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多向性思维视野中的高中物理力学教学

2019-09-10秦大明

高考·上 2019年5期
关键词:高中物理

秦大明

摘 要:每个学科都有其自身的基本知识体系和技能要求,而相应思维能力的训练则是重要的不可缺少因素。思维是基于学生对该学科基本知识的理解,引导学生能够将一些孤立的、零碎的知识和具体的物理问题相关联,其本质是训练学生识别并驾驭物理知识、灵活运用物理知识解决问题和理解基本规律的能力。

关键词:多向性思维;高中物理;力学教学

在实施和扩大教育教学改革中,高中物理教师需要将物理学科知识与物理学习思维有效地相结合,以不断改变和完善教育模式和物理模型,从而提高教学效率和质量。实践表明,多向性思维在物理学科教学中的应用能有效地提高了课堂教学的高效性。物理学习要以理性思维为中心,教师要善于发现问题,引导学生主动提出问题,通过师生共同探讨,让学生能从多角度思考问题、解决问题,最终使学生乐于思考、善于思考。

1.多向性思维的含义

多向思维是从不同的角度、不同的方向、不同的层次进行多方面的思维判断,从而形成解决问题的多种思路、多种方法、多种方案,进而为决策选择打下良好的基础。在从一种脑力劳动转向另一种脑力劳动的过程中,这种思维多向性尤为重要。与外科手术在性能上有类似之处,这种多向性思维出现在各种解决方案中,并以解决常见方案的能力加以体现,显示了重新配置某些知识和操作的多种可能性。

2.多向性思维的高中物理力学教学方法

2.1牛顿第二定律加运动学方程

牛顿第二定律是力和运动的瞬时关系,在解决在恒定的空间和时间中发生的机械运动问题时,仅仅运用力的瞬时作用显然还不够。因此,通常将力的瞬时效应与运动学方程结合起来使用。这时,加速度便成为联系运动与力的桥梁和纽带。

2.2从动量入手解决问题

在动量不守恒的情况下,使用动量定理,这一定理的研究对象是一个物体;在动量守恒的情况下,使用动量守恒定律,其研究对象是一个系统。动量守恒定律在系统∑F=0时,通过对系统内的各个物体分别使用动量定理可以推导出来。因此,动量不守恒是一般情况,而动量守恒则是特殊情况,有比较严格的限制条件。

2.3从能量入手解决问题

机械能不守恒时,可以使用动能定理研究问题,它的研究对象是一个物体;机械能守恒时,使用机械能守恒定律,它的研究对象是一个系统。该定律可以在系统内∑W=W重+w弹+……的条件上,使用动能定理推导出来的。总的来说,机械能不守恒是一般情况,而机械能守恒是具有严格限制条件的特殊情况。

特别要注意,能量守恒定律具有广泛的用途。在牛顿运动定律不再有效的微观领域中,能量守恒定律仍然有效。解决“动力学问题”时,三种基本方法中的每一种都应预见到,因此,抓住了解决动力学问题的三种基本方法,也就抓住了高中物理学习的主要思维结构。在高中物理问题中,牛顿第二定律和运动理论中的力局限于恒力,而动能定理和机械能守恒定律既适用于直线运动,又适用于曲线运动或有往返的运动,因此对于从能量角度解决问题可以非常灵活。

解决动力学问题的三种基本方法也被称为三件金钥匙,可用于解决任何一个动力学问题。无论动力学问题有多复杂,实质上都可以将其视为三种基本方法的排列或组合。

以下通过一个具体实例加以说明。

例題、在水面以上H米的高度有一个小球,小球的质量为m千克,密度为ρ(小于水的密度ρ’)。如果小球从当前高度自由下落,那么小球可以到达水中的最大深度h=?(水的阻力忽略不计)

以上多向性思维训练过程中,需要注意以下几点:首先,要开拓学生的思维,不要试图只依靠牛顿第二定律。后两种方法可以从牛顿运动定律中得出,但是它们只分析运动开始和结束位置,而不必考虑复杂且通常很繁杂的中间过程,解决问题时很有优势。其次,如果循着某一条思路无法走得通时,则要善于选择尝试其他两种方法是否有效。第三,在所有方法都适用的情况下,可以通过计算来得到哪种方法最简单,这就对学生有了更高的要求。通过教学可以促进学生知识的积累、联系、组织、检索变得有条理,使学生形成物理解题观点,从能解题向解决问题过渡。只有这样,解题时才能形成有向思维和有序思维,而不是无目的的胡思乱想,从而实现跳出题海的目的,最终达到开发智力、提高能力的目标。

3.结语

教师应着重于帮助学生理解学科的整体结构,从而选择更好的教学方法,并了解各部分知识在每本教科书中特定的位置。多向性思维训练一定要以扎实的基础知识和基本技能为前提,否则就会变成“空中楼阁”和“海市蜃楼”,就像立足于“沙滩”上的结构框架一样难以形成,本身也就成了“无水之源、无本之本”。

参考文献

[1]刘君.新课程背景下高中物理生活化教学研究与实践[D].东北师范高中2017

[2]陈基.创设高中物理教学情景的研究与实践[D].西北师范高中2016

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