多題歸一法減輕學(xué)生的物理課業(yè)負(fù)擔(dān)

張任君

前言:伴隨教學(xué)改革的不斷深化,對高中物理教學(xué)提出更高的要求。然而從當(dāng)前物理教學(xué)實際看,學(xué)生思維活動受限、興趣不高等問題仍較為突出,特別在習(xí)題課練習(xí)中表現(xiàn)更加明顯。這就要求在習(xí)題課教學(xué)中采取有效的策略,如引入“多題歸一、一題多解”策略,對幫助提高解題效率、鍛煉學(xué)生思維可發(fā)揮重要作用。本次研究將對高中物理習(xí)題教學(xué)中學(xué)生物理思維障礙表現(xiàn)進(jìn)行分析,總結(jié)“多題歸一、一題多解”策略在高中物理習(xí)題教學(xué)中的應(yīng)用,最后提出解決教學(xué)中學(xué)生物理思維障礙問題的相關(guān)建議。

一、高中物理習(xí)題教學(xué)中學(xué)生物理思維障礙表現(xiàn)

高中物理知識本身有抽象特點,加之傳統(tǒng)教學(xué)模式中的機(jī)械性訓(xùn)練模式,更導(dǎo)致教學(xué)思維受限,解題中面臨極多困難。從高中物理習(xí)題教學(xué)中學(xué)生思維障礙表現(xiàn)看,受限體現(xiàn)在思維定式方面,這種思維定式有積極與消極影響,如同類物理問題通過思維定式可直接解決,舉一反三、觸類旁通。而本質(zhì)不同問題,思維定式可能使學(xué)生局限在某一種問題解決方法上。以臨界速度分析為例,學(xué)生往往將認(rèn)知停留在以往知識內(nèi)容上,如物體由繩子拉過最高點時,拉力為0,臨界速度√gl,解題過程中,若遇到桿連著物體經(jīng)過最高點,學(xué)生仍會將臨界速度定位于此。同時,部分學(xué)生會因習(xí)題中的隱藏條件產(chǎn)生思維障礙,部分習(xí)題表面內(nèi)容簡單,但其中的關(guān)鍵信息較多,很容易被學(xué)生忽視,由此產(chǎn)生的思維障礙影響解題。另外,部分學(xué)生存在物理抽象能力不足情況,也會產(chǎn)生思維障礙。高中階段物理知識抽象性較強(qiáng),學(xué)生需做好充分分析,由物理概念對事物本質(zhì)屬性分析,若不具備這種能力,將難以進(jìn)行物理模型的構(gòu)建[1]。

二、“多題歸一、一題多解”策略在高中物理習(xí)題教學(xué)中的應(yīng)用

針對學(xué)生解題中的思維障礙問題,考慮在教學(xué)活動中引入多種策略,如多題歸一、一題多解策略等,具體實踐策略應(yīng)用表現(xiàn)為以下兩方面。

1.習(xí)題課教學(xué)中“多題歸一”策略應(yīng)用

關(guān)于多題歸一策略,引入到高中物理習(xí)題教學(xué)中,主要強(qiáng)調(diào)在給定物理情境后,結(jié)合給定的題目,設(shè)置多個問題,保證學(xué)生通過問題可全方位、多角度的了解知識點,更加理解物理規(guī)律、物理知識內(nèi)容,這樣在充分理解物理規(guī)律的情況下,在實際解題中更能做到觸類旁通。例如,習(xí)題為“豎直平面內(nèi)有xoy直角坐標(biāo)系,水平方向Ox中,勻強(qiáng)電場為x軸負(fù)方向,從坐標(biāo)原點O,沿y軸正方向,向上將帶電荷量2.5×104C(由q表示),質(zhì)量0.05kg(由m表示)的小球拋出,初速度保持v0,拋出最高點由Q描述,不考慮空氣阻力,g取10m/s?。”根據(jù)該題設(shè)置問題,考慮到全方位對學(xué)生知識點強(qiáng)化,問題包括:①小球豎直方向、水平方向分別保持什么運動? ②小球合運動是什么運動? ③小球拋出后到達(dá)最高點的速度? ④v0為多少? ⑤勻強(qiáng)電場強(qiáng)度為多少? ⑥小球經(jīng)過x軸的速度與位置坐標(biāo)? 小球回到x軸的時間是多少? 這一過程中重力做功,電場力做功,合力做功分別是多少? ⑦對小球運動軌跡方程計算[2]。同時可以更換不同的條件,但解題思路都差不多。

