中學(xué)物理教學(xué)論：第十章物理問題解決教學(xué)

1、第九章 物理問題解決教學(xué),1. 什么是問題解決？如何理解問題解決？ 2. 什么是物理問題解決？如何認(rèn)識物理問題解決在物理教學(xué)中的作用？ 3常見的物理問題解決有哪幾種形式？ 4解答計算題的正確思路和基本程序 5幾種常用的處理問題的方法； 6物理問題解決教學(xué)的要求是什么？ 7物理習(xí)題課教學(xué)的一般過程是什么？ 8物理問題解決教學(xué)中應(yīng)注意什么？,一、什么是問題解決？如何理解問題解決？,問題解決指的是人們在日常生活和社會實(shí)踐中，面臨新情景、新課題，發(fā)現(xiàn)它與主客觀需要的矛盾而自己卻沒有現(xiàn)成對策時所引起的尋求處理問題辦法的一種心理活動。,問題解決是,教學(xué)目的,教學(xué)過程,基本能力,一種有意義的學(xué)習(xí)過程,二、什

2、么是物理問題解決？,物理問題解決是學(xué)生運(yùn)用物理知識解決問題的實(shí)踐活動。狹義是指物理練習(xí)。 它是物理教學(xué)的重要組成部分， 它既是檢驗(yàn)學(xué)生對知識理解和鞏固程度的一種手段， 又是使學(xué)生加深理解、鞏固知識、提高運(yùn)用能力的一種措施， 是掌握物理知識、發(fā)展能力過程中不可缺少的一個階段。,三、如何認(rèn)識物理問題解決在物理教學(xué)中的作用,教育心理研究表明：學(xué)生學(xué)習(xí)概念、規(guī)律以后解決實(shí)際問題，要比解答同一概念、規(guī)律的抽象問題和公式的練習(xí)更難。 原因是學(xué)習(xí)概念、規(guī)律時，是從各種現(xiàn)象中理解其共同點(diǎn)；解決一個實(shí)際問題，則是從一個具體問題中理解所隱含著的抽象概念和規(guī)律。 解決實(shí)際問題是理解水平的一個新層次。 知識的掌握與鞏

3、固并形成技能是必須通過練習(xí)才能達(dá)到。,1、鞏固、深化、活化物理知識和訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能；,由于教材內(nèi)容要受到系統(tǒng)性和課時的限制，有些與基礎(chǔ)知識有關(guān)的、學(xué)生應(yīng)該知道的知識，不可能全部編入教材，通過練習(xí)題可以加深和擴(kuò)展必要的知識。 例： 重力的問題。 物體的受力分析等。 教材中沒有介紹，教師在練習(xí)中解決。,2、物理問題解決能幫助學(xué)生加深和擴(kuò)展物理知識,物理問題解決是學(xué)生運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的起點(diǎn)。問題使學(xué)生的思維活動處于十分集中和解決的狀態(tài)。迫使他們憑借自己的力量去克服困難，聚精會神地尋找解決問題的途徑，綜合運(yùn)用所學(xué)知識和方法，對問題進(jìn)行科學(xué)抽象、分析與綜合、判斷與推理，并運(yùn)用數(shù)學(xué)知識和方法求得解答

4、。,3、物理練習(xí)能幫助學(xué)生建立解決問題的思路，獲得解決問題的正確方法，促進(jìn)知識向能力的轉(zhuǎn)化,學(xué)生在做物理問題解決時，要將學(xué)到的物理原理、概念、規(guī)律應(yīng)用到個別具體情況中去，這自然地建立了理論與實(shí)際的聯(lián)系，如果問題解決是圍繞生產(chǎn)、生活、交通、軍事等實(shí)際內(nèi)容，也就達(dá)到理解科學(xué)與技術(shù)的相互關(guān)系。,4、物理問題解決能幫助學(xué)生將理論應(yīng)用到實(shí)際，理解科學(xué)與技術(shù)的相互關(guān)系,學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，除了通過課上的觀察、提問等方式來了解以外，最主要的通過學(xué)生完成習(xí)題的情況來了解，通過學(xué)生對知識的掌握情況，達(dá)到檢查教學(xué)效果的目的。 總之，物理問題解決的作用可以概括為：,5、物理練習(xí)是考查學(xué)生知識、技能、能力，檢查教學(xué)成效的

