在物理教学中培养学生的终身学习能力

2021-04-14 01:59陈刚文
数理化解题研究 2021年9期
关键词:质点斜面本题

陈刚文

(广西民族高中 530199)

作为高中物理老师,应该在课堂上教授什么?通过物理课程的学习希望学生剩下的是什么?我认为,在课堂上,老师讲述的关于物理定理、公式和结论可能会被学生忘记,但我们指导学生学习物理的思想方法和学习能力、研究态度一定能够长久地支持学生的学习、生活和工作,这是不会“还给”物理教师的.这些被学生终身保持的,成为他们行为习惯的就是一个人的基本素养和学习的能力,才是我们每一个物理老师的价值所在.

那么,我们该如何培养学生学习物理的能力呢?我们又希望学生通过学习物理达到什么程度呢?我们老师应该在物理教学中通过各种物理观念的阐述和理解,创设各种科学的探究内容,使学生逐步形成良好的科学思维方式,使学生能正确认识科学的本质;从而养成对学生本人终身发展有利的学习能力.

为了达到这一目的,作为高中物理教师需要我们在教学中,认真研究,充分挖掘,“授人以鱼”更要“授人以渔”.下面,我从以下几个方面阐述我对培养学生的学习能力的见解:

一、从物理的相互作用中培养学生的对复杂问题的分析能力

物体间的相互作用在物理现象中普遍存在的,事情的发展也和外界具有千丝万缕的联系,我们通过分析两个甚至几个物体间的相互作用,从而找出其中相关的规律,并能解决问题.使学生能在复杂问题的过程中学会分析问题,解决问题,并用之指导自己的生活.

例1如图1所示,物体A、B通过轻绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A、B的质量分别为2m、m,开始时轻绳伸直,用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h,物体B静止在地面上,放手后物体A下落,与地面即将接触时速度大小为v,此时物体B对地面恰好无压力,不计一切摩擦及空气阻力,重力加速度大小为g,则下列说法中正确的是( ).

图1

A.物体A下落过程中,物体A和弹簧组成的系统机械能守恒

本题中物体A、B之间的相互作用较为复杂,通过一条轻绳和一根轻弹簧相连接,之间还跨过两个定滑轮,学生理解起来较为困难.教师在讲解时要先从整个过程去分析A、B两个物理的运动,让学生在整体上把握;其次老师还要帮助学生分析整个过程中的两个物理的各自的状态,其中本题中最关键的状态就是当A物体即将与地面接触时,物体B刚好对地面没有压力.利用此时B物体的平衡状态,即可求出弹簧的弹力和绳子的张力,再结合能量观点即可求解.

本题的讲解,先从整体上把握运动过程,然后再单独分析各自的运动状态,即先整体分析,把握方向,再隔离分析,找到相互作用的规律.通过对试题的讲解,是在教给学生平时解决问题的方法,并培养他们的综合能力,即在平时的学习和生活中,我们对于解决一个棘手的事情既要着眼于全程,又不能忽略局部的某个细节,甚至有时候细节是能决定成败的.这就是学有所得了.

二、从物理的能量关系中培养学生的整体和守恒的思想

能量守恒是物理学中三大守恒定律之一,而能量守恒应该是在一个整体的系统中此消彼长而守恒.高中学生对于整体的意识较为淡薄,守恒的概念不强,在学习和解决此类问题时较为吃力,时常会因为过程的繁杂而弄不清楚那种能量是增加的,增加了多少;或者总是想方设法把每种能量的具体数值算出来,结果却处处碰壁.通过能量守恒的学习,使学生在学习的过程中形成整体的思想,以适应未来生活的要求.

图2

例2如图2所示,光滑斜面底端挡板上固定着劲度为k=200N/m的轻弹簧,弹簧另一端与连接着质量为m=4kg的物块P,轻绳一端系在物体P上,另一端跨过光滑的定滑轮挂有轻质挂钩,挂钩不挂任何物体时,物体P处于静止状态,在挂钩上轻轻挂上质量也为m的物块Q后,物体P开始沿斜面向上运动,已知斜面足够长,斜面倾角30°,细绳与斜面平行,运动过程中Q始终未接触地面,g=10m/s2.

