落过程中，是重力势能转化为动能;第二个过程是皮球恰好接触地面的瞬间到弹性形变最大过程，在皮球接触地面后，在短时间内发生了弹性形变，用肉眼几乎观察不到，速度快速变为零，弹性形变迅速变为最大，在这个过程中，根据弹性势能的判断标准，在质量不变的情况下，弹性势能越来越大，动能越来越小，是动能转化为弹性势能;第三个过程是弹性形变最大到完全恢复原状过程，当皮球发生弹性势能后，有自动恢复原状的能力，弹性形变快速变小，弹性势能快速变小，下一刻，皮球就要弹跳起来了，在弹跳之前，弹性势能转化为动能;第四个过程是皮球离开地面弹跳起来到空中的过程，高度越来越高，速度越来越小，动能又转化为重力势能。在这一道习题的讲解中，将皮球在瞬间完成的运动通过“放慢镜头”的讲解方式，让学生充分理解物理运动现象和物理运动规律，培养学生丰富的时间转换能力。
　　三、 培养学生研究物理规律的空间想象能力
　　物理课中常常涉及微观现象中的规律问题，受条件所限，生活中没有直观的模型，肉眼又看不见，好多学生就不知道怎么才能掌握其中的规律，这就要培养学生空间想象能力来掌握其中的物理规律。比如固体、液体和气体的三态变化规律。固体内分子与分子之间的距离大约是10-10m3，在这个距离，分子势能和分子动能保持平衡，它们之间的作用力也比较大，且相互抵消，所以分子只能在它们的平衡位置附近振动，就好比同学们坐电梯，人数达到乘坐最大人数，每个人都挨着站在一起。这样固体体积就不能被压缩，也不容易被分裂，有固定的形状，没有流动性;当固体的温度升高，分子的能量不断增大，分子的运动加剧，作用力不能维持它们之间的平衡状态时，分子之间的距离变大，作用力变小，分子就能从一个平衡位置运动到另一个平衡位置附近振动，不断地变换平衡位置，这时候物体就有了流动性，容易压缩，没有固定的形状，这就变成了液体;当分子的动能不断变大，它们之间的距离更大，作用力不断变小，偏离平衡位置越来越远，流动性更大，这就变成了气体状态了，有流动性，没有形状，容易压缩。这三态变化是微观变化，肉眼根本看不见，只有借助仪器才能观察到，可是受教学条件的限制，学生只能在老师的讲解下，通过微观想象能力来学习。引导学生展开丰富的想象，能培养学生的空间想象能力和思维分析能力。
　　四、 培养学生运用物理意义来分析解决问题的能力
　　物理课和数学课有很大的区别，物理课依靠数学来解决问题，但是，物理学是实验科学，有特定的物理意义存在，又和数学有着本质的区别，不能把二者混为一谈。比如在学习欧姆定律时，从数学的角度分析，电流与电压成正比，与电阻成反比。可是在物理研究中，往往一段导体的电阻是不变的，这时候，电流就与电阻没有反比关系，就不能用数学知识来分析物理问题，就不能考虑电阻的变化。这样就把三个变量的问题简单化为两个变量的问题，便于问题的研究解决。这就是说在解决物理问题时一定要考虑到物理意义和物理规律的客观事实，这一点是初中学生容易犯的错误，老师一定要在物理课上不断灌输这样的物理思维和物理方法。
　　五、 培养学生分析处理多变量问题的能力
　　在研究物理规律时往往涉及好几个变量的问题，这时，要抓住研究问题的主要因素，忽略其他因素。比如研究影响电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度四个，为了研究电阻大小与这四个因素的关系，我们一定要先讓其他三个因素不变，只让其中一个变化，来研究电阻的变化，这样才能发现它们之间的规律。
　　在初中物理教学中，如果老师能有意识地培养学生研究和解决物理问题的基本能力，那么学生就会很快走上学习和研究物理的良性轨道，为他们以后的学习深造打好基础，在探索物理学的道路上越走越好。
　　作者简介：
　　 郝睿，甘肃省平凉市，平凉市崆峒区教育局督导室。
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