5、重要手段,1、體現(xiàn)雙邊活動，調(diào)動主體作用； 2、鞏固已學(xué)知識，加深理解運(yùn)用； 3、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識，解決物理問題； 4、澄清概念混淆，掃清思維障礙； 5、教學(xué)檢查考試，體現(xiàn)檢測功能； 6、因人因材施教，培育智力能力,四、常見的物理問題解決有哪幾種形式？,（一）原始物理問題與傳統(tǒng)抽象習(xí)題,原始物理問題,例1：一些人認(rèn)為嬰兒由成人抱著坐在汽車?yán)锸呛馨踩模F(xiàn)在請你估計一下，在一切發(fā)生在很短時間的撞車中，需要多大的力才能抱住嬰兒？,習(xí)題是把現(xiàn)象抽象、簡化、分解，經(jīng)人為加工出來的練習(xí)作業(yè)。,原始物理問題需要自己發(fā)現(xiàn)問題、挖掘條件，找出對應(yīng)的物理規(guī)律，構(gòu)建合適的物理模型。,高考題也越來越多地出現(xiàn)原始物理問題

6、，體現(xiàn)了高考命題的改革方向。,另外，教材中也出現(xiàn)了許多原始物理問題。,特點(diǎn)：,1、是對物理現(xiàn)象的客觀描述，沒有對物理現(xiàn)象作任何程度的抽象；,2、基本是文字的描述，通常沒有任何已知條件，其中隱含的物理變量、常量等需要學(xué)生自己去設(shè)置；,3、沒有任何示意圖，解決問題所需要的圖像需要學(xué)生自己畫出；,4、對學(xué)生來說不是常規(guī)的，不能靠簡單的模仿來解決；,5、來自真實(shí)生活情境；,6、具有趣味和魅力，能引起學(xué)生的思考和向?qū)W生提出智力挑戰(zhàn)；,7、不一定有唯一的答案，各種不同水平的學(xué)生都可以由淺入深地作出回答；,8、解決它需伴以個人或小組的活動。,（1）判斷、選擇練習(xí) （2）思考問題練習(xí) （3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計練習(xí) （4

7、）推理論證練習(xí) （5）計算練習(xí) （6）作圖題 （7）課題研究,傳統(tǒng)抽象習(xí)題,傳統(tǒng)抽象習(xí)題是指物理教材或輔導(dǎo)材料上的例題、思考題、練習(xí)題，以及測試題等，這種習(xí)題是把物理現(xiàn)象進(jìn)行抽象、簡化、分解，經(jīng)人為加工出來的物理練習(xí)題。,1、判斷、選擇練習(xí),（1）定義：根據(jù)概念的邏輯要求直接做 出肯定或否定的問題。 （2）特點(diǎn)：概念性很強(qiáng)，邏輯思維強(qiáng)。 （3）作用：澄清是而非，非而是的問題， 有助于理解概念，掌握規(guī)律 ，提高判斷能力。 （4）應(yīng)用：常應(yīng)用于筆試中考察掌握知 識的理解能力。,判斷、選擇練習(xí)，有難、易各種層次，有的屬于記憶、了解的，有的屬于理解的，有的屬于運(yùn)用的 例：1、 “任何電磁波在真空中都是

8、相同的是” （a）頻率；（b）波長 （c）波速；（d）能量。 答案： ,（a）只要 穿過閉合電路的磁通量變化就一定有感生電流； （b）感生電流的磁場跟原磁場方向相反； （c）感生電動勢的大小跟穿過閉合電路 的磁通量的變化量成正比； （d）一段 導(dǎo)體做切割磁力線運(yùn)動一定會 產(chǎn)生感生電動勢”。 答案 題型：單解選擇、組合選擇、多解選擇、 填空選擇等。,2、“在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，下列說法中正確的是”,2、思考題練習(xí)（問答）,（1）定義：引導(dǎo)學(xué)生深入思考，或發(fā)現(xiàn)問題，或預(yù)測結(jié)果，或剖析現(xiàn)象解釋原因等方面的練習(xí)，叫做思考練習(xí)題。 （2）要求：在解答時，要做到論據(jù)充分，論點(diǎn)明確，邏輯性強(qiáng)，說理有力。 （3）

