物理习题教学中学生优良思维品质的培养.doc

湖南中学物理Hunan Middle School Physics 2010年第8期

物理习题教学中学生优良思维品质的培养
卢晓华
（江苏省启东市吕四中学，江苏 南通 226241）

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卢晓华/物理习题教学中学生优良思维品质的培养
本文就物理习题教学中如何培养学生优良的思维品质作一些探讨。
一、抓住本质，培养思维的深刻性
思维的深刻性是思维品质的基础。思维的深刻性是指思维的抽象程度、逻辑水平以及思维活动的广度、深度和难度，它表现在善于抓住事物的本质和规律，能深刻地理解物理概念和自如地运用物理规律去思考物理问题。
例1　人造卫星绕地球在椭圆轨道上运动，在比较卫星在近地点A和远地点B的重力势能的大小。
学生一种观点认为：重力势能为，因为B点比A点高，所以卫星在B点的重力势能大。
另一种观点认为：重力势能为，因为A、B高度不同，所以重力加速度也不
相同，根据，有，
因
为与卫星到地心距离的平方成反比，所以减小的比增大的快，因此卫星在A点的重力势能大。
两种观点的结论完全相反，我引导学生分析：问题正是出在大家认为是公理的“重力势能为”上，在物体被举高的过程中，重力势能的增量应等于这一过程中物体克服重力做的功，在地面附近，可以认为重力是不变的，。卫星的近地点和远地点离地面很远，重力已经不再是恒力，公式。由次可见的应用是有条件的。所以以上两种观点的出发点都是错误的。那么应该怎样分析呢？
方法一：卫星由A运动到B的过程中需要克服重力做功，其重力势能应增大，所以卫星B点的重力势能大。方法二：先推出引
力势能公式（新课程定积分已要
求），再判断。
学生第一种观点的结论正确仅仅是一种巧合。通过这样分析，学生加深了对的理解，更重要的是培养了学生思维深刻性的品质。
二、触类旁通，培养思维的灵活性
思维的灵活性是创新思维的必要条件。思维的灵活性，表现在对具体问题的解决中能从实际出发，随机应变，能根据问题的具体特点采取行之有效的解决方法，而不是墨守陈规。
在解决问题时，不仅能够从正面分析，而且能够从反面分析；不仅能局部分析，而且能整体把握。譬如解决运动学问题，既能用公式，又能用图像；解决简谐振动问题，既能用旋转矢量法，也能用图像法，还能用公式法。这些都是思维灵活性表现。
图1
在解决物理问题时，如果善于“数形结合”进行思考，往往可使问题得到简化。
例2　两支完全相同的光滑直角弯管abc和def按图1所示放置，将完全相同的小球分别沿两管由静止滑下，设在直角转弯处均无能量损失，两球到达出口c和f处的时间分别为和，则（　　）
A．　　　B．
C．　　　D．条件不足
图2
本题物理过程直观明了，但许多学生用公式费了很长时间解不出来，我建议他们用图像法试试。不少学生很快意识到，由于在直角转弯处无能量损失，故两球到达出口处速率相等，注意到球在ab段的加速度大于de段的加速度，ab段的加速度同ef段的加速度相同，de段的加速度同bc段的加速度相同，做出两小球运动的速率－时间图像，如图2所示。由于两球整个过程中通过的路程相等，故两条折线与时间轴所围的面积应相等，故。所以本题应选C。
三、质疑检测，培养思维的批判性
思维的批判性是指思考问题时不受别人暗示的影响，能严格而客观地评价和检查思维的结果，冷静地分析结果的利弊是非。批判性思维的核心是敢于质疑的精神，质疑的依据是客观事实和科学理论，批判性思维是思维独立性和科学性的体现。
例3　××报登载了这样一则消息：“×年×月×日，×国发射了一颗人造月球卫星……卫星的周期为72min……”就此问题请学生根据下面提供的数据进行探究，判断这则新闻的真实性。已知月球的半径为地球半径的1/4，月球表面的重力速度约为地球的1/6，地球半径，地球表面的重力加速度g取9.8。
我让学生根据上述数据，运用物理学的知识，用多种方法进行自主分析判断。有的同学直接根据已知条件和圆周运动公式求得月球环绕卫星的最小周期（表面运行卫星）T大于72min来断定这则新闻是假新闻；也有的同学在假设该新闻真实的基础上，通过计算该卫星的轨道半径小于月球半径、计算该卫星的速度大于月球的第一宇宙速度或计算该卫星的加速度大于月球表面的加速度等多种方法，推出假设的不成立。
四、直觉顿悟，培养思维的独创性
思维的独创性是指思维活动中独立思考，创造性地发现问题和解决问题的程度。它表现在善于提出新的问题，善于不依赖现成的解决问题的方法及别人的思想和暗示而采用新的思路和方法解决问题。
例4 甲、乙两列车在双向轨道上相向而行，它们的速度大小均为，当它们相距为200m时，一只鸟以的恒定速率离开甲车车头飞向乙车车头，当它到达乙车时立即返回，这样连续地在两车车头之间来回飞着。问：当两车车头相遇时，这只鸟飞行了多少路程？
按常规分析，鸟在两车间运动，两车间的距离在不断减小，进一步分析还可看出相等时间间隔内两车间的距离构成一无穷递减数列。这种解题思路对数学计算的要求较高，显然烦琐费时。我引导学生打破常规思路，要敢于奇思妙想。终于有同学大喊一声：“想到了！”思路如下：鸟飞行的速率始终为20m/s，鸟飞行的时间＝两车运动的时间，两
车运动的时间：，鸟飞行的路程：。
五、快速反应，培养思维的敏捷性
思维的敏捷性是指思维的迅速程度，它表现在处理问题和解决问题的过程中能正确的判断和迅速地做出结论。
在平时教学中发现，不少学生的思维的敏捷性不强，难以较迅速地建立模型或构建实验原理。为此，我们应注意设计一些需要学生自己建立模型后才能解（下转第12页）

