高中物理習(xí)題教學(xué)中科學(xué)方法教育的滲透

楊帆

摘 要：在高中物理教學(xué)中最重要的是將理論知識(shí)的教學(xué)與學(xué)生能力的培養(yǎng)結(jié)合在一起，這其中關(guān)鍵是需要加強(qiáng)科學(xué)方法教育，而習(xí)題教學(xué)是整個(gè)教學(xué)過程中必不可少的環(huán)節(jié)。本文根據(jù)科學(xué)方法教育的要點(diǎn)，在習(xí)題教學(xué)中滲透最合適的方法，以達(dá)到最佳教學(xué)及學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：科學(xué)方法； 習(xí)題教學(xué)； 分析法

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2014）12-027-001

方法是知識(shí)的載體，物理科學(xué)方法的教育可在物理教學(xué)的任一環(huán)節(jié)實(shí)行。對(duì)學(xué)生進(jìn)行習(xí)題教學(xué)主要是為了訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，提升他們分析問題和解決物理問題的能力，提高他們的應(yīng)用能力，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)化。學(xué)生只有將知識(shí)運(yùn)用到解決實(shí)際問題中，才能慢慢掌握物理科學(xué)方法。

一、認(rèn)識(shí)及運(yùn)用比較法

類比方法其實(shí)際上也是一種邏輯推理的過程，通常是對(duì)兩個(gè)（或者兩類）不同的對(duì)象進(jìn)行比較，目的是找二者之間相同點(diǎn)或者相似點(diǎn)，之后依此為根據(jù)，把其中一個(gè)（或者一類）對(duì)象的已經(jīng)掌握的知識(shí)，猜測(cè)推移到另一個(gè)（或者一類）對(duì)象身上去。簡(jiǎn)單的說，就是比較之后，把已知的相同或相似部分，推知也可能相同或相似的未知部分。

1.運(yùn)用比較法

在高一物理勻速圓周運(yùn)動(dòng)部分，學(xué)生對(duì)于皮帶傳送以及同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的知識(shí)點(diǎn)的理解和運(yùn)用常出現(xiàn)混亂，關(guān)于這部分的內(nèi)容運(yùn)用比較法講解則會(huì)使學(xué)生更加容易接受。

例1.如圖1所示為一皮帶傳送裝置，主動(dòng)輪半徑為r1，從動(dòng)輪半徑r2，已知主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中皮帶不打滑，求從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速？

例2，把地球看作理想球體，由于地球自轉(zhuǎn)，則赤道處的物體與北緯60°處的物體相比，他們的線速度之比_____。

分析：在解決皮帶傳送問題中抓住V1=V2，而在解決同軸轉(zhuǎn)動(dòng)問題時(shí)可與之相比較，即抓住同軸轉(zhuǎn)動(dòng)中ω1=ω2，再根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系，則上述問題即可迎刃而解。

2.表格法列舉比較對(duì)象

表格的運(yùn)用可以讓學(xué)生更加清楚的了解類比對(duì)象之間的關(guān)系。

二、認(rèn)識(shí)及運(yùn)用圖像法

圖像法也是物理習(xí)題解決中常用的科學(xué)思維方法。在教學(xué)中可能涉及的圖景有受力圖景、運(yùn)動(dòng)過程圖景、幾何圖景、能量圖景、熱學(xué)圖景、電學(xué)圖景和光學(xué)圖景等，顯然對(duì)于各部分知識(shí)應(yīng)有不同的教學(xué)重點(diǎn)。例如“力和力的平衡”教學(xué)中，應(yīng)以受力圖景為重點(diǎn)；“直線運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中應(yīng)以運(yùn)動(dòng)圖景為重點(diǎn)。

例1.例如物體沿一直線運(yùn)動(dòng)，在t時(shí)間內(nèi)通過路程為S，它在中間位置的速度為V1，在中間時(shí)刻時(shí)的速度為V2，則V1和V2的關(guān)系是（ ）。

A.當(dāng)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)V1>V2；B.當(dāng)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)V1>V2；C.當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)V1=V2；D.當(dāng)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)V1

分析：該問題可以使用多種方法進(jìn)行求解。

我們可以利用速度——時(shí)間圖像來幫助學(xué)生建立清晰的物理圖景。勻加速直線運(yùn)動(dòng)圖像如下：

不管是勻加速還是勻減速，均可從圖像上得到結(jié)論：V1>V2。

正確地建立物理圖景的重點(diǎn)是培養(yǎng)其形成良好的思維習(xí)慣。

三、認(rèn)識(shí)和運(yùn)用整體法與隔離法

處理連接體問題常用的方法是：整體法與隔離法。

正確地選取研究對(duì)象是解題的首要環(huán)節(jié)，弄清各個(gè)物體之間哪些屬于連接體，哪些物體應(yīng)該單獨(dú)分析，分別確定它們的加速度，然后根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解。

例1如圖所示，木塊A質(zhì)量為1kg，木塊B的質(zhì)量為2kg，疊放在水平地面上，AB間的最大靜摩擦力為1N，B與地面間的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.1，今用水平力F作用于B，則保持AB相對(duì)靜止的條件是F不超過（g取10m/s2）

A.3N B.4N C.5N D.6N

分析：學(xué)生一般的思路是使用隔離法進(jìn)行解答，題目中已知兩物體相對(duì)靜止，在該問題解決中非常重要的一點(diǎn)是學(xué)生必須知道相對(duì)靜止的含義，從而判斷出兩物體具有共同的加速度，這樣才能順利地解決該問題。

對(duì)A隔離受力分析：fA=mAa，NA=mag。

對(duì)B隔離受力分析：NB=NA+mBg，F(xiàn)-fA-f=mBa，f=uNB，且NA=NA，得：F-u（mA+mB）g=（mA+mB）a，

當(dāng)fA=fm=1N時(shí)，解得F=6N。

但是該問題還可以使用更簡(jiǎn)便的方法來求解，因?yàn)橐阎獌蓚€(gè)物體有相對(duì)靜止，則有共同的加速度。我們常常考慮是否可以使用整體法。

對(duì)AB系統(tǒng)整體受力進(jìn)行分析：

F-f=（mA+mB）a，N=（mA+mB）g，

f=u（mA+mB）g，

得：F-u（mA+mB）g=（mA+mB）a

對(duì)A隔離受力分析：fA=mAa

當(dāng)fA=1N時(shí)，解得F=6N，則F最大不能超過6N。

總之，教師在教學(xué)中應(yīng)該注重科學(xué)方法的教育，使學(xué)生學(xué)會(huì)探索和歸納，有利于提高學(xué)生分析問題，解決問題的能力，進(jìn)而提高他們的創(chuàng)新能力。