通過上述問題設(shè)置,將許多物理知識內(nèi)容均融入其中,包括動能定理、軌跡方程、牛頓第二定律、靜電場知識、運動合成與分解、受力分析等。學(xué)生在解決這些問題中,將會對所有物理知識綜合運用,掌握物理規(guī)律知識,在物理思維上得到鍛煉。需注意的是,這種問題設(shè)置方式區(qū)別于以往的題海模式,從一道習(xí)題中便可掌握許多解題技巧,鞏固更多物理基礎(chǔ)知識,學(xué)生的物理思維可得到拓展訓(xùn)練。

2.習(xí)題課教學(xué)中“一題多解”策略應(yīng)用

除多題歸一外,一題多解策略也是目前習(xí)題課教學(xué)中常見的方法,可將其理解為由不同策略、不同方法與視角對同一習(xí)題或同類問題解決,可幫助學(xué)生在思維靈活性上得到鍛煉,發(fā)散思維得到培養(yǎng)。例如,平直公路上,一輛小汽車從靜止開始以3m/s? 的加速度做勻加速直線運動,同一時間,小汽車旁一輛的自行車以6m/s 的速度經(jīng)過,問汽車追到自行車前,多長時間距離最遠(yuǎn),且最遠(yuǎn)距離為多少?根據(jù)該問題,引導(dǎo)學(xué)生通過多種方法進(jìn)行解題,具體包括以下幾種:

第一,分析法。教師需引導(dǎo)學(xué)生對習(xí)題進(jìn)行分析,由于自行車保持勻速,而汽車速度增大,所以在超出自行車速度情況后,間距將逐漸縮小,距離最大時為速度相等。在追到自行車以前,以t表示距離最大的時刻,有v汽=at=v自,t=v自/a=2s,按照△s=v自t-1/2at,最終結(jié)果為6m。

第二,一次二元函數(shù)求極值法。以△s表示追到自行車之前的距離,有△s=v自t-1/2at。在此基礎(chǔ)上借助一元二次函數(shù)求極值方法,可獲取最大值結(jié)果為6m。

第三,圖像法。本題也可以通過v-t圖像方法求解,以圖像形式對汽車與自行車距離變化進(jìn)行描述,可獲取到最后結(jié)果。從習(xí)題內(nèi)容看,主要圍繞勻變速直線運動規(guī)律知識為主,解題過程中雖然可通過該規(guī)律進(jìn)行分析,但學(xué)生思維局限在這一方面。所以考慮在解題過程中引入不同方法,學(xué)生發(fā)散性思維得到訓(xùn)練,在掌握物理規(guī)律方面更能發(fā)揮重要作用,且對許多物理知識均能回顧學(xué)習(xí)。

三、結(jié)論

高中物理習(xí)題教學(xué)中有效的教學(xué)策略是保證學(xué)生能力培養(yǎng)的關(guān)鍵。實際開展習(xí)題教學(xué)活動中,應(yīng)正確認(rèn)識學(xué)生物理思維障礙表現(xiàn),結(jié)合具體問題,引入多題歸一、一題多解策略,保證將這些策略的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,同時在教學(xué)活動中還需考慮如何解決學(xué)生的思維障礙問題。這樣才能使學(xué)生在解決習(xí)題能力上得到強(qiáng)化,綜合思維得到鍛煉培養(yǎng)。