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梁兆才/幽默技巧在物理教学中的作用
中体会到了科学发现的道路是曲折的。
5．幽默能消除疲劳
教学是一项身心高度紧张的活动，课堂中出现疲劳是正常现象，如果适当运用教学幽默，引起欢乐和愉悦，则能消除疲劳，使师生在整堂课中保持振奋的精神状态。对此，心理学研究已经给予了科学的解释，娱乐会使大脑皮层出现一个新的兴奋灶，根据负诱导规律，紧张脑力劳动所引起的皮层兴奋区域得到了休息，起到了消除疲劳，调节神经活动的良好作用。在课堂教学中，学生难免会有感到枯燥、沉闷的时候，这时学生的思维通常处于低潮，如果继续传授知识，教学效果肯定不佳。在这个时候若来一点附加的插曲式幽默，则可以调节课堂气氛，激发学生思维，使教学重新步入正轨。
物理教学中总要涉及到如牛顿、爱因斯坦等著名物理学家，这些物理学家本身是很有幽默感的。“牛顿忘食”就是一个很幽默的故事。一次，牛顿请朋友吃饭，菜肴上齐了，可他突然想起什么，丢下朋友，又钻进实验室去了。朋友知道他的脾气，也不去打扰他，自个儿吃完走了。牛顿从实验室出来，看到吃剩的骨头，惊讶地说：“啊，我还以为肚子饿着呢，原来已经吃过了。”于是又返回实验室。爱因斯坦也有很多幽默故事，他用姑娘与火炉来解释相对论就是一个著名的例子。将这些名人轶事穿插于教学之中，既调节了课堂气氛，又使学生对这些科学伟人产生一种亲切感。
教学幽默是一种很美的教学艺术形式，但它的美在于使用适当。适当表现在量与质两个方面。量就是要注意频率。如果一堂课幽默不断，笑声不绝，这样不仅会冲淡教学内容与目标，而且会引起学生的厌烦。教学幽默的质，就是教学幽默必须不是低级趣味的，不是单纯为逗乐而幽默，不是过分的玩笑，而是具有较高的审美价值和教育价值。善用幽默吧，它可以使你变得更加亲切、课堂变得更精彩。

（上接第53页）答的习题，培养学生根据情景建立物理模型及运用模型解决问题能力。
图3
例5　真空中，速度的电子水平地射入两平行金属板间，如图3所示，极板长度，间距，极板不带电时，电子束将沿两极板的中线通过，若在两极板间加50Hz的交流电压，当所加电压的最大值U超过某一值U0时，将开始出现以下现象：电子束有时通过极板，有时间断（不能通过），求U0的大小。
对于该题，许多学生感到茫然。究其原因，在于未能通过合理的取舍，抓住主要矛盾，因而无法迅速建立起相应的物理模型。我引导学生分析：电子所受的重力及电子间的作用力都可以忽略，更为重要的是：电子通过两极板的时间，而电压的变化周期，显然，t<<T，这表明在电子通过两极板的时间内电场的变化微乎其微，完全可以忽略。于是学生很快建立起模型：“在电子通过两极板的时间内，两极板间的电场可认为是匀强电场，电子作类平抛运动。”有了此模型，问题便迎刃而解：
，求得U0=91V。

（上接第7页）
总之，中学物理学困生的心理障碍是多方面的，引导中学物理学困生克服心理障碍的方法也应该是多种多样的。物理教师要不断加强教育理论的学习，及时准确掌握学困生的思维状况，改进教法，引导学困生消除物理学习的心理障碍，使他们真正成为学习的主人。