李海炬
物理學科與其它學科一樣,既要傳授物理學科的基礎知識,又要重視學生的發(fā)散思維的培養(yǎng)。
發(fā)散思維(也叫異思維或輻射型思維)是依據研究對象提供的各種信息,使思維打破常規(guī),尋求變異,廣開思路,充分想象,探索多種解決問題的方案或新途徑的思維形式。它的主要特征是求異性和多樣性。
美國心理學家吉爾福特說:“人的創(chuàng)造力主要依靠發(fā)散思維,它是創(chuàng)造思維的主要成份!碑斀,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造精神和創(chuàng)造能力是中學教學內容改革的重點之重點。因此,在物理教學中培養(yǎng)和拓展學生的發(fā)散思維能力,培養(yǎng)出新時期需要的開創(chuàng)性人才是至關重要的。為此,教師在物理教學中應十分重視學生發(fā)散思維的培養(yǎng)。按新課標的要求,根據教材的內容要精心設計一些培養(yǎng)發(fā)散思維的習題發(fā)給學生,進行發(fā)散思維的訓練,從而使學生能靈活地掌握各知識點,進而達到知識遷移和巧解巧算的目的?梢詮娜缦聨追矫嫒胧郑
一、可訓練一題多解,以達到廣開思路。
一題多解,廣開思路。引導學生用多個物理規(guī)律去處理同一物理問題。這樣做,可以讓學生把腦海中儲存的大量信息充分調動起來,在探求問題的解題過程中,使思維極大地得到發(fā)散,準確地把問題解答出來,也落實了新課標核心之一,培養(yǎng)學生探究學習的能力。
[例1] 總質量為M的列車,沿水平直軌道勻速前進,其質量為m的末節(jié)拖車,于中途脫節(jié),當司機發(fā)覺時,車已駛過路程L,于是立即關閉汽門,撒去牽引力。設阻力與車重成正比,機車的牽引力恒定不變,求兩部分列車完全停止后它們之間的距離。
解析:對于此題可用牛頓第二定律和運動學公式解答,但太繁;也可用動能定理和運動學公式解答,也較繁;如果用能的觀點來分析就很簡單,事實上,如果末節(jié)拖車脫節(jié)時,司機立即撒去牽引力,則列車的兩部分完全停止時,它們的距離為零,顯然,列車在行駛L路程的過程, 牽引力做的功,可認為完全消耗在列車前部分多走S的距離克服阻力做的功上,考慮到列車開始做勻速運動,F牽=KMg,則有KMgL=K (M-m)g•s,=ML /(Mm)。
這樣,通過一題多解訓練,使學生既能掌握新的知識,又能掌握快捷的解題方法,達到發(fā)散思維的培養(yǎng)。
二、可訓練一題多問,做到引發(fā)連帶,達到提高能力。
一題多問主要有:一題多問型,一帶幾連帶性題組等形式,這是拓寬思路的先導,也是引水入田的渠道。使設問逐漸加深,引導思維逐漸深化,可有效地培養(yǎng)學生思維的深刻性和連帶性。
[ 例2 ] 如圖1所示,質量為m的物體(可視為質點),以水平初V;显瓉盱o上睚水平光滑軌道上的質量為M的小車上,物體與小車上表面間的摩擦系數(shù)為u,小車足夠長,求:⑴物體和小車的最終速度;⑵物體從滑上小車到相對于小車靜止所經歷的時間;⑶從滑上小車到相對于小車靜止的這段時間里,小車和物體通過的距離各是多少?⑷物體相對于小車滑行的距離是多少?⑸整個過程中產生了多少熱量?
