物理竞赛辅导中的一点体会.pdf

第 33 卷 第 12 期 2004 年12 月 中学物理教学参考 Physics T eaching in M iddle Schools Vol 33 No 12 Dec 2004 竞 赛 辅 导 物理竞赛辅导中的一点体会 许 勤 陕西师范大学附中 西安 710061 中学物理竞赛的目的是促进中学生提高学习物理 的主动性和兴趣 改进学习方法 增强学习能力 发现 具有突出才能的青少年 以便更好地对他们进行培养 中学物理竞赛所需的知识容量较大 所涉及领域新颖 所用的思维方法较多 它是培养优秀学生创新意识和 创新精神的肥沃土壤 也是进行物理创新教学的一个 十分重要的途径 多年来 陕西师大附中在物理竞赛方 面取得了令人欣慰的成绩 连年和兄弟学校一起组队 代表陕西省参加全国决赛 取得了优异的成绩 根据我 多年来竞赛辅导的一些体会 谈谈作物理竞赛辅导工 作要注意的几个问题 一 指导教师必须具备良好的科学素养 指导教师的科学素养 直接关系到能否准确地发 现物理学科竞赛苗子并将其培养为竞赛选手的重要问 题 科学素养可以简单概括为三个方面 一是学科专业 基础知识 二是教育教学方法 三是治学精神 学科专业知识包括物理学科知识和部分数学学科 知识 也许有人会说 现在的高中物理教师都是大学物 理本科毕业 物理学科方面的知识不成问题 其实不 然 由于竞赛的目的是 帮助学校开展多样化的物 理课外活动 活跃学习空气 发现具有突出才能的青少 年 以便更好地对他们进行培养 加上竞赛中涉及的 知识 尤其是解决问题的方法大多隶属于高中与大学 知识的结合部 因此 作为一名中学竞赛指导教师 首 先要比较熟悉大学教材 精通高中教材 并以竞赛大纲 为纽带将高中知识与大学知识结合起来 适时 适度的 进行竞赛指导 比如 天体物理 方面的知识一直是竞 赛中的热点 高中教材只介绍了开普勒行星运动三定 律和万有引力定律在圆周运动中的简单应用 而竞赛 大纲还要求学生应用开普勒行星运动三个定律进行椭 圆轨道的有关计算 如果结合大学教材中的角动量守 恒定律 那么学生对行星运动三定律及天体物理的有 关知识将会有更深的理解 因此在辅导中就存在 基 础 巩固 提高 的安排问题 如结合上面提到的例子 第一步通过课堂教学让学生学习万有引力定律 开普 勒行星运动三定律及在圆周运动中的应用 第二步推 导引力势能公式 第三步用微元法和开普勒行星运动 第二定律导出与角动量守恒定律相似的规律 待学生 完全熟知后 再补充角动量守恒定律 这样既疏通了高 中物理与大学物理的联系 又加深了学生对高中物理 知识的理解 其次 指导教师要掌握物理竞赛中常用的解题方 法的教育教学 如 对称法 等效替代法 叠加法 微元 法 割补法 类比法 解析 推理 归纳法 等等 从表面 上看 通过几个典型例题向学生介绍这些方法的运用 并不困难 但是要使学生掌握并能灵活的运用并不是 一件容易的事 高中物理竞赛是以知识为载体的能力 竞赛 要求参赛选手能在透彻分析物理过程 尤其是对 陌生的物理情境 的基础上建立科学模型 选择适当的 解题方法 以达到顺利解决实际问题的目的 其中 就 建立科学模型和选择适当的解题方法而言 后者难于 前者 即使对指导教师来说 为科学模型选择一个符合 题目物理情境的解题方法也是一件不容易的事 指导 教师做不好 学生很难受到画龙点睛的点拨 综合处理 问题的能力难以提高 三是指导教师的辅导方式 态度 投入状态等 也 是学生取得成绩的一个重要环节 物理竞赛辅导工作 是一项比较艰苦的工作 需要你付出艰辛的努力 投入 你所有的精力 必须要有耐心 恒心和奉献精神 但每 当看到自己辅导的学生取得优异成绩的时候 就会有 一种成就感 也是一种令人欢心的事情 我们的具体做法是首先立足本校建立一支竞赛辅 导员队伍 要做好物理竞赛工作 必须要有热心物理竞 赛 乐于奉献的辅导员老师 并在每个年级配有专人负 责竞赛辅导的各项工作 鼓励他们钻研业务 加强管 理 正是因为有这样一些老师默默奉献 辛勤耕耘的工 作 才有今天较好的成绩 总之 指导教师具备了较好 的学科专业知识 再辅以适当的教育 