高中学生解决实际问题的困难分析及其教学对策-教学论.doc

高中学生解决实际问题的困难分析及其教学对策 在许多物理教师看来，3+X综合科目中的实际问题，越来越简单，但实际上对学生却存在着新的困难，问题在于传统的物理教学使学生已经习惯于简化了的物理对象及物理模型，习惯于抽象的逻辑推理及数学运算，而遇到实际问题就束手无策，针对这种现象，就需要在教学方法和指导学生学习方法上加强物理图象情景的教学和加强学生思维能力的培养，提高学生解决问题的应用能力一、高中学生解决实际问题的困难分析 实际生活问题的解决过程实际上包含这样的流程，从实际问题中提取信息，排除次要因素（抛除非物理信息），确立理想化的研究对象和物理场景，应用所学的物理知识，寻找物理对象在变化过程中满足的定性和定量的规律，直至解决问题。 在大多数情况下，传统物理教学及有关问题的训练，往往直接给出简化后的物理对象或物理图景，因而在问题的处理上，学生缺乏对物理对象和物理场景做理想化处理的方法和能力。 例如：学生习惯于解决细线悬挂小球的摆动问题，而对荡千秋和钟摆问题却一筹莫展。学生习惯于解决小球过顶的圆周运动问题，而对汽车过拱桥的问题却束手无策，困难在于： 1、学生缺乏准确的物理模型。在实际问题的众多对象中，思维容易受到问题表象的干扰，很难抓住研究对象的本质特征，因而难以从实际问题中抽象出物理图景和物理模型，形成认识上的思维障碍。 2、学生缺乏情景过程的思维训练。由于现行教材、教科书中应用性的生活事例很少，学生在学习新知识时，缺少该环节的思维训练，在问题的应用上，学生仍然习惯于传统的认识经验和思维习惯，久而久之，就认为物理就是代代公式的数学运算而已，因而淡化了物理思维的训练。因此在今后的物理教学中必须重视图象图景的教学，加强学生的应用能力的培养，提高学生解决实际问题的能力。 二、加强图象图景教学的对策 不同的信息对大脑中不同的部位产生刺激作用，如文字信息传向左半脑，引起抽象思维，形成概念，完成数字计算和演绎；而具体的图形和图像信息将传向右半脑，引起形象思维，形成空间概念。只有在教学过程中文字信息和图形信息交替传递到大脑的左半部和右半部，使大脑皮层的兴奋中心和抑制部分在左、右半脑交替出现并相互补充，这样就会极大的提高学生的思维品质。应用能力的培养，就是要在教学上通过图象图景的教学，建立由实际情景-理论模型-新实际情景的有机结合。 1、充分展示知识发生发展的过程，帮助学生建立准确的物理模型。传统的物理教材安排的教学内容经过选择、压缩、改造而具典型化和简约化，抽象性更高。若是照本宣科，学生很难理解所学内容，而若能充分利用图形图片、电视录像、多媒体课件等手段再现知识发生发展的变化过程，用图文并茂的方式向学生提供信息，并将物理学研究问题的方法和物理思想寓于情景的建立和分析过程中，促进学生开展分析问题的思维活动，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，建立准确的物理模型。例如，在讲解单摆模型时，展示伽利略观察油灯等时摆动的图片或动画，再现模型建立的思维过程，让学生身临其境，感知分析物理过程的方法，建立准确的单摆模型。 2、加大物理模型和数学学模型之间转换训练我们在解决许多物理问题时，都要用到数学知识，大学里专门有一本数学物理方法。因而在学习物理知识时,我们有时要将物理问题转化为数学模型来处理.物理模型与数学模型之间的转换，是一种很重要的思维方法，在物理学的理论研究和实际应用中都得到广泛的使用这里举一例说明有两个学生在做探究加速度与力、质量的关系实验时，发现加速度随质量的变化，建立ma坐标发现不是线性关系，不能直观地看出它们之间的变化关系她们进而借助数学知识，将m换成1/m进行了研究，就找出了a与1/m成正比的关系通过这个实验的分析，可以看到，利用数学模型，我们可以更好的从感性和理性得到双重认识三、加强学生思维能力培养的对策重视解决实际问题的思维逻辑训练和学生学习习惯的培养。学生遇到问题时，思绪混乱，缺乏思维的逻辑化。因而在教学要重视思维逻辑的建立和训练，解决实际问题的思维逻辑大体可分六步，即审题文字信息（排除干扰因素）抽象出物理对象和物理情景寻找问题所满足的定性和定量的规律建立模型求解。 第一步，从实际问题中提取与问题有关的文字信息，并用相应的图形或符号表示，使复杂的变化过程图形化。 第二步，确定物理对象，建立物理情景，运用示意图帮助理解题意，寻找变化规律，建立各物理量的联系。边审题、边画图，并一一把条件和问题用字母符号注在图上，使问题能在脑中形成完整的表象，从而不会出现重复审题，同时，示意图能使解答问题所必须的条件同时呈现在视野内，图象成为思维的载体，视图凝思实际上是视觉思维参与了解题的过程，最后建立模型关系，立式求解。