9、作用：培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生善于通過分析、思考，運(yùn)用已掌握的物理知識去尋求現(xiàn)象的物理本質(zhì)。,1、“為什么在簡易工作臺上轉(zhuǎn)動的電動砂輪機(jī)，在它停下來之前，總要在一段短時間內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈地振動?！?2、如圖：L1和L2規(guī)格相同，線圈的直流電阻與電阻R的阻值相等。請 思考，合上K時，哪個燈先亮？為什么？如果將R 去掉，換上電容，結(jié)果如何？,3、實(shí)驗(yàn)設(shè)計練習(xí),（1）定義：運(yùn)用已掌握的基礎(chǔ)知識和實(shí)驗(yàn)技能，獨(dú)立地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計及測量問題，完成給定任務(wù)的練習(xí)，叫做實(shí)驗(yàn)設(shè)計練習(xí)。 （2）作用：培養(yǎng)學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)造能力。 （3）應(yīng)用：動手能力的考核。 如：設(shè)計一個簡易的實(shí)驗(yàn)方案，測定玩具氣手槍子彈飛離槍口時的速

10、度。,4、推理論證練習(xí),（1）定義：根據(jù)理論和給定的條件，通過邏輯推理（含數(shù)學(xué)推理），導(dǎo)出所要求的結(jié)論的練習(xí)，或?qū)赡墚a(chǎn)生的各種情況全面地進(jìn)行分析、比較和討論論證的練習(xí)，或證明給定結(jié)論正確性的練習(xí)。 （2）作用：鞏固、深化、活化物理知識，有效地培養(yǎng)學(xué)生 演繹推理的邏輯思維能力。 （3）應(yīng)用：是考核的主要手段之一，在筆試中占有一定的比重。,“一個電子經(jīng)電勢差為U的勻強(qiáng)電場加速后，沿經(jīng)向垂直入射圓柱形的有界勻強(qiáng)磁場，,要使 90，必須滿足什么條件。已知圓柱半徑R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電子射出磁場時偏轉(zhuǎn)角為，那么，當(dāng)U、B或R數(shù)值增大時， 將如何變化？,例如：,5、計算問題練習(xí),（1）定義：以定量計算為

11、主的解答有關(guān)物理問題的 練習(xí)，叫做計算問題練習(xí)。 （2）種類：簡單計算練習(xí)和綜合計算練習(xí)。 （3）作用：鞏固知識效果顯著，有利于訓(xùn)練計算能力。 （4）應(yīng)用：在筆試中占有較大比例，筆試考核的主要手段。,6、作圖題,（1）定義：依靠作圖來回答的問題。 （2）作用：通過識圖、作圖和用圖考察對物理知識的理解（如：幾何光學(xué)、力的圖示等） （3）應(yīng)用：考核作圖的能力,7、課題研究,實(shí)驗(yàn)探究、 社會調(diào)查、 科技進(jìn)展、 科技制作、 專題研究、 跨學(xué)科問題等,口頭解答,書面作業(yè),觀察,小實(shí)驗(yàn),小制作,調(diào)查報告,小論文,（二）結(jié)果良好與結(jié)構(gòu)不良物理問題,傳統(tǒng)抽象習(xí)題就是典型的結(jié)構(gòu)良好物理問題。,特點(diǎn)：,這類問題的

12、已知條件已經(jīng)明確限定，待求的未知物理量也很確定，只要分析一下已提供的條件或物理情境，選擇對應(yīng)的物理概念或規(guī)律，遵循其適用條件，根據(jù)不同類型問題選擇相應(yīng)的解題方法，把提供的已知物理量代入公式或方程式，就能得到正確答案。,結(jié)構(gòu)不良問題，大多數(shù)原始物理問題,（5）不知道哪些概念、規(guī)則和原理對于解決問題有用。,（4）目標(biāo)不確定；,（3）給定信息不完全；,（2）問題的描述比較含糊；,（1）和具體情境相聯(lián)系；,特點(diǎn)：,五、解答計算題的正確思路和基本程序,（一）解答計算題的正確思路 先分析、后解答 先進(jìn)行文字運(yùn)算、后代入數(shù)字,（二）解答計算題的基本程序,1、審題： 弄懂題意、判定范圍，性質(zhì)。 找出已知量、待

