现代教育技术环境下利用计算题培养初中生物理思维能力的策略 |
| 所属栏目: 物理论文 更新时间:2022-01-25 点击次数:
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0w.net 物理科学思维能力是初中物理教学的核心。教会学生思维，是贯穿于整个初中物理教学全过程的重要任务。物理科学思维能力不但对学生学好物理至关重要，对学生学好其他学科亦有重要作用。而计算题是培养初中生物理思维能力的很好的方法之一。
计算题是一种比较复杂的题型，这类习题有助于建立较大单元之间乃至力、热、电各部分之间的联系。计算题是每年中考必考的题型，它具有较强的综合性，能将所学的诸多概念、规律融合在一起加以综合运用，是考察学生综合能力的一种较好的手段，也是学生比较畏惧的题型。每年中考，计算题的得分率都很低，甚至部分学生根本动不了笔。
造成这种现象的原因是由于学生思维活动的不健全，对物理知识的理解不到位，缺乏综合运用物理知识和灵活运用物理思维方法的能力。因此，提高学生计算题的解答能力，对于培养学生的物理思维能力，提高物理学习的综合能力，将会起到很大的作用。提高学生计算题的能力分为两部分：第一、教给学生解题的步骤，第二，掌握有效的解题方法。第三，注重解题方法的归纳总结，培养学生的求同思维能力。
一、计算题的解题步骤，培养学生思维。
1.认真审题。 主要弄清题意，明确题中已知的是什么，要求的是什么，题中涉及哪些概念和规律，以及解答本题的基本途径，要求能离开习题的文句用自己的语言复述一遍，审题务求过细，不仅要看清题目明示哪些条件，还要能看清题中还隐含哪些条件，特别要注意其中间状态里可能隐含的重要变化。
2.找关系。也就是针对题目内容分析综合，确定解决问题的方向，选择适合的规律和公式，找准相关物理量之间的关系。
3.简要地写出习题条件。将所有已知量和待求量都用通用的符号表示，表明数值和单位，补充必要的物理恒量，有时需要作出示意图，在图上表明已知量和待求量以助分析。
4.列式和演算。这一步是在明确了各个已知量、未知量及某个物理量在题目中叙述的物理现象或物理过程变化时存在的关系，根据公式或规律列出相应的表达式，并推导出待求物理量的计算式。 在明确物理过程、疏通思路和确定需用公式的情况下，列出方程，将已知量代入公式，并进行演算。
5.代入数据求解。这一步是把所用到的已知物理量的单位统一后，把已知量的数据代人计算式中，通过正确运算，得出答案．同时对答案进行合理化验证，最后确定正确答案。
6.分析、检查答案。其中包括检查答案是否合理和合乎实际，单位是否正确，导出的公式及其演算是否正确等方面，关于数值的检验，可以先用口算法估算数值的数量级是否合理，然后根据需要和时间的许可，再具体复核演算过程。
二、掌握有效的解题方法,培养学生的思维
1.一题多解，培养学生思维的广泛性。
“一题多解”是指通过不同的思维途径，采用多种解题方法解决同一个实际问题的教学方法。它有利于引导学生从多角度、多方位观察和思考问题，扩大视角，开阔思路，避免思维的局限性，提高学生的应变能力。
例如:《基础训练》109页第4题，实验室购买了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡，某同学在利用其中一只小灯泡做“测量小灯泡的电功率”的实验时，得到了如下表所示的一组数据：分析这组数据，你认为小灯泡是否合格？ （ ） 。其原因是（ ）。
| 次数 |
1 |
2 |
3 |
| 电压/V |
3 |
2.5 |
2 |
| 电流/A |
0.44 |
0.4 |
0.34 |
这是一道多条件、答案确定而解题途径和策略不唯一的开放性试题，可以通过比额定功率、比电流、比电压的方法来判断小灯泡是否合格。
又如：117页第2题，一个弧光灯的电阻是5Ω，正常发光时的功率为500W，若想将它接入22V的电源上，仍使其正常发光，必须（ ）联一个（ ）Ω的电阻。串联电阻有分压作用，求电阻阻值可以有多种方法，可以先求出电路中的电流，总电压除以电流求出总电阻，总电阻减去弧光灯的电阻阻值即为串联的电阻阻值，也可以让总电压减去弧光灯的额定电压，得到串联电阻的电压，该电压除以电路中的电流即为串联电阻的阻值。等等。
老师在讲解过程中，应该让学生充分发言，鼓励他们说出自己的想法这样使学生改变思维方法和角度，不断发现新的解题路径，解题思路越来越广阔，越来越灵活。而且每发现一种新的解法，都会让学生产生惊喜，从中体验解题的乐趣，享受成功的感觉。
