康健
安徽省淮南市二十四中学 安徽淮南232007
摘要: 本文论述了高中物理解题难的几个原因,并就其中如何正确的解题从物理观念和科学思维两个方面结合案例进行探析,找到解题的核心方法和思路。
关键词:核心素养,物理观念,科学思维
国家颁布的高中物理教学纲要(2017版)指出,高中物理课程是普通高中自然科学领城的一门基础课程,旨在落实立德树人根本任务,进一步提升学生的物理学科核心素养,为学生的终身发展奠定基础,促进人类科学事业的传承与社会的发展。这些目标的达成,最终都要落实到任课教师在课堂设计上和课堂教学上,一点一滴的通过课堂教学和课下教育来完成。
实际上,很多进入高中学习的学生,普遍都有感受,就是物理学科难学,考试更难考出高分。虽然教材中的知识看起来不是很难理解,似乎还能接受,但是在做练习和测试时,总是不能正确的应用所学的知识来处理题目,即解不好题,这样就导致学生总是考不出自己理想的结果。出现这种现象的原因是多方面的,大致可总结为以下几个方面。
一、跟学生个人的思维侧重有一定的关系。二、能否做好物理题目还和学生的知识积累有关。三、跟学生的后天努力和学习习惯有关。只有主动学习才能树立正确的学习观,培养适合自己的学习方法,提高自己的学习能力。
四、跟学生的心理,情绪有关。五、和学生的做题的方法习惯有关。
下面仅就如何提高学生的解题效率展开讨论,根据我对学生的观察和自己的深入思考,我认为解决学生做不好题的方法可以从以下几个方面来改进。
1.帮助学生逐步树立正确的物理观念。
“物理观念”是物理学科核心素养四个方面之一,是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识;是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华;
是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。“物理观念”主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素。当学生面对题设所给的运动过程时,能否从物理学角度即从运动学,力学,功能关系等视角来进行判断,思考这一过程,这将是学生能否正确做出题目的前提。例如:一小车在斜面从静止开始运动,计算到达斜面底部时的速度。从物理学的角度来开,首先是受力的作用,如图:小车受到3个力的作用,在这3个力的作用下,小车从静止开始做匀加速直线运动。这样,我们就可以用匀变速直线运动的规律和牛顿第二定律来进行计算。如果从能量角度来看,小车运动时,会有重力,摩擦力做功,对应能量转化是重力势能转化为动能和内能。
2.逐渐发展和完善学生的科学思维。
“科学思维”是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式;是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑和批判,进行检验和修正,进而提出创造性见解的能力与品格。“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。具体到实际解题时,就是根据题设描述建构物理模型,再根据前面的物理观念,对物理模型进行科学推理,科学论证。对物理模型的处理思维是学生在课堂上学习时必须要学习和掌握的。高中阶段的物理模型从运动过程来看有匀速直线运动,匀变速直线运动,匀变速曲线运动,匀速圆周运动,机械振动等。下面我们举例说明。
例:如图所示,固定的粗糙弧形轨道下端B点水平,上端A与B点的高度差为h1=0.3 m,倾斜传送带与水平方向的夹角为θ=37°,
传送带的上端C点与B点的高度差为h2=0.112 5 m(传送带传动轮的大小可忽略不计).一质量为m=1 kg的滑块(可看作质点)从轨道的A点由静止滑下,然后从B点抛出,恰好以平行于传送带的速度从C点落到传送带上,传送带逆时针转动,速度大小为v=0.5 m/s,滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.8,且传送带足够长,滑块运动过程中空气阻力忽略不计,试求:
(1)滑块运动至C点时的速度vC大小;(2)滑块由A到B运动过程中克服摩擦力做的功Wf;(3)滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量Q.
我们首先要根据题意建立起物理模型。从起点A开始,滑块先是沿着粗糙弧形轨道下滑,到B点,为一个结点。此过程是一般的曲线运动,从B到C是平抛运动,C到D在传送带上做匀变速直线运动。其次,结合物理模型,运用物理观念从运动特点,相互作用,功能关系等方面分析三段过程。在A到B的过程中,滑块受到变力的作用,重力做正功,摩擦力做负功,重力势能转化为内能和动能。B到C只受重力作用,匀变速曲线运动,只有重力做正功,重力势能转化为动能。在传送带上,也受到恒力的作用,会有重力做功,摩擦力做功,动能,势能,内能相互转化。最后,明确运动状态,选择合适的原理列出方程。即A到B的过程中,这种情况只能运用功能关系来处理,B到C可以用平抛运动分解的方法或功能关系来列出方程,在传送带上,先判断出受力特点,才能明确滑块的运动规律,所以,得用牛顿运动定律。具体解析如下
综上可以看出,物理观念和物理思维在解题中所起到的作用是很重要的,在具体处理题目时,还要明确两个核心:一是在运用牛顿定律处理题目时,核心是力及力的变化,因为力是改变运动状态的原因,所以要把握住力的变化,才能随时判断运动状态的变化。二是在功能关系中,核心是力做的功。因为功是能量转化的量度,所以,明确了功,就等于知道了对应的能量转化。希望本文对读者在处理物理问题时有一点作用。