摘 要:说题是说课的延续和创新,它侧重于应用物理知识解决物理问题的教学,本文主要从说题目、说学生、说审题、说解题等四个方面介绍了说题的基本要点。这对教师整体把握课程体系,进行深层次备课都具有非常重要的意义。
关键词:高中物理 说题 审题 解题
【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 C 【文章编号】1671-8437(2010)02-0085-01
说题是说课的延续和创新,说课偏重于概念、规律的物理知识的教学,说题偏重于应用物理知识解决物理问题的教学,说题一般包括说题目、说学生、说审题、说解题。说题内容可能跨度几节课,甚至几个学年。因此,说题对教师整体把握课程体系和考纲要求更高,可以说说题是一种深层次备课后的展示,说题能提高教师的教研能力,使习题教学更有效。
一 说题目
说题目就是说命题者的意图。高中物理习题教学的主要功能有通过习题教学澄清学生对物理概念、规律模糊认识或错误的理解,促进物理知识的巩固深化,形成符合学生心智的知识结构,掌握物理学解决问题的基本方法,培养学生实事求是的科学态度和良好的规范的思维习惯,最大限度地培养学生的物理思维的能力。因此教师要深入研究题目,挖掘题目的思想内涵,明确命题者的意图。如考查的知识点,能力要求,物理方法,还要说出题目的出处,以及选择此题的目的。
例1.水平面上有质量为m的木箱,在与水平面成θ角的拉力作用下匀速向右运动(如图1),已知木箱与水平面间的动摩擦因数为μ,问θ多大时所需拉力最小?
命题意图:
1、知识方面考查学生对质点、摩擦力、匀速直线运动概念的理解以及牛顿第二定律、摩擦力公式的应用。
2、能力方面主要考查学生理解能力——对概念的理解;推理能力——根据物体的匀速直线运动过程,抽象出这是一个质点在力的作用下匀速直线运动的动力学问题,即由物体的运动情况确定受力情况;综合分析能力——对质点的受力分析,应用正交分解法,牛顿第二定律和摩擦力公式列出方程:Fcosθ=f……①,Fsinθ+N=mg……②,f=μN……③ ,由①②③式得F=μm/(cosθ+μsinθ);应用数学工具的能力,——分析F的最小值条件,得出当θ=aretanμ时,F最小。
3、物理方法主要应用正交分解法、极值法、理想模型法。
二 说学生
说学生就是说学生掌握知识情况以及解题障碍。影响学生解题困难主要有这几个主要因素:1、认知过程的偏差,如概念不清,定律、公式的物理意义理解不透;抽象思维能力不强,没有足够把有关现象与现象之间的联系抽象出物理模型;过程分析脱题,不全面,不能抓住关键的状态,忽略隐含条件的挖掘,数学知识应用能力不强等,2、记忆障碍。如前科学概念的干扰,知识的相似性混淆、遗忘。3、想象障碍。如想象力平泛,在头脑中难以形成条理化,清晰化的物理图景,用静态想象代替动态想象等。4、思维品质不良。如思维缺乏深度和广度,思考问题浮于表面抓不到本质,思势定势,对事物尚未建立清晰的模型,就将潜意识的直觉判断或有局限的经验作为解题的依据。因此教师必须深入了解学生,发现学生的薄弱环节,找出题目中易错、易混点,对症下药 ,才能收到较好的效果。
例2.(2004年全国卷2卷25题)柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成,气缸与活塞间有柴油与空气的混合物。在重锤与桩碰撞的过程中,通过压缩使混合物燃烧,产生高温高压气体,从而使桩向下运动,锤向上运动。现把柴油机打桩机和打桩过程简化如下:柴油打桩机重锤的质量为m,锤在桩帽以上高度为h处(如图2)从静止开始,沿竖直轨道自由落下,打在质量为M(包括桩帽)的钢筋混凝土桩子上。同时柴油燃烧,产生猛烈推力,锤和桩分离,这一过程的时间极短。随后,桩在泥土中向下移动距离L。已知锤反跳后到达最高点时,锤与已停下的桩帽之间的距离也为h(如图3)。已知m=1.0×103Kg,M=2.0×103Kg;h=2.0m,L=0.20m重力加速度g=10m/s2,混合物的质量不计,设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力,求此力的大小。
学生解题障碍分析:
1、过程多,整个过程共有四个过程;
2、研究对象不单一,有锤和桩;