(1)求物块P刚开始运动时的加速度大小

(2)物体P沿斜面向上运动多远时获得最大速度.

(3)物体P的最大速度的大小

本题中,因为P连接着弹簧,所以P、Q两物体都不是做匀变速直线运动,所以在求解P的最大速度时,就不能应用牛顿运动定律来求解了,而只能用能量观点了,学生对物体的运动过程中何时速度最大应该可以理解,就是当P的加速度为零的瞬间,而此时对于弹簧而言,从开始到P速度最大的过程中,弹簧的形变量是相等了,利用此关系,可知对于P、Q及弹簧组成的系统,机械能是守恒的,且弹簧的初末状态弹性势能相等,可视为不变,所以只需列出P、Q间动能和重力势能的相互转化式子即可解决.

在物理的学习中,只要我们细心分析,就可以排除一些干扰的条件,让关键的和隐含的条件凸显出来,利用我们建构的物理模型,问题就可以得到解决.学生通过此类题目的训练,增强了他们解决问题的自信心,也提高了他们找到关键条件的能力和水平.其实在日常的生活中,我们的问题何尝不是一个接着一个,看起来很复杂,其实我们只要能静下心来排除干扰,定能拨开云雾见太阳.

三、利用物理模型,进行合理的推理和缜密的论证,培养学生的分析和推理能力

高中阶段常见的物理模型有很多,有理想化的模型,例如:质点,点电荷,电流元等,还有实际的模型,立体斜面体,板块等,在教学中通过建构这些模型,帮助我们理解抽象的物理知识和规律.同时,老师也可以利用好这些模型,设计一下陷阱,把问题凸显出来,从而培养学生的分析和推理能力.也使学生在分析的过程中能培养自己的危机意识.

例3一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=T/2时刻,该波的波形如图3(a),P、Q是介质中的两个质点.图3(b)表示介质中某质点的振动图像.下列说法正确的( ).

图3

A.图3(b)是质点Q的振动图像

B.在t=0时刻,质点P的速率比质点Q的大

C.在t=0时刻,质点P的加速度的大小比质点Q的大

D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图3(b)所示

E. 在t=0时刻,质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大

本题考查的内容并不复杂,就是机械振动和机械波相互结合的常见的题型.但是在高考当中,很多考生会错选A或B选项,原因是有部分同学想当然,错以为图3(a)为t=0时刻的波形图,这是陷阱一;当然更多的同学是对知识点不熟悉,不会对波动图像进行推理,只要学生能从图3(a)往后推T/2时间,就能选出CDE这三个正确选项了,因为根据波动的周期性,在t=0与t=T这两个时刻的波形是完全一样的.所以,在平常的学习与考试当中,我们应当培养学生的危机意识,教会学生在繁复的信息面前找出陷阱,并能跳过去,这也是在培养学生的科学态度和社会责任,他日学生走向社会,相信这样理性的科学思维能够帮助他们分辨真伪,尽可能地避开一些社会风险.

在《真实的幸福》中提到,没有意义的寻欢只会带来更大的空虚,通过自己努力的幸福才会有真正的幸福感受.当你完全沉浸在做一件事中获得的满足感是即时愉悦所不能比拟的,就像一些科学家,他们生活简朴,没有过多物欲,但是在自己的研究领域他收获了巨大的满足感,这就是他们的幸福来源.由此,我们看到,学习本身就是一件幸福的事,在学生的早期学习中提升自己的学习能力,对他们的终生学习是有巨大帮助的.

即使是在目前的考试制度下,我们也应该在平时的教学中落实立德树人的根本任务,着重培养学生的终身学习能力.只要我们能尽可能多地挖掘身边的例子,扩展延伸联系生活实际,总能找到题目中生活的影子,让学生体会劳动的美.从而打破书本知识与生活实际之间的壁垒,用联系的眼光看问题,在这样的教学引导下,是有利于培养学生良好的思维方式,培养学生科学正确的社会责任和态度的.这才是我们高考改革的初衷,培养德智体美劳全面发展的人,回到立德树人的教育目标上来.

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