关于高中生力学思维能力的培养

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  经过多年的物理教学中的总结和对学生的了解,我发现我们不能只是按照课本上的物理概念以及习题的解决过程告诉学生,应该把重点放在力学解题的思维过程上,增强学生力学解题思维的自我调控意识。我把学生解题过程看作是“提取信息、开动思维、整理思维、强化思维”的过程。在指导学生解题上,抓了“明确对象、弄清概念、运用规律、设疑点拨”四个方面。
  一、认真审题、明确对象、明确过程、提取信息。
  力学习题有的给出一个物体,有的给出两个或多个相互作用的物体。从物理过程看,有的给出部分,有的给出全部。认真审题就是要实现几个转换:
  1.审清题意,单位换算。
  审清题意,代入运算时统一用力学的国际单位制(SI制),解题结束应对结果的合理性作出判断。
  2.研究对象的实体向物理图景转换。
  宏观物体(大到天体);有做匀速运动的,也有做变速运动的;有个体,也否相互作用的群体。对题目给定的研究对象进行抽象思维,形成一定条件下的清晰的物理图景。有趣的物理图景促进学生的注意转移,情感与图景贴近,达到情景结合,有助于学生思维的正常启动。
  3.物理过程向物体的状态转化。
  在力学范畴内物体的运动状态有平衡状态(静止、匀速直线运动、匀速转动)和非平衡状态。物体处于何种状态由所受的合力和合力矩决定。学生对物理过程和物体所处状态的了解,减少了解题的盲目性。
  4.已知条件的量化。
  力学解题目标一般包括:画出研究对象的示意图。在图上进行受力分析(不能遗漏所受到的每一个力,也不能凭空增加力),物体在各个时刻的状态、位置、运用的物理规律、公式、要求的物理量等。在根据题意画出的图上标明受力情况(按重力、弹力、摩擦力顺序思考)。某一时刻或某一位置的运动状态,也用符号标出。学生通过画图对物理图景有了直观了解,触景生情,增强了解题的信心。
  二、弄清概念,规律选择,分配注意,开动思维。
  物理概念是物理知识的重要组成部分。物理概念有严格的科学界定。同一物理概念在不同的物理学识水平阶段严密的程度不同。一些能力较差的学生对物理概念的界定模糊不清,思维混乱,解题注意分配不合理。解决这个问题我们应该从平时的教学中入手,我引导学生强化以下几方面意识:
  1.增强物理概念的物质意识。每引入一个力学概念,应充分利用实验或学生生活积累的已有经验,把物理概念建立在充实的物质基础上。
  2.强化物理概念的界定意识。速度与加速度二者仅一字之差,都是力学中的重要物理量。一些认知策略较差的学生把速度与加速度归结在一个“光环”上,认为速度为零,加速度必为零。在这里描述物体运动快慢与运动状态变化快慢是速度与加速度的界定。速度和速率、功和功率、动能和动量、重量和质量等也是一字之差,它们的物理意义却不相同。功和能的单位相同,前者是过程量,后者是状态量,它们也有严格的界定。
  学生树立界定意识可养成良好的科学素质,有利于增强解题思维的自我调控意识。
  三、运用规律、感知范围、网络信息、整理思维
  中学学习的力主要有:牛顿运动三定律、万有引力定律、机械能守恒定律、动能定理等。一些能力中下的学生把物理规律成立的条件及适用范围置于思维盲区,需要对已建立的解题信息加以选择。
  1.根据物理过程选择规律。如物体在光滑轨道做圆周运动,首先考虑应该选择机械能守恒定律
  2.从已知条件选择物理规律。如在圆周运动中给出线速度,那么向心力的表达式应该选择线速度表达式
  3.从所问问题选择物理规律。如问所受的作用力,给出运动学物理量应该想到牛顿第二定律。
  四、设疑开拓、点拨解惑、触类旁通、强化思维
  课本上的力学习题是教学大纲的最低要求,一些能力较强的学生从中获取了探求知识的方法,思维敏捷。一些能力较差的学生解题一旦受阻,思维停滞,需要点拨才能展开。通过设疑→点拨→探究→解惑,学生思维进入新的层次。
  1.设疑:可以对所给条件的隐藏信息进行提问
  2.点拨:指导语点拨,资料点拨,情境点拨,交流点拨,一题多解点拨
  3.探究:假设更多或更特殊的条件让学生想象解题方案。
  通过设疑,点拨,探究等方式达到解惑甚至触类旁通、深化思维的目的
  在力学解题中增强解题思维的自我调控意识是发展智力、培养能力、提高素质的必要条件。在力学解题全过程中有计划、有目标、由简到繁、循序渐近、反复多次地引导学生自己实践,是提高力学解题效益的充分条件,中学生力学习题难的心理障碍可以排除。
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