教学方法 出竞 赛成绩就比较有把握了 这里还要特别强调的一个问题就是 借助于物理 47 学会的辅导力量 使学生受到高水平的指导 拓宽学生 的视野 也是非常有效的重要途径 二 科学选择竞赛苗子 竞赛对学生的能力要求比较高 在选择时不能只 要成绩好的同学就同意他参加 要注重观察学生的综 合能力和发展潜力 而且学生要有积极的参与热情 不 怕困难的品质和全心投入的精神 兴趣是学习的原动力 选择物理竞赛苗子首先考 虑的应该是学生对物理学科的兴趣 一般地讲 学生从 接触高中物理到参加全国竞赛仅有两年的时间 这两 年中 完成初中到高中的跨越 学习的知识面很广 很 深 涉及的方法也很抽象 需要学生自觉地钻研课外知 识 并以极大的毅力坚持下去 如果学生对物理学没有 浓厚的兴趣 这种执著的追求是不可能持之以恒的 其次 竞赛苗子的聪慧和勤奋同等重要 我们教师 有一种意识倾向 即凡是聪明的学生就一定是好的竞 赛苗子 其实这是不完善的 聪明加勤奋才是成才的必 要条件 大家可能见过许多灵气十足的学生 他们对物 理学科的兴趣很浓 也有远大的理想 只是在漫长的准 备竞赛过程中极易受外界干扰 不能持之以恒 最终放 弃竞赛 再次 选择的苗子必须具备扎实的数学功底 通常 物理竞赛试题中难题的解答都和精湛的数学分析 技 巧分不开 特别是在弄清题目的物理情景 建立了物理 模型之后 选择解题方法就是关键了 好的解题方法往 往是巧妙的数学手段的体现 通过恰到好处的数学分 析 可以揭示物理过程中的临界状态及解的深刻物理 内涵 使解的结果更加圆满 如通过不等式的运用说明 物理量的取值范围 用极值的方法揭示物理过程的变 化趋势 用数学归纳法推得物理过程的最终结果等等 无一例外地说明了数学在物理竞赛中的重要作用 在 竞赛中 老师经常听到学生抱怨说 物理过程分析对 了 方程列式也正确 就是解不出结果来 其实 解不 出结果的原因就在于解题方法选择不当和数学功底相 对薄弱 这一问题应当引起重视 三 科学培养竞赛选手 由于竞赛苗子的共同特点是反应灵敏 学习主动 接受能力强 抽象思维质量高 所以培养竞赛选手的指 导思想是因材施教 在全程的竞赛准备过程中 学生的 主动学习 探索是主导 指导教师的作用是培养学生对 物理保持浓厚的兴趣并调节其积极性 点拨解题技巧 健全知识体系 教会自学方法 并促使学生全面发展 现分别说明如下 1 点拨解题技巧 激发创造性思维活力 不同的问题常隐含不同的解题方法 同一问题也 常隐含不同的解题方法 指导教师根据学生的认知结 构创设新的问题情景 然后引导学生解答新的问题 1 学生在运用原有解题方法解答新问题时发生困难 此时揭示原有方法的局限性 并通过探索创新给出新 的解题方法 解答新的问题 2 学生在解答新问题过 程中 也可从不同角度 不同深度探索出解答新问题的 不同的方法 从而实现方法的创新 培养学生的创新思 维能力 物理竞赛辅导教学中方法创新的特点是 运 用新的 概括水平较高的一般性方法替代原有适用范 围较窄的方法 如质点系的牛顿定律 非惯性系的牛顿 定律 提出新的比较简洁的方法 如对称法 等效法 微元法等 运用不同思维方式提出新的方法 如极限 思维法等 在辅导竞赛的过程中 学生肯定要做相当数量的 题目 作为指导教师一定要使学生明白 解题只是手 段 通过解题 锻炼透彻分析问题的能力 灵活融会贯 通知识的能力和解决实际问题的能力 达到提高物理 素养的目的 精妙的解题技巧 是创新思维的火花 教 师应当在学生的解题思维过程中予以恰当的点拨 起 到茅塞顿开 画龙点睛的作用 千万不可把解题技巧以 知识的形式灌输给学生 表面上 学生的确接触了大量 的解题方法和技巧 但是这些方法技巧却不是学生通 过自己的思考而获得的 缺乏深刻的理解 并不能在实 际中灵活应用 而且这种做法本身剥夺了学生探索未 知领域的权力和欲望 压制了创造性思维的发展 是不 能培养出优秀的竞赛型选手的 在物理竞赛培训中 还要十分重视积极营造一种 敢于质疑 畅所欲言 的学习氛围 使学生在 质疑 中 思考 在 讨论 中提高 激活思想 激发灵感 切实感受 到学习物理的乐趣 避免枯燥 