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学科教育论文-问题性教学在物理习题教学的运用.doc

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学科教育论文-问题性教学在物理习题教学的运用.doc

学科教育论文问题性教学在物理习题教学的运用摘要培养学生的创新能力是当今物理教育和教学面临的重大课题,物理习题教学是中学物理教学的重要组成部分,在物理习题教学中培养学生创新能力则是落实创新教育的重要举措和途径问题性教学是以问题为纽带,通过问题,通过学生在问题中的思考来学习知识,发展智力一种教学组织的形式。问题性教学是培养学生良好的思维能力,尤其是创新思维能力的十分有效的教学方法。选择典型的高考试题,精心设计教学的问题情景(问题串),并通过引导学生思考、讨论,最后加以点拨、分析,将是习题教学中培养学生创新能力的一种有效方法,也是新课程背景下物理教学的基本要求。本文以2002年高考理科综合能力测试压轴题为例,谈谈这方面的教学体会。关键词问题性教学习题教学问题情景运用原题有三根长度皆为l1.00m的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定在天花板上的O点,另一端分别拴有质量皆为m1.00102kg的带电小球A和B,它们的电量分别为q和q,q1.00107C。A、B之间用另一根线连接起来。空间中存在大小为E=1.00106N/C的匀强电场,场强方向沿水平向右,平衡时A、B球的位置如图1所示。现将O、B之间的线烧断,由于有空气阻力,A、B球最后会达到新的平衡位置。求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少。(不计两带电小球间相互作用的静电力,g取10m/s2)1、创设审题的问题情景,指导审题方法审题是解题的关键,学生通过审题应达到理解题意,突破难点,建立正确的物理状态、物理过程、物理情景,明确试题考查的知识方向,以便选择合适的解题规律和方法,找出解题的切入点。本题以电场中两个带电小球的运动命题,涉及的知识有共点力平衡、重力和电场力做功、机械能和电势能的变化等,解题涉及正交分解法、整体法和隔离法,数学运算较复杂,是一道物理学科内综合题,全面考查考生综合分析能力、推理判断能力和运用数学工具解题的能力。为指导审题,降低审题难度,笔者给学生创设了以下问题情景问1两个带电小球所受重力和电场力有何特点及关系析均为恒力,大小相等问2题中涉及几个物理状态、几个物理过程析两个状态、一个过程问3题中有空气阻力发生在什么时候平衡时存在空气阻力吗析小球在运动时才有受空气阻力,平衡时不存在空气阻力问4你能判断出新的平衡状态的情景吗能做出说明或论证吗析可以两球为整体,根据竖直方向受力确定OA线必竖直,如图2所示,再隔离q根据重力和电场力的关系确定出AB线与竖直方向的夹角为45º以上问题情景挖掘了隐含条件(重力和电场力大小相等),解决了疑点(空气阻力的存在与否),暗示了解题关键(新的平衡状态的确定),既引导了学生积极思考又培养了学生审题方法、审题能力。2、创设解题的问题情景,降低解题梯度对于提问问题的解答,往往不是一蹴而就的,而是需要通过寻找联系把不易求解物理量转化成易求物理量的求解。本题问题正是如此,两球的机械能与电势能的总和应分解求解,为此创设如下问题情景问5题中机械能的变化取决于什么如何确定析重新平衡,动能不变,机械能的变化只存在重力势能的变化,取决于重力做功,由两球的重力和高度变化确定问6电势能的变化如何确定析电势能的变化取决于电场力做功,由电场力和两球沿电场线方向移动的距离确定以上问题引导了解题的方向(将机械能、电势能变化的求解转化为重力、电场力做功的求解,进而转化为高度和水平距离的求解),大大降低了解题梯度。3、挖掘题干的隐含信息,创设新问题的问题情景在完成原题提问的基础上,对题干进行深入的分析、研究,往往可以挖掘出新的信息,提出新的问题,可引导学生与教师一起创设新问题,并加以分析、解决。问7根据题干条件,本题还可求出哪些物理量学生思考、讨论问8烧断OB前,OA、AB两线中的张力可求吗析隔离q或q列水平和竖直方向平衡方程可求解。答案TOA0.12N,TAB0.04N问9重新平衡时,OA、AB两线中的张力可求吗析以两球为整体列竖直方向平衡方程可求出TOA0.2N,再隔离q可求出TAB0.14N问10本题中,能量是如何转化的满足能量守恒定律吗析以两球为系统,机械能减少,电势能增加,两者总和减少了,减少的能量转化为克服空气阻力和轻线张力做功而产生的内能,满足能量守恒定律以上问题激发了学生的创新思维,加强了平衡问题的运用,拓展了能量问题的讨论,对巩固重点知识,培养创新能力起到了积极的作用。4、改变题干的题设条件,创设新模型的问题情景问11若烧断的不是O、B之间的线,而是A、B之间的线,试分析两带电球烧断后的运动情况,分有空气阻力和无空气阻力两种情况讨论。析两球将分别向两侧作机械振动。有空气阻力时为阻尼振动,随着振动能量的损失,最终会静止在新的平衡位置,由重力和电场力大小相等可得OA、OB两线与竖直方向的夹角均为45º无空气阻力时为无阻尼振动,OA、OB两线与竖直方向夹角为45º处为振动的平衡位置,最大摆角为15º问12在上问的条件下,求无空气阻力时,OA和OB两线的最大夹角。析两球振动的摆长相同,故同时达到两侧最高点,此时夹角最大为120º以上问题通过改变题设条件,创建新的物理模型和问题情景,锻炼了学生的创新意识和应变能力,提高了综合运用能力。创设问题串的问题性教学是教师和学生互相合作来解决问题的互动过程,但问题性教学不能停留于只是教师提出问题学生解决问题或师生合作解决问题的这样一个单调的过程,而是要向它的更高形式发展学生与教师共同提出问题或主要由学生提出问题,再由师生共同解决问题。能否达到这种教学境界,关键是培养学生的问题意识和问题能力。首先要培养学生敢于问问题其次要给学生有足够的问问题的时间和空间,教学中对问题的讨论不能匆匆了场,要让学生充分地发表自己的意见,让学生充分地争论再次,要教学生如何提出问题,即提问题的方法,让学生学会提问的最好方法是教师的示范,如在上例中,教师从不同角度、不同途径提出问题,不仅培养了学生的创新思维能力,巩固了基础知识,而且对培养学生的问题意识和问题能力起到了很好的示范效果。

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