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中美高中物理教材《动量》部分例题比较分析

2017-04-22胡东明��

中学物理·高中 2016年12期
关键词:动量例题解题

胡东明��

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2两种教材例题的共同点

2.1紧扣教材内容,有利于学生学习和理解教材内容

两种教材例题均针对本章节重点内容,引导学生利用所学知识分析和解决相關问题,对学生学习和理解相关知识提供了帮助,同时为解题规范提供了范例,有利于学生学习和理解教材内容.如坐标系的建立,对矢量方向性(正负)的论述和交待,对计算结果与实际情境的关联理解,以及对物体运动及相互作用过程的交待等等,所有这些,均既有利于学生自学,也为教师的教学规范提供了范例.

2.2注重联系实际生活,图文并荗, 有利于激发学生的学习兴趣

两种教材例题均注重联系实际生活,如人教版教材中的打垒球、列车编组站、火箭炸裂等,美国教材中的汽车制动、汽车碰撞、太空行走等,例题图文并茂,有利于激发学生的学习兴趣,特别是人教版的“一毛”,在例题和习题中都有出现.

2.3体现学科素养和解题素养,注重物理学科思想方法,有利于学生的科学思维能力水平的提高

两种教材例题均对动量、动量变化量和冲量的矢量性进行了重点分析,着重体现了物体的运动观和相互作用观,有利于学生的科学思维能力水平的提高.例题解答注重审题分析、隐含条件的转换、物理模型的建立、对结果的讨论,对提高学生解题素养有较好帮助.

2.4注重对解题过程的说明,以文本框形式呈现,有利于学习理解相关过程

两种教材例题均注重对解题过程的说明,如中国教材的“解题时涉及的速度,都是相对于地面的速度.”美国教材的“喷火枪点火前,系统的所有部分都是静止的,因此系统的初动量为零.”这样的说明,有利于学生理解相关解题过程.

3两种教材例题的不同点

3.1解题步骤层次上有明显差异

【中】中国教材的解题步骤分为分析、解和最后结果的分析.这三大步骤在《动量守恒定律》这一章遵循较好,但在有的章节遵循不好,如必修1第二章第4节《匀变速直线运动的位移与速度的关系》例题将分析与解合在一起,对结果没有分析.

【美】美国教材的解题步骤分明,每个题目分三大步,分别是分析概括问题、求解未知量和验证答案.这三大步骤中的每一步又针对具体问题进行细分,如分析概括问题分为确定系统、建立坐标系、画出示意图、作出动量的矢量图和写出已知量与未知量.求解未知量与中国教材“解”这一步差不多,但是注重了数据的代入过程.验证答案这一步统一分为三个方面,分别是“单位是否正确?”、“符号是否有意义?”和“数据是否合理?”.

3.2解题过程对数学知识运用重视程度不同

【中】中国教材例题的解题过程对数学知识的运用重视程度不高,只是注重了建立坐标系和相关方程及运算,有时甚至在解题后的结果分析中交待建立坐标系,如例题4.

【美】美国教材例题的解题过程对数学知识的运用重视程度较高,不仅注重了建立坐标系和相关方程及运算,还注重具体的代入数据及计算,在代入数据过程中特别注重了单位,在计算时还在旁边提示相关计算过程的依据,如“将m=2200 kg”代入.这样做可能是考虑美国学生计算能力相对较差的缘故吧.

3.3解题过程中情境图示重视程度不同

【中】中国教材例题虽然对情境也有分析,但是,除实物情境图外,其他基本上是文字分析,不够简洁明了.这样分析作为学生自觉是完全可以的,但是学生图示相关情境能力的培养不够.目前教学中,学生不善于画图,或者是根本不习贯画图分析问题.

【美】美国教材例题对情境分析完全是图示呈现,不仅有实物情境图,而且有矢量图,图中矢量是按照矢量的规范写法进行,即印刷黑加粗斜体.这种写法,对对学生学习难度较大,但对培养学生正确的物理思维和分析方法有好处.

3.4解题过程书写的繁简程度不同

【中】中国教材解题过程简洁,方程简洁不重复,有利于学生简化学生思维过程.

【美】美国教材解题过程繁琐,可能是严格遵循矢量图列式的原因,方程重复较多.如例2中“pi=pf”、“pCi+pDi=pCf+pDf”和“mCvCi+mDvDi=mCvCf+mDvDf”,这三式均表示同一个物理过程的遵守的同一规律,即碰撞前后系统动量守恒.

3.5解题过程中,对有关定律、原理的运用表述不同

【中】中国教材解题过程中,对有关定律运用的表述通常为“由动量守恒定律p′=p可得”,这样的表述有引导学生死套公式、定律的问题.

【美】美国教材解题过程中,对有关的定律运用的表述相对灵活,如“利用动量定理,求出汽车停下所需要的力.”、“由于冰作用于两车上的净力接近于零,所以动量守恒.”、“利用动量守恒定律求出pf.” 这样的表述,体现的是对定律、原理的运用思想.

3.6解题后对结果的验证或分析不同

【中】中国教材注重对解题结果的分析,如负号的物理意义、结论的理解,这样有利于学生对解题结果的理解.

【美】美国教材没有解题结果的分析,但是有对答案单位、符号和数值的验证分析,这样解题显得完整,对结果的解题理解也有帮助.

4对我国物理教材例题编制的启示

(1)进一步重视物理学科素养,注重例题解答过程中的物理意义

动量部分对矢量要求非常高,可借鉴矢量图等方式,突出矢量地位,强化学生对矢量的重视和理解.矢量图仅在必修1第一章第5节《速度变化快慢的描述—加速度》中出现了两次,教师和学生基本没有关注.为了不增加教学负担,在动量部分增加矢量图,引导学生增强对矢量的认识和理解是必要的.

(2)重视解题前对题目的分析和概括,培养学习良好的审题习题

解答前,以明晰的步骤要求画出相关情境图或示意图,标示已知与未知,对培养学习良好的审题习题,强化学生的审题能力有较好帮助,也有利于提高学生解题素养.

(3)增加解题后对结果的分析步骤,还原物理味道

许多学生解题时套公式,对解得的结果不分析,不理解,做物理题像做数学题,体会不到物理味道.教材例题如果增加解题后对结果分析步骤,引导学生解题后的反思,提高学生分析自己答案的合理性的能力,从而达到提高物理学科素养,实现理论联系实际的目的.

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