3、过程复杂,锤下落过程:自由落体运动;锤与桩发生碰撞:动量守恒;反弹后锤做竖直上抛运动,桩作向下匀减速运动;
4、动量守恒列式时容易忽略方向;
5、动能定理列式时过程复杂,受力分析时容易丢掉重力;
6、初末状态分析不清,锤碰后的速度求不出来;
7、动量定理和动能定理容易混淆。
三 说审题
说审题就是说教学生的审题方法。审题实质上还是理解能力,理解题目所涉及的物理现象和物理过程,明确题目中所提供的条件和要求的情况,进而对题目进行分析、综合、判断,寻找解题思路和方法。审题是解题的第一步,教师要教学生如何审题。
1、抓关键字、词、句:命题者为提高试题难度常常通过文字或题图形式设置“暗卡”,因此,审题时要“慢看细读”,对每一个关键字、词、句都要认真推敲,明确含义。
2、挖掘隐含条件:拟题者把一些众所周知的物理条件或物理情景有意识地避而不谈,而让解题者在审题时根据需要自行添补上去。隐含条件一般有文字隐含,过程隐含,轨迹隐含,多解隐含。
3、画情景示意图:把死的文字变成运动的活的画面,让视觉参与积极的思维活动中。示意图可以是运动过程图,受力分析图,状态变化图等。
4、弄清物理过程和临界状态:解物理问题的关键在于清晰地分析物理过程,突出状态,特别要注意临界状态的分析,找出转折点,确定临界值。
5、建立物理模型:利用抽象、理想化、简化、类比等方法把研究对象的本质特征抽象出来,构成一个概念或实物的体系即形成模型。
6、把物理问题转化为数学条件:一定的物理情景总是跟物理量间一定的数量关系相联系,数学为物理学的数量分析和计算提供有力工具。
例3.如图4所示在X轴上方有匀强电场,场强为E,在X轴下方有匀强磁场,磁感应强度为B,方向如图4所示,在X轴上有一点M,离O点距离为L,现有一带电量为+q的粒子,从静止开始释放后能经过M点,求如果此粒子放在Y轴上,其坐标应满足什么关系?(重力忽略不计)
图4
审题:
1、关键词语:“从静止开始释放后能经过M点”其起始位置只能在匀强电场区域。
2、隐含条件:有多解隐含,带电粒子在X轴上方只受电场力作用,在X轴下方只受洛伦兹力作用,其运动具有周期性,从而带来多解(几个解)的可能,不要仅考虑到n=1的特殊情况。
3、画情景示意图:
(1)运动轨道图如图5所示:
(2)受力分析图如图6所示:
4、临界状态
①粒子在电场中匀加速运动的末速度的大小就是粒子在匀强磁场中匀速圆周运动的线速度的大小。
②粒子在电场中向上匀减速运动的初速度与向下匀加速运动的末速度大小相同,方向相反。
5、建立物理模型:过程模型是在X轴上方粒子只受电场力作用向下做匀加速直线运动或向上做匀减速直线运动,在X轴下方只受洛仑兹力作用作匀速圆周运动。
6、数学工具:当L=n2R时,粒子能经过M点,即R=L/2n,(n=1,2,3……)……①
设粒子静止于Y轴正半轴上和原点距离为h,由能量守恒得:mv2/2=qEh……②
对粒子在磁场中只受洛仑兹力作用而作匀速圆周运动有:R=mv/qB ……③
由①②③式得h=B2qL2/8n2E,(n=1、2、3……)。
四 说解题
说解题就是说清解题思路。学生通过读题、审题准确领会了题目提供的信息条件,物理变化过程,结合自己已学知识和积累的经验进行思考分析,形成正确的解题思路。说解题包括说研究对象、物理现象、物理规律、已知条件、求解问题、解题思维过程、解题方法与步骤等。
例4.一个物体从半径为R的光滑圆弧轨道的A点滑下,若AO与水平地面平行,由于受摩擦阻力,物体在水平面上滑行距离S后停止在C点,求物体与水平面之间的动摩擦因素μ。(如图7)
解题思路:
1、研究对象:物体。
2、物理现象:在圆弧轨道上滑下,在水平面上滑行,在C点停止。
3、物理规律:A→B轨道光滑,只有重力做功,物体的机械能守恒;B→C受摩擦力做匀减速直线运动,且遵从动能定理。
4、已知条件:R、S、VA=0 VC=0
5、求解问题μ
6、解题思维过程:求μ须知F和N,N与重力大小相等,若知F的功,则F可求,F的功与B点动能包含在动能定理中,B点动能可由A到B机械能守恒来求。
7、解题方法与步聚:
A→B机械能守恒mgR=mvB2/2……①
B→C摩擦力做功-fs=mvC2/2-mvB2/2 ……②
B→Cμ=f/N……③
联立三式可求得μ值。
说题的过程是教师展现对习题研究的过程,说题使教师更加明确习题研究的内容、步聚和模式,发现解题思维的规律性,使习题教学更具科学性、有效性。