单调的学习方式 2 健全知识体系 注重全面发展 竞赛选手知识体系包括两个方面 一方面是物理 学科的知识体系 包括中学物理全部知识 少量的大学 物理知识和必要的数学知识 另一方面是一个合格的 高中毕业生应当具备的知识体系 对于以上知识 指导 教师肯定会在加倍强调的同时 要学生避免出现重视 物理而轻视其他学科甚至数学学科的偏科行为 这样 的偏科苗子即便物理解题能力很强 也不具备全面发 展的后劲 综合处理实际问题的能力也有局限性 最终 也成不了优秀的竞赛型选手 关于这一点 诸位同行只 要翻阅历年全国物理决赛试卷和国际奥林匹克竞赛试 卷 会不难发现跨学科 理论联系实际的题目是很多 的 这对于偏科选手非常不利 同时 这种极端的教育 教学方法与竞赛大纲的精神和我国基础教育培养目标 也是相悖的 另外还要注意的一点就是竞赛毕竟是少数学有余 力的学生参与的课外活动 如果单纯将它与升学紧密 48 联系 功利性太强 由于获奖概率极低 往往会使学生 无法承受这样的挫折 影响高三复习 因此 应时刻提 醒竞赛学生必须立足高考 从这个角度来说 也必须注 意全面发展 可持续发展 教师必须把握使学生在学有 余力的基础上 去参加竞赛辅导 这样对思维方式的培 养 分析问题 解决问题能力的训练非常有益 对今后 发展会终身受益 即使学生没有获奖也不感到遗憾 总之 无论从什么角度来说 指导教师要兼顾竞赛 苗子的专业发展和各科全面发展的关系 通过物理学 科的专业发展带动其他学科的进步 依靠其他学科的 进步 丰富文化底蕴 增强科学素养 促进物理学科的 专业发展 相辅相成 相得益彰 3 注重知识的拓展创新 培养学生的知识拓展创 新能力 物理竞赛中所用到的部分知识已超出高中物理教 学大纲要求 进行这些知识教学时 传统的做法是教师 直接向学生给出 这种做法注重向学生灌输知识 而没 有向学生揭示物理知识产生的本源 没有向学生展示 物理知识产生 发展 进化的认识过程 大家可能会注 意到 竞赛题中常出现一些以科学研究为背景问题 这 些以科研为背景的竞赛题的特点是 1 以某一理论的 探索研究 包括前沿科学探索研究 及某一新现象的探 索研究为背景 从中渗透进行科学探索研究所用的高 中物理知识 介绍科学家进行科学研究的方法 2 问 题中渗透进行物理学研究及解决问题所用的重要方法 例 假设方法 类比方法 对称方法 等效方法 微元方 法 图象方法等 因此在物理竞赛辅导中 在进行新知 识教学时 教师应注重创设科研性为背景的问题情景 引导学生探索解答这些问题 从而培养他们进行类科 学探索研究的能力 教师也可以通过创设悖论教学情 景 向学生揭示高中原有知识的局限性和适用范围 激 发学生探索新知识的动机 引导学生探索概括水平更 高的新知识 真正实施物理知识的拓展创新 培养学生 的科学素养和求真创新能力 在物理竞赛辅导教学中 知识创新和拓展创新的 内容包括以下几个方面 1 运用已学的高中物理知识结合物理思维方法 微元 等效 图象 对称等 推出新的知识 2 通过创设悖论教学情景 揭示高中物理原有知 识 概括水平较低 适用范围较狭 的局限性 通过拓展 创新 给出概括水平较高 适用范围较广的新的知识 3 通过创设悖论问题情景 揭示原有模型的错 误 创造性地提出正确全面的新模型 4 能力是生命线 训练是辅助线 立足高起点 高要求 从能力培养上下工夫 参加 辅导的学生 书本上的基础知识提前基本过关 对基本 的知识的辅导是引申 提高 教师辅导的重点在能力培 养 在课堂教学中 注重启发式教学 启迪学生的心智 有意识的渗透思维方式培养和研究方法教育 重视解 决实际问题的分析过程 做到深入浅出 开阔思路 要 激发学生的学习兴趣 引导学生认真分析 探究问题 经常训练各种解题的方法以及反应敏捷和准确判断 等 使学生尽快完成由初中定性分析到高中定量计算 的过渡 培养学生将物理问题转化为数学问题的能力 提高运用物理知识解决实际问题的能力 选取典型的 例题指导学生 运用不同的方法提高解题速度 如极限 法 假设法 代入数据法等 培养学生运用数学知识解 物理问题的能力 如求极值问题等 编印有针对性的训 练题让学生练习 