初中物理教学中学生解题能力的培养策略

2023-05-30 10:48:04李晓红
数理天地(初中版) 2023年10期
关键词:教学设计初中物理培养策略

李晓红

【摘要】解题能力在物理学习中有着非常重要的作用,提高解题能力是提升学生物理学科成绩的重要前提.基于此,本文以促进学生物理核心素养发展为目的,采用案例分析等方法进行研究,并探究针对如何提升初中生物理解题能力提出参考建议,即夯实学生基础知识,奠定其解题能力发展基础;加强思维训练,发展学生独立解题能力;联系现实生活,引导学生解决实际问题;指导反思总结,提升学生举一反三的能力;关注学生心态,提高学生学习的自信心.

【关键词】初中物理;教学设计;培养策略

随着新课程标准的落实,物理作为初中阶段的重要课程,其在培养学生核心素养方面发挥的作用也越来越突出.但是,由于物理知识难度较大,加上概括、抽象、推理等逻辑思维的深入,部分同学在运用物理知识解决问题的过程中遇到困难,甚至一些学生对于学习物理产生了极大的畏难情绪.面对此种情况,教师应该根据新课程标准的指导,有意识地引导学生解题,培养学生的解题能力,让学生在解决问题的过程中夯实知识、运用知识,同时也提升学生学习物理的信心.

1夯实基础知识,奠定解题能力发展基础

解题的过程就是知识应用的过程.在初中物理教学中,教师应加强基础知识的讲解,注意完善学生知识结构和基本技能,指导学生掌握解题的基本方法、理解基本题型,这样才能让学生逐渐完善物理知识体系,并灵活运用所学知识和方法解答问题.在学习光的反射相关知识时,学会作图是学生应掌握的基本技能.教师结合具体教师指导学生作图,并引导他们掌握作图的方法步骤,提醒他们注意其中的易错点.在教师的指导下,学生逐渐认识到了光的反射的作图要点:先画法线,法线过入射点,垂直于镜面.同时在教师的提醒下注意了“法线是虚线,画垂直符号”等问题.在画反射光线时,学生运用量角器进行测量,或者在平面镜上方画一条平行于平面镜的直线,使反射光线与直线的交点与入射光线与直线的交点到法线的距离相等,从而保证反射角等于入射角.同时在教师的提醒下完善绘图,确保反射光线是实线,且箭头方向准确.例如,在学习浮力相关知识时,掌握F浮=ρ液gV排以及相关公式是学生顺利解答问题的前提.

例1 把体积为5×10-4m3的物体浸没在水中,若该物体重为8 N,放手后物体将__________(填“上浮”“悬浮”或“下沉”),最后物体受到的浮力为__________N.

解析物体浸没在水中,V排=V物=5×10-4 m3,则球受到的浮力:F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×5×10-4 m3×10N/kg=5N,由于物体重力G=8N,则F浮<G,所以物体将下沉;在下沉到底部的过程中,V排始终等于V物,水的密度不变,由F浮=ρ液gV排可知,浮力不变为5N.

在上述案例中,教师根据物理基础知识为学生设计问题,引导学生进行思考、解答,这不仅巩固了知识,也锻炼了学生的解题思路.当然,在初中物理教学中,教师应针对学科中的基本概念、性质、公式、原理等内容进行优化设计,让学生经历抽象知识的形成过程,引导学生发现物理现象中的规律、发现不同知识点之间的衔接,进而由浅入深,奠定解答问题的基础.

2加强思维训练,发展学生独立解题能力

在解题过程中,学生需要依据题目给出的条件,通过思考,联想到所学的知识,直接或间接地应用到解题过程中,最终得出准确答案.在面对相同的难题时,有些学生绞尽脑汁也找不到破解的思路,而思维能力强的学生则可以通过列条件、找关系等逻辑性更强的方式寻求答案.因此,在初中物理教学中,教师要重视对学生的思维训练,引导学生理清解题的思路.这样既能够促使学生实现知识的灵活运用,也能够让学生逐渐发现解题规律,形成独立解题的能力.如例2,在学习了凸透镜成像相关知识后,教师可以如下设计问题.在指导学生解答问题的过程中,教师启发学生整体思考这一实验,明确实验的目的,然后具体问题具体分析,根据每一个“小问题”中的条件和要求进行解答.

例2小明用蜡烛、凸透镜、光屏和光具座等器材,探究凸透镜成像的规律.在实验中,蜡烛、凸透镜、光屏分别放置在光具座的30cm、50cm、70cm处,请你根据题目信息进行填空:

(1)实验前,使__________在同一水平高度;

(2)当蜡烛、凸透镜、光屏在a、b、c位置时,光屏上出现了等大清晰的像,此凸透镜的焦距为__________cm ;

(3)保持凸透镜位置不动,在(2)实验基础上,想要在光屏上得到缩小清晰的烛焰像,接下来的操作是__________;

(4)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到45cm处,无论怎样移动光屏,光屏上始终接收不到像.小明观察到像的方法是__________.

解析(1)教师引导学生认识到这一实验的目的是凸透镜成像,要想达到这一目的,就必须使烛焰在光屏的中央成像,而这也要求实验中蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏的中心必须在同一高度.

(2)教師引导学生分析题目中的数据,即凸透镜成像时,蜡烛到凸透镜的距离为20cm,根据凸透镜成像原理,若光屏上得到倒立等大的实像时,有u=20cm=2f,所以f=10cm.

(3)教师引导学生根据要求,即“光屏上得到缩小清晰的烛焰像”倒推实验条件,从而认识到要想达到这一目的,需要将蜡烛和光屏适当地向左移动,使蜡烛位于凸透镜2倍焦距以外,光屏位于凸透镜1倍焦距和2倍焦距之间,即满足u>2f,f<v<2f,即10cm<v<20cm.

