学生解答物理题时存在的问题及对策

2012-12-31 00:00:00吴小平
考试周刊 2012年45期


  摘 要: 本文以解物理习题为切入点,分析解题时常见的问题,探索了解决的方法。
  关键词: 物理习题 常见问题 解决方法
  解题是整个学习物理过程中非常重要的环节。而一些学生对做题的目的不甚明确,匆匆解题,就题论题。只重视解题数量和结果,不注重解题的质量;只重视题目的解前分析,忽视了解题后的再思考。从而严重影响了学生对物理知识的巩固,阻碍了学生能力的发展,使学习效率大大降低,学习物理变成了繁重的包袱。正确认识习题解答中存在的问题,并根据不同情况进行矫正,将大大增强学习效果,使学习物理变得轻松而有趣。为此,要求学生解题前明确解题目的、解题中规范步骤、注重逻辑推理、多角度对题目进行分析,同时加强解题后的再思考,挖掘题目内涵。可以通过变换已做习题的已知量,扩展习题内容。教学实践证明,这一做法可使学生举一反三,触类旁通,从而达到减轻学生负担,增强学生解题能力,提高教学质量的目的。
  一、解题时常见的问题
  1.目的性不明确,解题程序混乱。
  当前学生对于解答习题的目的认识模糊,解题程序比较混乱。在学习过程中不明确为什么需要解题,解这道题的目的是什么;有些学生在解题的过程中不留心解题的过程,不去弄懂为什么这样解的道理,而是想尽办法能快点解出答案来,这些学生没有在应有的解题程序上分析所解的习题,好像解题只是为了得到答案,做习题只是为了完成老师布置的作业。有些学生表现为一看到习题,就思维行为混乱,做做试试,当第一种尝试被证实是错误的时候,马上就做第二种尝试,如果又错了,接着做第三种、第四种尝试,就这样一直到放弃所有的尝试,或者是偶然地碰到一种正确的解法为止。
  2.对物理习题“做得多、想得少”。
  做物理习题有些学生只是模仿在课堂上学过的例题来解答习题,所以一遇到类型不熟的习题时,就埋怨这样的题没解过、没学过,好像非得把所有的题都学过、预先把所有类型的题目都逐个解过不可。这种现象说明有些学生学得过于死板,在活化知识方面缺乏功夫。究其原因,就是平时做题时想得太少,思考得不够,往往结果得出来后就认为任务完成了,这样习题尽管做得多,却思考得少,总结得少。
  3.对物理习题“粗做多、精做少”。
  在物理习题的解答中,有一些学生贪快图多,不注意分析物理过程,不注意解题过程,做多少算多少,结果做出来的东西只有自己能勉强看懂;有些同学的解题只是一大堆的公式,既没有物理情景的分析,又没有必要的文字说明,过程之间的联系不作交代,只是粗线条式地解题。
  4.做题目套公式多、分析得少。
  在物理习题的解答过程中,部分同学的解题是在一大堆公式中碰来碰去,运气好的恰巧碰到了一个合适的公式,解题能顺利下去;运气不好时,公式套来套去就是无法套到合适的,结果解题过程只能被迫停下来,用这种碰运气、套公式的解题方法永远也不可能学好物理。有些同学在解题的过程中没有养成画图的习惯,整张物理试卷中没有一幅受力分析图,也没有一幅情景分析图,就是整篇的数学公式。
  5.不注意解题后的反馈、不喜欢动手运算。
  有些同学解题只是为了完成老师的作业,作业发下来后,有的根本不看就放进抽屉里;还有些同学只是看一下有没有错误,没有错误就万事大吉;若有错误也只是粗略地看一下,根本不去深究为什么会错,错在哪里,因而以后遇到了同样的或相似的题目还是要错,解题的目的根本无法达到;有很多同学平时作业不喜欢动手运算,即使很简单的运算也要借助于计算器,到考试时遇到稍难一点的计算,就感到烦,从而错误百出,丢掉了许多不应该丢的分数。
  二、解决方法
  1.明确目的、规范解题步骤。
  每个同学都应明确,做习题是为了掌握知识、巩固知识、形成技能而采用的一种有效的训练方法,是学习过程的延续,是提高能力的手段。为了提高自己思维的有序化程度,解题必须做到规范,用统一的通用物理符号,做到先分析物理过程,再列出必要的方程,最后联立方程求解,千万不可什么都设X,用数学代替物理,把物理数学化,也不列一个等式,就直接代入数据解一下,从而造成解题步骤混乱,干扰思维深入,造成错误的结果。
  2.注重一题多解、多思考多讨论。
  解一道题应充分发挥题目本身内涵的教育功能,不应把得出答案看成是解题的完成,恰恰相反,答案出来以后是总结回顾、提高自己整体把握能力的极好时机,不应错过。所以答案出来以后,我们要回过头来重新思考一下,看看是怎样解出来的,有什么经验和教训可以吸取,克服解题的盲目性,提高解题效率。粗做十道题,不如精做一道典型题,精做一道典型题可以获得举一反三、触类旁通的效果;精做物理习题可以对一些题进行一题多解,对习题“扩充”、“变型”或在某些条件下变更一下,进行一题多用和一题多议。在实际解题过程中可以这样做:(1)先用最熟悉的方法,分析、解答出正确答案;(2)考虑有没有其他方法;(3)从同一条件出发,可不可以有不同的情景,得出不同的结论;(4)如果条件改变,会出现什么情况。
  例:质量为M的小车在水平面上以速度V做无摩擦的直线运动,在小车顶的前缘放上一质量为m,且相对于地面静止的物体,若物与车的摩擦系数为μ,为了使物不至从车上滑下去,问车顶至少多长?