2.一题多变，培养学生思维的灵活性。“一题多变”是指从多角度、多方位对例题进行变化，引出一系列与本例题相关的题目，形成多变导向，达到熟悉并灵活应用与题目相关知识的目的。“一题多变”可以是老师“变”，即老师根据教学大纲的要求，恰当地对题目进行延伸、演变、拓展，呈现出一系列的变式题；也可以把“变”的权力教给学生，即引导学生在原题的基础上，改变条件或相关的物理场景，提出一些与教学内容相关联的、有价值的问题，并自己解决。
例如:一个“220V，100W”的灯泡，根据灯泡的铭牌，你可以计算出哪些物理量？学生很容易算出两个相关物理量：灯泡正常工作的电流；灯泡的电阻。接着老师提出新的要求：如果让你补充一个已知条件，你还可以计算出哪些物理量？老师的要求让学生产生了兴趣，激发了他们的好奇之心。经过一番思考和讨论，学生们陆续提出了一系列的问题：（1）灯泡通电1小时，消耗多少电能？（2）灯泡消耗了1kWh的电能，这个灯泡工作了多长时间？（3）如果把灯泡接在110V的电路上，其实际功率是多少？（4）如果灯泡的实际功率只有50W，那么加在灯泡两端的实际电压有多大？（5）如果把这个灯泡与一个“220V，40W”的灯泡串联，哪一个更亮些？如果是并联呢?……这样，一道简单的题目衍生出六、七道相关的题目，通过学生的提问、讨论、解答，让学生将与知识点有关的基础试题“一网打尽”，使学生对知识的理解更加深入，条理更清晰，达到熟悉并灵活应用与题目相关知识的目的。
3.逆向推理，培养学生思维的多向性。
在解答计算题的过程中，如何建立已知量、未知量之间的联系是解题的关键。建立已、未知量之间的联系的主要方法是:正向分析和逆向推理相结合。即从已知看所求，从所求看已知。
面对一些综合性强，信息量大，涉及知识点多的复杂的题目，当从题目的信息中看到多个信息量而无法确定所需的已知量时，就需要采用逆向推理的方法，即从所求看已知，根据所求的物理量的需要找出相关的信息，以此排除其他信息的干扰。
例如，某同学家的电子式电能表上个月月初电表示数为12519.6kW.h、月末的表盘12614.6kW.h。表盘上“1600imp／kW.h”表示每用电1 kW.h指示灯闪烁1600次。电能表表盘上还标有“220V 10A”根据表盘上的信息，回答下列问题：
(1)该同学家上个月共用电多少kW.h?
(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少?
(3)若只让一个标有"220V 484W”的电热器工作3min，观察到电能表的指示灯闪烁了32次，则该同学家的实际电压是多大?(没电热器的电阻不变)
第3小问，这是综合性较强的计算题，连同隐含条件,一共有7个已知量,涉及到的物理知识有：电功率、电阻、电功、电压。学生遇到这类题目往往感到无从下手，找不到解题的切入点。这时老师可以引导学生，改变思维方向，从所求量入手，采用逆向推理的方法，运用有关概念、定律找出各物理量之间的联系，层层推理，确定解题思路和分析途径。逆向推理的过程可以用图表的形式，逐步板演在黑板上，使解题思路清晰明了。
三、注重解题方法的归纳总结，培养学生的求同思维能力。
物理的计算题千变万化，提供的物理场景纷繁复杂，但无论其条件怎样变，提问的方式怎样变，总是离不开物理的基本概念和基本规律的应用，在解题方法上都会有许多共同的特点和共通的地方，例如：对于电功率的公式P=I2R，通常用于串联电路，P=U2/R通常用于并联电路中，对于非纯电阻来说，求消耗的电能，用公式W=UIt，损失的能量用焦耳定律公式Q=I2Rt，输出的机械能则用公式W=UIt-I2Rt来求，又如：对于“固体压强”的计算,通常是先通过受力分析找出压力F,再根据压强的定义式p=F/s算出压强值；而在计算“液体压强”时,则是先根据公式p＝ρgh算出液体的压强,然后再运用公式F＝ps算出液体的压力等等。
因此，老师在对学生进行一定量题目的训练后，要引导学生对解题方法和解题技巧进行归纳总结，将一些典型问题条理化、规律化，使学生在遇到此类问题时有章可循、有路可走。同时可以帮助学生克服对计算题的“恐惧”心理，增强学习的信心，提高学习的效率，真正地起到了举一反三的作用。更重要的是通过总结出带有规律性的知识点，提高学生的求同思维能力，进而减轻学生负担，达到事半功倍的效果。
初中学生计算题解题能力的培养和提高，是一个长期训练，长期培养，不断总结、不断提高的过程。这需要老师在平时的教学过程中，有效地开发和训练学生的思维，帮助学生正确建立概念，深化概念理解，完善思维顺序，优化思维过程，建立多向思维角度。让学生探究物理规律，领悟物理思想，优化解题思路，提高解题速度和解题的成功率，使学生对所学的知识达到融会贯通，进而提升学生的综合素质和能力。来
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