13、求量、隱含量。 明確研究對象、恰當(dāng)選擇理想模型。,2、析題 畫分析草圖 有助于形成清晰的物理圖象 如：示意圖、矢量圖、波形圖、狀態(tài)變化圖、電路圖、光路圖。 借助草圖分析研究對象所處狀態(tài)和條件 分析對象所處的物理過程， 在此基礎(chǔ)上確定思路和方法, 根據(jù)條件、特點(diǎn)、方便程度，選用問題所遵循的物理規(guī)律及公式。 列方程，（建立坐標(biāo)系、規(guī)定方向、畫出有關(guān)圖象）,3、建立有關(guān)方程,先進(jìn)行必要的代數(shù)運(yùn)算 統(tǒng)一單位、代入、求解 檢驗(yàn)和討論。,4、求解,例題：已知，一質(zhì)量M=240g的木塊，放在高h(yuǎn)=0.8m的光滑桌面上，被一水平方向飛來的子彈打落在地面上（子彈留在木塊中），落地點(diǎn)與桌邊的水平距離S=1.6m，

14、子彈的質(zhì)量m=10g，求子彈擊中木塊時的速度（g=10m/s2）,分析：畫出示意圖,分析畫出示意圖 全過程可分為三個相聯(lián)的過程。 （1）子彈與木塊相互作用的過程，動量守恒； （2）子彈留在木塊中，光滑、視為質(zhì)點(diǎn)、滿足牛頓第一定律； （3）子彈和木塊一起離開桌面，視為質(zhì)點(diǎn)，作平拋運(yùn)動。,五、幾種常用的處理問題的方法,在物理學(xué)的發(fā)展過程中，在運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的過程中，人們逐漸積累和形成了物理學(xué)中處理物理問題的方法。常用的處理問題的方法有： 1、理想模型法； 2、等效代替法； 3、微元處理法； 4、近似處理法。,（一）把研究對象、過程視為理想模型,在中學(xué)到大學(xué)的物理學(xué)中，所研究的都是理想模型

15、。 研究對象：力學(xué)中有質(zhì)點(diǎn)、剛體、彈簧振子。 流體中有理想氣體 。 帶電體中有點(diǎn)電荷 。 光學(xué)中有點(diǎn)光源 。 研究狀態(tài)與過程：力學(xué)中的勻速直線運(yùn)動、勻變 速直線運(yùn)動、簡諧運(yùn)動。 熱學(xué)中的等壓、等容、等溫、絕熱過程。,處理問題的關(guān)鍵是：,對象處于狀態(tài)是什么？ 對象可視為什么模型？ 明確狀態(tài)是如何變化？ 是什么過程？ 過程對應(yīng)什么規(guī)律？ 明確被研究對象是什么？,例1,一個半徑為R的光滑半圓軌道，圓心是O。如果拿兩個物體分別放在O點(diǎn)、靠近A點(diǎn)的B點(diǎn)，同時由靜止釋放，問：哪一個先到達(dá)A點(diǎn)？,這個題怎么做？,答案：O點(diǎn)物體 先到達(dá)A 點(diǎn),正確思路：,第一步，對象？考慮用什么模型？ 軌道光滑、R物體的大小

