浅谈一题多解在大学物理教学中的作用

郑艳彬

摘 要:以一道刚体力学的典型题目为出发点,介绍了两种不同的解题方法。探讨了一题多解在大学物理教学中的作用,并提出了在具体实施一题多解教学时应注意的问题。

关键词:一题多解大学物理刚体力学发散思维创新能力

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(b)-0146-01

“条条大路通罗马”,解决同一个问题,方法往往有多种,一题多解在教学中具有重要的意义。目前在非物理专业大学物理教学中,课时普遍较少,为了节约时间,往往忽视了这种教学方法的应用。但是一题多解在巩固和加深所学知识,培养学生发散思维能力与创新能力,培养学生学习兴趣方面起着重要作用,所以必须加以重视。

1 下面以一道刚体力学中的典型例题,谈一下一题多解在大学物理教学中的作用

例题:如图1所示,一圆形飞轮可绕垂直轴转动,边缘绕有绳子,在绳子下端挂以质量M的物体。已知圆形飞轮半径为R,质量为m(已知转动惯量I＝mR2,摩擦力不计)。求:

(1)圆形飞轮的角加速度;

(2)绳子下端挂的物体下落高度为h时,圆形飞轮的角速度和转动动能。

解:(1)如图1所示,设圆形飞轮的角加速度为β,物体下落的加速度为a则有:

解法二:据机械能守恒定律,质量为M的物体减少的重力势能全部转化为本身的动能和飞轮的转动动能,所以

1.1 一题多解可以巩固和加深所学知识

例题中第一种解法是利用刚体转动的运动学方程以及角量和线量的关系来求解,第二种方法是利用机械能守恒的观点来求解。这两种解法涉及的知识点不同,通过这两种解法,能巩固所学知识。第二种解法中的机械能守恒式,加深了对转动动能这个概念的理解,使学生深刻的认识到转动动能作为机械能的一种,也可以和其他形式的机械能相互转化。

1.2 一题多解可以培养学生的发散思维能力和创新能力

此题的两种解法得到的答案虽然相同,但解题的途径却不同,因为思维的出发点不一样。一般说来任何问题的解决方法都不止一种。对从未接触过的问题,基于对问题全面、深刻的理解,利用所学的知识尝试多种方法求解,都是值得提倡的。尽管有的方法不是最优化的方法,甚至有的方法解不出答案,但是这是初学者获得经验的一种途径。而且一题多解打破了思维定势,培养了学生的发散思维能力,提高了思维品质。美国心理学家吉尔福特说:“人的创造力主要依靠发散思维,它是创造思维的主要成分。”[1]通过发散思维,一些问题的创新性解法会被发掘出来,创新能力会逐步提高。

1.3 一题多解可以培养学生的学习兴趣

通过一题多解,学生会感到信心倍增,伴随信心而来的是对大学物理浓厚的学习兴趣,在兴趣的驱使下,会更加端正学习态度,达到一个良好的循环。

2 在具体实施一题多解教学时,需要注意的几个问题

2.1 所选择的题目的难度必须适当,在大多数学生的“最近发展区”之内

“最近发展区”是前苏联心理学家维果斯基最早提出的。他认为学生的发展有两种水平:一种是学生的现有水平,指独立活动时所能达到的解决问题的水平;另一种是学生可能的发展水平,也就是通过教学所获得的潜力。两者之间的差异就是最近发展区。教育心理学家的研究和教学实践表明,太容易的问题激发不起学生的学习兴趣,太难的问题使学生望而却步,挫伤学习的积极性,只有处于“最近发展区”的问题才能最大限度的提高学生的学习兴趣。由于学生的认知水平和对知识的掌握水平存在个体差异,在选题时应该照顾到大多数学生,充分调动广大学生学习的积极性。

2.2 要运用启发式教学方法

在对学生进行一题多解的训练过程中,切忌采取传统的灌输式教学方法。如果采取满堂灌的方式,把所有的解法都罗列出来,学生只是记住了各种解法,思维过程并没有得到锻炼。以后遇到类似的题目,解题的思路还是不清晰,甚至因为记住了太多的解法而导致混淆,一种解法也做不出来。在教学中采取启发式教学方法,教师只是思维的诱导者,学生是思维的主体,只有这样才能真正提高学生的思维能力。“授人以鱼,不如授人以渔。”重要的是教会学生思维的方法,而不是具体问题的解决方法。

2.3 要对各种解题方法进行点评和总结

在众多的解法之中,有的思维过程简单但计算复杂,有的思维过程复杂但计算简单,有的思维过程和计算都简单。教师要对每种解法的特点和需要注意的问题进行点评和总结,寻求最优化的解决方法。有的解题方法表面上不同,其实本质上是相同的,教师应该揭示其本质,使学生的认知水平达到一个飞跃,更深刻的理解知识的内在联系。

2.4 要注重训练逆向思维和发散思维能力的结合,全面提高学生的思维品质

逆向思维是与一般思维方向相反的思维方式,和发散思维一样,是创新型人才所必须具备的一种能力。在进行一题多解训练时,可把培养学生发散性思维和逆向思维能力结合起来,全面提高学生的思維品质。

21世纪的教育要培养基础厚、知识宽、能力强、素质高的人才,一题多解在夯实基础知识、培养创新能力等方面都具有重要的作用,所以要在教学中加以运用,不断提高教学质量。

参考文献

[1] 李明树.“一题多解”在培养学生创新思维能力中的应用[J].数学学习与研究,2011,21:75.