探析高中学生物理情景建构能力的培养 高中物理获奖论文.doc

免费教育文稿网 无需注册，免费下载，关注课件、试题、教案的打包下载和参考高中物理论文探析高中学生物理情景建构能力的培养新高考背景下农村高中学生物理学习的思考泽国中学 郑 敏 陈 荣摘要：专家对浙江省2009年高考试卷的评价中有这样一点：缺少创新题，对新课程的要求体现不够。现在的高考越来越重视考查学生的创新能力、逻辑思维能力。物理情景在解决物理问题中起到很重要的作用，本文从审题、建模、画图三方面探析如何培养高中学生物理情景的建构能力。关键词：物理情景 审题 建模 逻辑思维前几天去参加高考备考信息报告会，专家对浙江省2009年高考试卷的评价中有这样一点：缺少创新题，对新课程的要求体现不够。新课程标准要求学生掌握基本的知识与技能的同时，要经历科学探究的过程，要有一定的信息收集和处理能力、分析解决问题的综合能力、交流合作能力。但现在的学生接触的流行文化、快餐文化不需要太多的思考，使得他们的思维能力远达不到高中的要求，而且初中的学习内容相对于高中来说太简单。尤其是农村高中学生，逻辑思维能力、综合应用能力、动手能力都相对较弱，进入高中后，就觉得物理越来越难学，在学生中产生了严重的“恐物理”心理，学习积极性下降，缺乏学习兴趣。如何培养学生在解决物理问题时，运用类化或等效等方法，建构出物理情景，从而使问题简单化，这是物理教学中必须重点解决的问题。一、审题建构物理情景的前提审题不是会读题，而是要读懂，要能够从题目中获取有用的信息，排除干扰因素，分析出物理情景。现在的高考题，信息含量越来越大，题目也越来越长，对学生物理审题能力的要求越来越高。1、注意题目中的关键词在读题时不仅要注意给出具体数字或字母的条件，对一些限制性语言、对题目中所涉及的物理变化的描述、对变化过程的界定等语言，诸如光滑、恰好、最终等，更要注意推敲。一边读题，一边就要把这些关键词划出来，这样在接下来的解题时就可以很快地抓住有用信息，排除无关信息的干扰。例1、09浙江高考理综23.如图所示，相距为d的平行金属板A、B竖直放置，在两板之间水平放置一绝缘平板。有一质量m、电荷量q（q0）的小物块在与金属板A相距l处静止。若某一时刻在金属板A、B间加一电压UAB=-3mgd/2q，小物块与金属板只发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变为-q/2，并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因素为，若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间。则（1）小物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小是多少？（2）小物块碰撞后经过多长时间停止运动？停在何位置？ 题中的关键点有：“电压UAB=-3mgd/2 q”；“只发生了一次碰撞”；“与碰前大小相等的速度反方向弹回”“不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间”等。弄清这些关键词，也就基本清楚了物理情景。2、重视对物理过程的分析在平时的学习中要掌握好基本的物理过程，比如力学涉及到的过程有匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动、机械振动等。掌握好了基本过程，才能很快地理清题意。还要注意特殊过程，比如过程中的临界问题、瞬时问题等，这些往往是题中的隐含条件，要分析引起这些特殊过程的原因，物体受力的变化情况。当有多个运动过程时，要分析各过程之间的联系，找出联系的物理量。例2、09浙江高考理综24.某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示，赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点，并能越过壕沟。已知赛车质量m=0.1kg，通电后以额定功率P=1.5w工作，进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N，随后在运动中受到的阻力均可不记。图中L=10.00m，R=0.32m，h=1.25m，S=1.50m。问：要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？（取g=10m/s2）该题中有两个隐含的临界条件，圆周运动中刚好能过最高点的速度以及平抛运动中刚好能过壕沟的速度。其中一个重要的联系是B点的速度就是赛车进行平抛运动时的初速度。抓住这一联系，再分别算出两个条件下的速度，进行比较才能确定赛车最终需要的速度。二、建模建构物理情景的关键 物理模型是对物理现象本质的抽象和纯化，反映了它所代表的原型的性质和规律。在高中，涉及到的模型有由简化、抽象建立起来的客体模型，如质点、弹簧振子等；有在复杂问题中忽略次要因素突出物体与主要条件内在联系建立起来的条件模型，如细绳、轻杆等；还有在理想条件下将物体的运动、变化过程等高度抽象形成的过程模型，如匀速直线运动、自由落体等。模型的形成和变化是物理学习中的一个必备因素，我们处理物理问题的过程往往是不断形成模型和用模型来解决问题的过程。要提高学生的建模能力，应注意以下两点。1、强调模型建构的条件，理解模型的本质。在建模的过程中，一定要强化学生对物理模型形成的理解，比如质点模型，一定要强调不是物体小就能看作质点，而是要看物体的大小对研究的问题有没有影响，如果学生只知道质点，而不清楚什么情况下物体才能看作质点，那么在解题过程中就会出现问题。