16、，當(dāng)質(zhì)點(diǎn) 看待。 第二步，狀態(tài)與過程 一個是自由落體h=R 另一個是單擺BA 是振幅。,(a),(b),大家想一想：每一個 球可當(dāng)成什么模型？,a、力的作用線通過 球心O。如圖（a)：,T,共點(diǎn)力系，球可視為質(zhì)點(diǎn) 平衡條件：,例2,如圖b：不是平面共點(diǎn)力系，應(yīng) 看成剛體。平衡方程是：,（二）等效代替法,在物理學(xué)中，有不少概念的建立是運(yùn)用等效代替法。 如：平均速度是建立在用勻速直線運(yùn)動代替變速直線運(yùn)動。 用合力代替幾個分力的組合。 用總電阻代替分電阻的組合。 總電容、交流電的有效值. 以上都是等效代替法的應(yīng)用,已知：在勻強(qiáng)磁場B中，設(shè)AB兩點(diǎn)間距離為L，金屬線ABC以V向右勻速運(yùn)動。求ACB線上

17、的感生電動勢。,？,（三）微元處理法,微元處理法指的是我們把研究對象或過程分隔成小塊（微元）來加以研究。（微元法實(shí)際是微分思想）,漫反射：可看成無數(shù)個小的平面， 每一小平面遵循反射定律。,（四）近似處理法,在中學(xué)物理研究中，我們常常用到近似處理這種方法。,彈簧秤的讀數(shù)就是重力，這里采用了近似處理的方法，忽略了空氣的浮力。g本來與高度有關(guān)，但看作g=10m/s2。 研究碰撞不計重力的影響。,六、物理練習(xí)教學(xué)的要求是什么？,1、練習(xí)題必須精選 2、練習(xí)教學(xué)必須統(tǒng)籌安排，做到計劃性、目的性和連貫性，做到循序漸進(jìn)。 3、通過練習(xí)糾正學(xué)生的錯誤認(rèn)識，加深對物理基本概念和規(guī)律的理解。 4、應(yīng)注意對學(xué)生進(jìn)行

18、解題指導(dǎo)。通過練習(xí)教學(xué)，一定要使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)地分析問題的習(xí)慣，在分析時，要有依據(jù)，要明確道理。 5、要注重學(xué)生的信息素養(yǎng)培養(yǎng) 6、要突出學(xué)生主體地位，注重學(xué)生學(xué)習(xí)過程 7、解題方法要注重靈活多樣性，練習(xí)的結(jié)果要及時反饋 8、通過練習(xí)教學(xué)，要能增進(jìn)學(xué)生對科學(xué)、技術(shù)、社會之間的相互關(guān)系的理解和認(rèn)識。,9、評價學(xué)生要注重激勵性與過程性,七、物理習(xí)題課教學(xué)的一般過程是什么？,以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理練習(xí)為主的課叫做習(xí)題課。 習(xí)題課教學(xué)的基本程序： (1)復(fù)習(xí)舊知識 （2）教師示范舉例或組織學(xué)生討論 （3）學(xué)生練習(xí) （4）小結(jié),1、復(fù)習(xí)舊知識,通過復(fù)習(xí)提問， 或由教師簡單概述，復(fù)習(xí)與練習(xí)有關(guān)知識和方法。 復(fù)習(xí)

19、要做到簡明而有實(shí)效。,2、教師示范舉例或組織學(xué)生討論,示范舉例的要點(diǎn)： （1）舉例要有明確的目的性。 A、教給學(xué)生正確的解題思路和基本程序； B、教給學(xué)生分析、處理問題的基本方法和解決某些問題的一些特殊方法； C、培養(yǎng)學(xué)生能力和提高學(xué)生智力品質(zhì)； D、排難糾誤和知識的綜合運(yùn)用。,（2）例題要有典型性,A、題目的內(nèi)容應(yīng)能充分反映物理概念、規(guī)律的本質(zhì)和關(guān)鍵，練習(xí)的深廣度和難易水平要準(zhǔn)確地反映教學(xué)大綱的要求； B、題目能反映分析和處理問題的一般方法； C、題目本身不宜過多、過繁，可用一題多變的方法，不斷改變條件，逐步引伸，要避免過于繁雜的數(shù)字運(yùn)算。,（3）舉例要有針對性,A、題目的深淺程度，要針對學(xué)生的知識和能力水平； B、題目能針對學(xué)生在解答時易產(chǎn)生的錯誤和問題,3、學(xué)生練習(xí),在教師的指導(dǎo)下的學(xué)生練習(xí)應(yīng)注意： （1