讨论 提高学生运用各种不同方法的 能力 因为如果只讲方法 不加强配套训练 很难使学 生真正灵活掌握 5 抓好实验的薄弱环节 实验是学生的薄弱环节 特别是设计性实验失分 严重 历届的竞赛实验题 大多为设计性实验题 要求 学生不但要有实验理论知识 更重要的是如何将理论 用于指导实验 实践 因此 要求熟练掌握所学常用仪 器的基本原理和使用方法 加强一些设计性实验的训 练 最重要的是在平时教学中 尽可能将演示实验变为 学生实验 把验证性实验变为探索性实验 让学生亲自 动手到实验室中去做一做 提供一定的仪器 让学生自 己提出问题 设计实验 提高他们对实验的兴趣和动手 动脑的能力 要求学生对每一个实验 都要认真弄懂其 实验目的和实验原理 熟悉实验器材 掌握实验方法与 步骤 对实验中出现的现象要仔细观察认真分析 以科 学的态度感受物理现象 并能处理实验中出现的非预 期的现象 能准确记录数据 能正确处理实验数据以得 出正确结论 培养一批爱动手 喜钻研的好苗子 6 合理安排时间 掌握培训节奏 物理竞赛辅导时间短 内容多 任务重 学生的知 识视野比较狭窄 学生物理课外活动少 因此 辅导老 师一定要抓紧 要多找资料 找好资料 有计划有目标 的进行指导 平时要以课堂教学为主 课外辅导为辅 以不影响正常学习为宜 寒 暑假要充分合理安排 加 强指导和训练 平时每次辅导要达到培养一定的能力 和训练一定的方法的目的 辅导讲义要精心设计 每次 练习的时间安排要合理 要考虑学生的其他科目的学 习是否紧张 要争取每次辅导后布置一定练习课外完 成 习题一般围绕辅导内容 不宜太多 也不宜太少 下 次进行讨论 讲评 太多 学生负担重 容易厌烦 失去 兴趣 太少 争取不到学生的全情投入 不能达到一定 的目的 注重培养学生的自学能力 对学生的自学要积 极引导和督促 要求学生有自学笔记和自学计划 并定 49 期检查 这种自学能力培养也将使他们终身受益 7 培养学生良好的心理素质是成功的关键 培养学生 不但要使他们掌握更多的物理知识 具 备研究物理方法的能力 更不能忽略心理素质的教育 一个学生具有良好的心理素质在当今社会相当重要 首先 要求学生应重学习 轻名利 放下包袱 轻装上 阵 鼓励学生充满信心 觉得自己有竞赛能力 尽力把 题做好 发挥自己应有的水平就行了 其次 使学生具 有较强的承受挫折的能力 竞赛由于各种原因 部分学 生连最低等次奖项都拿不到 作为指导教师 及时做好 学生的思想工作 分析失败的原因 帮助学生从失败的 阴影中走出来 全力迎接高考 三是诱导 激励学生奋 发向上 培养学生不怕困难 勇于挑战的精神 养成持 之以恒 不断探索的良好品格 教学中有意识渗入物理 学史教育 将物理学家有趣的故事 物理学重大的发现 过程再现给学生 使学生认识到许多物理学家的成功 和许多重大科学的发现都是经过艰苦努力获得的 培 养学生崇尚科学的精神和学习物理的兴趣 四是要建 立一个以教师为核心的有利于学生身心健康成长的集 体 竞赛辅导班的学生在学习过程中 相互之间既是竞 争的对手 又是亲密的朋友 形成一个良好的集体 辅 导老师也应与他们加强情感的交流 关心他们的生活 平常有空找他们谈心 用自己的言行来影响学生 培养 竞赛学生互相帮助 共同提高的群体意识 形成良好健 康的竞争氛围 使每个学生在这个集体中受益 第 33 卷 第 12 期 2004 年12 月 中学物理教学参考 Physics T eaching in M iddle Schools Vol 33 No 12 Dec 2004 科 学 和 哲 学 论 坛 一 半 随 缘 一 半 随 机 连载十一 陈青华 姜水根 浙江宁波效实中学 浙江宁波效实中学 宁波华茂外国语学校 在日常生活中 有些现象是有规律的 是可以预测 和确定的 比如水从高处往低处流 太阳每天从东方升 起 每个人都在慢慢变老 对这些现象的研究 就构成 了被人们逐步掌握的自然规律 显然 自然规律在支配 着世界的运转 同时 有些现象很难找到规律 比如天 上云朵的形状 蝴蝶飞行的路径 人的心情等 这些现 象往往受一些偶然因素的影响 使这个世界显得并不 是