解析:5個問題的難度依次加大,從基本規(guī)律到綜合解題,能力要求越來越高。
答案:⑴ V =mv。 /(m+M)
⑵ t=Mv。 / μ (m+M)g
⑶ S車=Mmv。2/2μ(m+M)2g,
S物=Mv。2(2m+M)/3μ (m+M)2g
⑷ L=Mv。2/2μ (m+M)g
⑸ Q=mMv。2/2μ(m+M)
通過一題多問的解題訓練,拓展了思路,提高了能力,鞏固了知識,也達到了發(fā)散思維的培養(yǎng)。
三、可加強反向思維訓練,培養(yǎng)學生逆向思維的能力,以達到提高物理水平。
利用特殊的反向思考題型,培養(yǎng)學生對物理問題的逆向思維能力。逆向思維屬于辯證思維,是一種重要的科學思維,它的一個重要形式就是由目標至條件的反向思考。
[例3] 一束會聚光線經凸透鏡會聚于主光軸上的S點,S到光心的距離為6cm,取走凸透鏡后,光線則會聚于主光軸上的S′點,S′和S間距離為9cm,如圖所示,求cm凸透鏡的焦距。
解析:此題利用了逆向思維,把S看成物,而S′為物S的虛像,因而有物距u=6cm,像距v=-15cm,由l/f=l/u+l/v解得f=10cm。
這樣有利于培養(yǎng)學生的逆向思維能力,提高學生物理水平。
四、可訓練一題多答,有利拓展思維,以達到鞏固知識。
一題多答主要有:一是對同一問題有不同的表達方式;二是由于條件的不定性, 使同一問題有不同的答案。解決這類問題時,要善于抓住問題的本質,并從本質出發(fā),去思考表達或解決這一問題的不同方法,這種以知識點為中心的一題多答,既培養(yǎng)了學生發(fā)散思維能力,還有助于學生準確地全面地掌握知識。
[例4] 一列橫波在某時刻的波形如圖3中的實線所示,經2×10-2S后的波形如圖3中的虛線所示,則該波的波速v和頻率f可能是:
(A)v為5m/s (B)v為45m/s
(C)f為50Hz (D)f為37.5Hz
解析:此題由于速度方向的雙重性和周期的重復性,因此,答案不是唯一的,本題的答案是(A、B、D)。
這種訓練,拓展了學生思維,培養(yǎng)了學生的審題能力,培養(yǎng)了學生自主學習的習慣,鞏固了學過的知識。
五、可訓練一圖多題,有利掌握規(guī)律,以達到提高綜合水平。
所謂“一圖多題”:一般是在一個不變的電路圖的基礎上,變換不同的書知條件,使這成為一道道難度逐步增加的習題,讓學生運用不同的方法,從不同的角度,不同的深度上掌握某一類電學規(guī)律。
[例5]如圖4所示電路,定值電阻R=30歐,滑動變阻器的滑片P在中點時,電壓表的示數(shù)為3伏,滑片P在b點時,電壓表的示數(shù)為4.5伏,求電源電壓。
分析:此題由串聯(lián)電路的特點列出下列方程組:
=
……①
=
……②
這道題很容易解出來。
變換1:若R=30歐,P由c處稱到b端時,電壓表的示數(shù)增大2伏,變阻器前后兩次電壓比為2∶3,求電源電壓。
變換 2:若滑片P處于c處,ac部分的電阻值是總阻值的三分之一,電壓表的示數(shù)是6伏,R的電功率是12瓦;當滑片P在b端時,電壓表的示數(shù)是9伏,求R的阻值。
變換3:電源電壓一定,電阻R=5歐,當滑動變阻器的滑片由某一位置移到另一位置時,電壓表的示數(shù)由4伏變到8伏,R的電功率在滑片移動前后之比是25∶1。求⑴電源電壓;⑵滑片在兩個位置時,滑動變阻器使用的阻值分別是多少?
分析:第一種變換的已知量變?yōu)殡[含的條件出現(xiàn),后兩種變換的難度增加,尤其是變換3,但是,只要認真審題,仔細分析,在功率的比值入手,根據相同的思路列主旗號 便可得到結果,從而使學生在不同角度不同深率上掌握了某一類電學規(guī)律。
通過上述方法進行發(fā)散思維的訓練,解題速度、解題技巧、解題的準確性和思維水平都會很大的提高,從而實現(xiàn)由知識向能力的升華。
綜上所述,在物理的習題教學中,重視學生的發(fā)散思維的培養(yǎng),是有助于提高學生掌握基礎知識,有助于提高創(chuàng)新思維,有助于提高物理水平。
(作者單位:廣東省五華縣水寨中學)
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