例3、2010浙江省高考样卷24.CBAHHh4aa海绵垫L在“极限”运动会中，有一个在钢索桥上的比赛项目。如图所示，总长为L的均匀粗钢丝绳固定在等高的A、B处，钢丝绳最低点与固定点A、B的高度差为H，动滑轮起点在A处，并可沿钢丝绳滑动，钢丝绳最低点距离水面也为H。若质量为m的人抓住滑轮下方的挂钩由A点静止滑下，最远能到达右C点，C、B间钢丝绳相距为L=L/10，高度差为h=H/3。若参赛者在运动过程中始终处于竖直状态，抓住滑轮的手与脚底之间的距离也为，滑轮与钢丝绳间的摩擦力大小视为不变，且摩擦力所做功与滑过的路程成正比，不计参赛者在运动中受到的阻力、滑轮（含挂钩）的质量和大小，不考虑钢索桥的摆动及形变。（1）滑轮与钢丝绳间的摩擦力是多大？（2）若参赛者不依靠外界帮助要到达B点，则人在A点处抓住挂钩时至少应该具有多大的初动能？（3）比赛规定参赛者须在钢丝绳最低点脱钩并到达与钢丝绳最低点水平相距为、宽度为，厚度不计的海绵垫子上。若参赛者由A点静止滑下，会落在海绵垫子左侧的水中。为了能落到海绵垫子上，参赛者在A点抓住挂钩时应具有初动能的范围？学生在解答第三小题时，设人落到海绵垫上所需要的时间为t，则H=gt2/2式中的H取错，应该是（H-h）。错误的原因是学生把人当作质点。可见，学生淡化了质点的概念，忽略了质点模型建构的本质。在平时的教学中，要强调模型建立的思维过程，通过实验演示、多媒体等手段再现其形成发展的变化过程，促进学生自然地悟出其中的道理和规律，从而潜移默化，使学生掌握分析物理过程、建立正确物理情景和模型的方法。2、创设情境，重建物理模型教材中的模型都是基本模型，但在实际解题中，往往会因为需要创设不同的物理情景，其模型也就随之改变。这就要求学生不仅能运用原有模型进行同化，更要有迁移深化、重组模型的能力。以弹簧模型为例。简单的弹簧模型 F弹簧模型的迁移深化例4、2010浙江省高考样卷16. 如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置。在管子的底部固定一电荷量为Q(Q0)的点电荷。在距离底部点电荷h2的管口A处，有一电荷量为q(q0)、质量为的点电荷自静止释放，在距离底部点电荷为h1的B处速度恰好为零。现让一个电荷量为q、质量为3m的点电荷仍在A处自静止释放，已知静电力常量为，重力加速度为，则该点电荷h2ABh1A. 运动到处的速度为零B. 在下落过程中加速度大小逐渐变小C. 运动到处的速度大小为D. 速度最大处与底部点电荷距离为通过相似物理问题的练习，使学生对原有的物理模型有了更深的认识和理解，进而建立起内容更丰富的应用模型，以适用不同的物理情景。三、画图建构物理情景的重要手段物理解题要求学生建立清晰的物理情景，不画图，如何才能建立清晰的物理情景，没有清晰的物理情景，如何正确解题？苏霍姆林斯基说过“教会学生把应用题画出来，其用意就在于保证由具体思维向抽象思维的过渡”。示意图能使解答问题所必须的条件同时呈现在视野内，可以使复杂问题简单化，抽象问题形象化，隐含条件显性化。画图要注意方法。1、画物理过程分析图物理情景都是由物理过程组成的，分析好物理过程，作好物理过程示意图，尤其是过程中出现的临界状态、瞬时状态的分析示意图，有利于理解物理过程，把握好各物理量之间的关系。2、画平面图立体图虽然直观、逼真，但在解题中往往不容易找出相关物理量之间的关联，将立体图转化为平面图，可简化思维空间，易于学生接受。3、画数学图形新课标中要求学生具有应用数学处理物理问题的能力，这也成为了高考考查的重点。例5、09浙江高考理综25.如图所示，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上。在xOy平面内有与y轴平行的匀强电场，在半径为R的圆内还有与xOy平面垂直的匀强磁场。在圆的左边放置一带电微粒发射装置，它沿x轴正方向发射出一束具有相同质量m、电荷量q（q0）和初速度v的带电微粒。发射时，这束带电微粒分布在0y2R的区间内。已知重力加速度大小为g。（1）从A点射出的带电微粒平行于x轴从C点进入有磁场区域，并从坐标原点O沿y轴负方向离开，求点场强度和磁感应强度的大小和方向。（2）请指出这束带电微粒与x轴相交的区域，并说明理由（3）若这束带电微粒初速度变为2v，那么它们与x轴相交的区域又在哪里？并说明理由。利用几何图形分析、表达物理问题，经常作为高考的压轴题，专门考查学生运用数学知识解决物理问题的能力。在物理中用到的数学几何图形一般都是圆和三角形，对与之有关的知识、规律要熟练掌握，只有熟悉了规律，才能做到灵活、熟练地运用。如何培养学生的画图习惯，我觉得应做到以下几点。1、教师规范示范在平时的教学中，要重视示意图画法的训练，教会学生如何通过审题画示意图。教师要做好示范，向学生演示由题到图的转换过程，边读题边画图，同时要强调一些画图的规范。每一句话都对应一个画图过程，不仅有利于学生理解题意，更能使学生养成良好的阅读习惯。2、对学生严格要求所有的习惯都来自于不断的重复训练，所以教师要对学生严格要求，重视画图习惯的培养，在作业、考试中，也要提出画图要求，对应该画图而没有画图的答题要求重做。对画图的规范性也要严格要求，画图不清、图示不完整、图示符号物理量符号混乱使用的，同样要求重做。教师一丝不苟，学生就能逐渐形成习惯。3、习题强化训练在习题教学中，加强画图练习。初阶段，根据题意让学生画出示意图，再两两互换，检查遗漏或错误。第二阶段，一组学生画出示意图，另一组学生根据示意图说出题意或进行解题。通过这样的训练，可以使学生对题目中的信息掌握得越来越准确，图和符号的应用也越来越熟练，画图也更简洁、清晰，画图能力提高了，解题能力也跟着提高了。 作为教师，