高中物理教学论文_渗透物理思想_提高思维能力

高中物理教学论文_渗透物理思想_提高思维能力

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1、渗透物理思想提高思维能力在中学物理教学中渗透物理思想方法,是新课标的教学目标之一。物理思想方法是对物理知识的本质及其规律的理性认识,是发现问题、分析问题和解决问题的灵魂和根本策略。一个学生掌握了一定的物理思想方法,就提高了发现问题、分析问题和解决问题的能力。这在物理竞赛中显得更为重要。物理竞赛是提高学生学习物理的主动性和兴趣,培养学生的创新能力和实践能力的一个重要方面。竞赛试题既立足于基础知识,又高于一般要求。它对学生的思维能力、实践能力、创新能力均有很高的要求,学生不仅要有良好的物理素养,还应有具扎实的数学功底和良好的物理思想方法。笔者在物理竞赛

2、辅导中渗透物理思想,寻找物理思想方法与思维能力的结合点,在提高学生的思维品质与思维能力方面收到较好的效果,本文就此与各位同行共飨之。1、渗透微元思想,提高学生善于分析推理的思维能力微元法又称微量法,在物理系统中,一些物理量往往随着另一些物理量的改变而连续地非线性变化。在这种情况下,我们经常需要计算这些物理量的变化率或是变化累积效应。如物体内部张力的计算,非对称性物体的质心位置,非线性变力的功和冲量,非匀变速运动物体的位移和路程,非对称性带电体产生的场强分布,非线性电流的功和电量的计算等。在用微元法解决问题时,往往需要分析相关物理量间的关系,通过微元

3、思想,可以较好地提高学生的分析能力。〖例〗 一只狐狸以不变的速度v1沿直线AB逃跑,猎犬以不变的速率v2追击,其追击方向始终对准狐狸。某时刻狐狸在AB上的F处,猎犬在D处,FD⊥AB,FD=L,如图1所示。设v2 >v1,问猎犬追上狐狸还需多长时间?〖解析〗设某时刻猎犬与狐狸分别运动到D′、F′点,此时υ2与AB线夹角为θi,则猎犬相对狐狸的逼近速度为u=υ2-υ1cosθi,在△t→0极短时间内,两者的逼近距离为△d=u△t,同时,AB方向上,猎犬运动距离为△x=υ2cosθi△t;设所求时间为t,则t=∑△t,L=∑△d,狐狸运动距离x=υ1t

4、。由上面几个方程可以得到:L=∑(υ2-υ1cosθi)△t=υ2t-∑υ1cosθi△t,υ1t=∑υ2cosθi△t,由此两式可以求出:t=Lυ2/(υ22-υ12)微元法中,微小量的累积(积分)可以直接数学运算,但在物理竞赛大纲中,没有要求会用高等数学工具,因此在很多相关题目中,需要巧妙地使用微小量间的关系,这样的题目如果用高等数学来解,并不占便宜,以上就是经典一例。平时训练这类问题,分析各物理量的关系以及物理规律的使用条件,可以培养学生善于分析推理的思维能力。2、渗透黑箱思想,提高学生逆向思维的能力6黑箱问题,或称黑匣子问题,是典型的一类逆

5、向思维问题。黑箱的含义,是指所研究的物理系统透明度很低,内部状况被遮蔽,只能通过有限信息来揭示它的内幕。例如:我们可以通过天体的运动,通过遥远天体的辐射来了解宇宙的结构与演化;可以通过太阳光谱、太阳风暴、太阳黑子来了解太阳的温度、压强、成分、磁场以及太阳中心区域的剧烈的核反应;可以通过高能物理实验来了解物质的微观结构、粒子反应规律等等。求黑箱问题,就是一个由表及里、由现象到本质的问题。在物理竞赛中,通过黑箱问题的训练,能较好地提高学生逆向思维能力。〖例〗(实验题)一个黑箱上面有四个接线柱,编号如图2所示。箱内装有三个元件,按一定方式连接。每两个接线

6、柱间最多只连一个元件,可能没有,也可能短路。盒内的三个元件可能是电池、电阻、半导体二极管。有一块万用表可供测试,要求确定黑箱内三个元件的名称,画出连接电路图,注明各元件数值。〖解析〗仅由题目给出的三条信息,显然无法推测电路的构成。但题目给出了一块万用表,可用此表逐步测试,得到必要的信息。首先确定有无电池及电池的位置:因为如果有电池存在而没有找出其确切的位置,就不能用万用表的欧姆档测各接线柱之间的阻值,否则就可能烧毁万用表。操作时,应当用万用表的直流高压档去测试各接线柱间电压,如测试中指针偏转较小,再改用电压较低档去测试,如直到电压最低档表头指针仍不

7、偏转,则说明箱内无电池存在。在测试中有可能电压表反接而造成指针反指,但因一般所测电池电压较小,电压表指针反打不会对表头造成什么损失。如以上步骤测得U13=U14=0、U24=U23=U21=1.5V,则由此可以判断箱内有干电池,且其一端一定与接线柱2相连,又由两接线柱间只能有一个电池,且测得电压均是1.5V,说明内部本身无回路。接着判断有无二极管:因二极管的正、反向电阻完全不同,所以可用万用表欧姆档去检测两接线柱之间正、反两向电阻情况,但在测试中表笔不可接触接线柱2,这是因为这种接法可能造成欧姆表内部电路与箱内电池构成回路,从而烧毁欧姆表。同时为保

8、护箱内可能存在的二极管,不要使用欧姆表的最高与最低阻档,因为使用高阻档时,欧姆表内接电源电压较高,如恰使二极管反接,可造成

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