(4)教师引导学生根据题目要求掌握凸透镜成像原理,并根据自己的理解调整实验方法,并从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察,即可观察到蜡烛的像.

在上述案例中,教师引导学生针对题目内容进行逆向思考,并通过观察、记忆、分析、判断、推理等方法逐渐理清问题,探索最佳解题方法.当然,在思维训练中,教师还应培养学生的建模思维、发散思维、整体思维等,帮助学生在遇到难题时更加灵活思考,跳脱固有思维,快速产出多个不同的思维方向,实现问题的有效解决.

3联系现实生活,引导学生解决实际问题

在初中物理教学中,学生的解题能力的强弱不仅体现在做题、考试上,还体现在运用物理知识解决实际问题上.物理与现实生活密切相关,在初中物理教学中,教师应积极构建生活化的物理教学课堂,使学生能将生活实际与物理课堂结合起来,从而激发学生学习物理和探索物理知识的兴趣,提升学生解题能力.例如,在学习“温度的测量”相关内容的过程中,教师以“生活教育”理念贯穿指导,从生活中最常见的四季气温变化无常,引导学生根据生活经验感知温度,以此引出“温度计”的概念.课堂中,教师为学生提供材料工具,引导学生使用藿香正气液和一杯开水、一杯冷水自制温度计,测量当前室内的温度.面对这一生活化的问题,学生展开合作、集思广益,制作温度计,并通过多次测量大致得出当前室内温度.在这边的实践活动中引导学生掌握温度计的制作原理和使用方法,也让学生认识到了物理学科与现实生活之间的联系,为学以致用奠定了基础.

4指导反思总结,提升学生举一反三的能力

在初中物理的教学过程中,教师不可能把所有题目都涉及到,而这就需要学生学会举一反三,在解答问题的过程中由此及彼,通过一道问题窥探一类问题的解答方法.举一反三能力的形成需要学生具备良好的反思总结意识.古语云“学而不思则罔”,如果学生在解题过程中不会反思和总结,其思维只会局限在一道题目之上,难以深入探究,那么在遇到同类问题时依然会陷入困境.对此,教师应有意识地指导学生进行反思,要求学生根据物理练习情况思考每道题是否有更便捷的方式和解题思路,从而拓展思路、举一反三,提升解题能力.

例3在探究凸透镜成像的实验中,教师在光具座上摆放蜡烛、凸透镜和光屏的位置(蜡烛在光具座的20cm处,凸透镜在40cm处,光屏在60cm处),烛焰在光屏上恰好成一清晰的像,这时候如果用f=15 cm的凸透镜替换原有透镜,问如何移动光屏,才能在光屏上形成清晰的像.

解析教师指导学生运用凸透镜成像原理,根据f=15cm、u=20cm的信息,判断当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,像距大于2倍焦距,因此,向右移动光屏,可在光屏上形成清晰的像.在这一问题的基础上,教师继续变式,引导学生灵活掌握凸透镜成像原理,实现举一反三:将凸透镜(f=10 cm)固定在光具座40 cm的位置,将蜡烛调整到10cm处,以探究凸透镜的成像规律,则可能得到哪些结论?

学生在相对开放的问题中纷纷讨论,并结合自己的思考进行回答,有的学生认为,如果将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动,光屏上形成的像会逐渐变小;有的学生认为当光屏上成清晰的像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像;有的学生认为将蜡烛放在距透镜10cm处,由于物距u=40cm-10cm=30cm>2f,所以移动光屏,光屏上可得到倒立缩小的清晰实像……教师针对学生的结论给予了充分的肯定,并在此基础上总结归纳凸透镜成像原理,奠定学生解题基础.

在上述问题中,教师通过错题引导学生反思,并利用变式促使学生举一反三,以强化解题训练.在物理教学中,教师有意识地设计反思环节,引导总结归纳,学生则可以举一反三,触类旁通,提高解题能力,同时也可以有效提升他们的学习能力和学习效率.

5关注学生心态,提高学生学习的自信心

在物理学习中学生要想形成良好的解题能力,除了具有扎实的知识基础、掌握灵活的解题方法之外,还必须具备坚定的信心和良好的心态.在初中物理教学中,教师通过观察发现,部分学生在解题中心态不佳,如有的学生在出现错题后心态不能及时调整好,在遇到相似问题时产生了消极的心理暗示,导致其在一个问题上反复“跌跟头”;有的学生对学习的重难点缺乏钻研的态度,只是肤浅地理解知识,在纠正错题过程中缺乏耐心,急于下笔,导致问题的解答不完整、不准确.这些问题导致学生在面对问题时出现急躁、畏难、不自信等心理,影响了解题效果.针对此,教师应关注学生解题时的心态,促使学生既能够灵活运用物理知识,也引导学生保持积极健康的学习态度.

在教学案例中,教师通过正确归因调整学生解题的心态,让学生逐渐摆脱错题造成的负面情绪,同时也巩固了物理知识,提升了解答同类型问题的自信心.

6结语

总之,在初中物理教学中培养学生的解题能力是促进学生发展的重要措施.学生解题能力的培养不仅需要扎实的知识基础,清晰的解题思路,更需要良好的心理素质.上述內容从多角度对初中生的物理解题能力进行了培养,为相关研究提供建议.当然其中也存在一定的不足,作为教育工作者则应积极开展教研工作,并保持持之以恒、坚持不懈的教研态度,对学生的解题能力进行精心培养,促进学生物理核心素养的全面发展.

参考文献:

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[5]刘岩.浅谈初中物理教学中“提出问题”能力的培养[J].新课程(中学),2018(04):187.

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