例如：例：一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10ms2求：若桥面为凹形，汽车以20m的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大? 解：汽车通过凹形桥面最低点时，在水平方向受到牵引力F和阻力f在竖直方向受到桥面向上的支持力N1和向下的重力Gmg，如图682所示圆强形轨道的圆心在汽车上方，支持力Nl与重力G=mg的合力为N1mg，这个合力就是汽车通过桥面最低点时的向心力，即F向=N1mg由向心力公式有：N1mg= mv2/R，解得桥面支持力为2.89104N。根据牛顿第三定律知，汽车对桥面的压力为2.89104N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抽象思维向具体思维的过渡。在学生问问题和教学时，教师可能会无意中画出示意图，平时学生又不注意这方面的训练，从而造成学生懒画图或不会画图。因此，在教学方法和学生学习方法指导上，应加强图象图景的教学。一方面在平时教学中，要重视教学中示意图画法的训练。教会学生如何通过审题，画示意图，从易到难，逐步消除思维障碍，这一过程教师不得包办代替学生的思维过程。另一方面在学生的学习练习过程中，重视画图习惯的培养。例如从高一开始，可把练习本的左侧划出三分之一，专门用作画图区，把学案上的例题和练习题都留出空间画图，专门建立作业卡训练学生的画图意识。画图习惯的培养需要一个过程，对应该画图而没有画图的答题应扣去大部分的分数或可让学生重做，从严要求，形成习惯。同时，重视课本插图的观察和思考，新教材的图片更为丰富，要注意指导学生如何画图、看图，建立文字和图象的联系。养成读图释义，审题画图的习惯，最终能从静态图中联想到动态变化的过程，由动态图中能看到瞬时的状态图景。不断训练学生的物理形象思维和抽象思维，建立正确物理模型，是提高学生解决实际问题能力的有效教学对策。 3、加强对等效思维运用的培养所谓等效,是指在处理某一个问题时,可以运用多种方法进行解决,而它们的效果是相同的,人们可以应用事物之间的等效关系，把一个较为复杂的问题简化，或是将一个生疏的问题转化为熟知的问题的思维方法，叫做等效思维这种思维方法，也广泛地被运用于物理学的研究和应用之中例如,力的合成与分解的合力与分力,就是一种等效关系两个力同时作用于一个物体,它们共同的作用效果,可以等同于某一个力单独作用时的效果，这个力就叫那两个力的合力，它们之间的关系，服从于平行四边形法则此外，还有像运动的合成与分解、振动的合成与分解、波的迭加、重心的概念、电场强度的合成与分解、电路的等效变换、电阻的串并联的计算，电容的串并联计算等，都属于等效思维在物理学中的应用这里，举一例，着重说明等效思维的实际应用YXNF例正交分解与非正交分解设有这样一个问题：在倾角为的斜面上，放一质量为m 的小球，球被竖直木板挡住（见图1），如摩擦不计，求球对斜面的压力 G (图1)分析此时球受三个力的作用：地球的重力，斜面的支持力，挡板的弹力（见图1）球的受力情况是确定的，但是分析思路可以不一样这里有两种等效解法：取直角坐标系xOy（见图1）,分别画出、在x,y 轴上的投影，然后由平衡条件可得F.cos=mgsin (1)N=mgcos+Fsin （）综合可得N=mg(cos+tgsin)=mg(cos+sin/cos)=mg(1/cos)=mgsec （）取直角坐标系XOY（见图2），画出G在X、Y轴上的投影，然后由平衡条件可得N=GY=mg/cos=mgsceYXFN（见图2）G3、根据重力的作用效果，将重力分解（见图3）。N=GY=mg/cosNFG1G2（见图3）由此可见，合成分解只是一种等效方法，正交分解只是一种手段，它并不是唯一的方法，有时正交分解并不是唯一的方法，有时非正交分解法更为简便，这便是一例当然，高中学生解决实际问题的困难是多方面的，但只要重视图象图景的教学和画图习惯的培养，加强应用性知识的教学，建立与实际生活的紧密联系，不断培养学生优良的物理思维品质，物理教学就会越来越生动，就一定会使更多的学生爱学物理，喜欢学物理，以至更会学物理。 题目：高中学生解决实际问题的困难分析及其教学对策学段：高中姓名：王振兴 王焕香学校：昌邑市文山中学【关键词】实际问题、困难分析、教学对策【内容摘要】3+X综合科目中的实际问题，越来越简单，但实际上对学生却存在着新的困难，问题在于传统的物理教学使学生已经习惯于简化了的物理对象及物理模型，习惯于抽象的逻辑推理及数学运算，而遇到实际问题就束手无策，针对这种现象，就需要在教学方法和指导学生学习方法上加强物理图象情景的教学和加强学生思维能力的培养，提高学生解决问题的应用能力一、高中学生解决实际问题的困难分析 ；二、重视图象图景教学的策略；三、加强学生思维能力培养的策略