  分析:因为物体m不至于从车顶滑下的条件是物体刚好滑到边缘时与车具有共同速度V,物体与车组成的系统在水平方向上受到外力为零。
  由动量守恒定律MV=(M+m)V
  解得:V=MV/(M+m)(a)
  以下几种解法中均以(a)式代入
  解法1:运用动力学和运动学公式求解
  因为物体m的加速度a=μg,车M的加速度a=-μmg/M
  所以物对地的位移S=V/2 a=V/2μg(1)
  车对地的位移S=(V-V)/2 a=(V-V)M/2μmg(2)
  车长至少为:L=S-S(3)
  由(1)、(2)、(3)、(a)式解得:
  L=MV/2μg(M+m)
  解法2:用平均速度求解
  物体m刚滑到车后边缘时,物、车作用时间为:
  t=V/a=V/μg (1)
  所以S=(0+V)t/2 (2)
  S=(V+V)t/2 (3)
  车长至少为:L=S-S (4)
  由(1)、(2)、(3)、(4)、(a)式解得:
  L=MV/2μg(M+m)
  解法3:运用动能定理求解
  将动能定理运用于m:fS=(mV/2)-0 (1)
  将动能定理运用于M:-f′S=(MV/2)-(MV/2) (2)
  而f=f′=μmg (3)
  车长至少为:L=S-S (4)
  由(1)、(2)、(3)、(4)、(a)式解得:
  L=MV/2μg(M+m)
  解法4:用功能关系求解
  对于物、车组成的系统,摩擦力的功等于系统机械能的变化:
  fL=(MV/2)-[(M+m)V/2] (1)
  又:f=μmg (2)
  由(1)、(2)、(a)式解得:
  L=MV/2μg(M+m)
  解法5:用图像法求解(略)
  解法1、解法2和解法5运用了动力学和运动学,以及图像法解题;解法3、解法4运用了功和能的知识。解题途径不同,所确定的研究对象不同,所列的方程也不同。一题多解,殊途同归,异曲同工,可引导学生开阔思路,提高解题能力,同时还可以迎合学生的求异思维,激发学习兴趣,较大面积地复习巩固已学过的物理基础知识。
  3.注重分析推理的严密性。
  分析、推理、解答要步步为营,要以最基本的知识、规律作为推理的依据,千万不能想当然。一般情况下可从以下两种方法入手进行分析。
  (1)从初始条件出发进行分析。如解法1,根据题目所给的已知条件,根据力和运动的关系,分析出两物体的运动状况,然后根据动力学规律列方程求解。
  (2)抓住临界状态进行分析。所谓临界状态是指在一种运动形式转变为另一种运动形式的过程中,存在的一种特殊状态,它既是前一种运动形式的结束,又是后一种运动的开始。因此抓住临界状态进行分析,容易抓住物理本质,便于物理过程的展开,使解题达到相应的深度。以上例题中临界状态是:物体不至于从车顶滑下的条件是物体刚好滑到边缘时与车具有共同速度V。
  4.充分利用图像的解题功能。
  当遇到物理问题时,若能提供一定量的物理图形,使之与大脑中储存的知识一致或相近时,就能使新旧知识处于“共振”状态,激活知识,思维被最大限度地激发,起到提高思维敏捷性的作用。分析物理问题时穿插一些物理情景、受力分析图,在充分激发旧知识的基础上,有利于活跃思维,提高思维的有序化程度,合理、协调地利用图像和图景,可以促进各种知识之间的相互迁移,从而灵活地分析物理问题,提高思维的灵活性、广阔性;熟练掌握典型的物理情景及其模型,有利于思维的多向发散和聚合,升华为简洁、直观地思考问题,产生不同一般的思维解决方式,提高思维的独立性。
  5.重视解题后的反馈信息,做好错题记录。
  习题的作用一方面是为了巩固知识和技能,另一方面是为了检查自己所学的知识有没有漏洞,因而习题中的错误就是知识和技能有漏洞的反映,应该引起我们的足够重视。把错的习题、错的解法、错误的思维方法,以及正确的思维方法记下来,以便复习巩固,做到错过一次,不会再错,提高认知的准确度和解题的正确率。
  学生在解答物理习题时只要能熟练掌握以上方法,解题的能力和水平就会得到提高,从而达到事半功倍的效