李正來
摘 要:在初中科學新課,尤其是復習課的教學中,教師總編寫或引用較多的習題讓學生練習,其目的是讓學生從練習中鞏固知識、尋求規(guī)律,同時摸索解題思路和方法。我認為習題不在于多,只在于精。在精題上通過教師的有效點撥,使學生對所學的知識能融會貫通。其中的“一題多解”就會起到至關重要的作用。
關鍵詞:初中科學;習題;一題多解;融會貫通
研究科學習題的多種解法,能培養(yǎng)學生思維的流暢性?!耙活}多解”,顧名思義即一個問題其解法不是唯一的,對其結論的得出可以由多種途徑獲得?!耙活}多解”,也就是啟發(fā)和引導學生從不同角度、不同思路,運用不同的方法和不同的計算過程,去解答同一道科學問題,它屬于解題的策略問題。心理學研究表明:在解決問題的過程中,如果主體所接觸到的不是標準的模式化了的問題,那么,就需要進行創(chuàng)造性的思維,需要有一種解題策略,所以策略的產生及其正確性被證實的過程,常常被視為創(chuàng)造的過程或解決問題的過程。
一題多解是諸多解題策略的綜合運用。因此,教學中如何選擇合適的例題,使其能夠包含更多的知識點,再利用不同知識點從不同角度來解題,不僅可以鞏固所學知識點,達到對相關知識的融會貫通,還可以培養(yǎng)探究式的學習方式,不斷提高分析問題和解決問題的能力。
一、“一題多解”在教學中的具體案例
例1:有6V3W和6V6W兩盞同樣大小的小燈泡,請用不同方法加以辨別?
解法一:比較燈絲粗細。設6V3W的為L1,6V6W的為L2(以下同)
則:R1=U2/P1=(6V)2/3W=12Ω R2=U2/P2=(6V)2/6W=6Ω
由于燈絲的材料和長度相同,根據影響電阻的大小因素可知:
燈絲粗的電阻小是L2,燈絲細的電阻大是L1。
解法二:并聯(lián)比較亮度。把兩燈并聯(lián)在等于或小于6V的電路中(保證燈能發(fā)光)。因為并聯(lián)電路電壓相等,則根據公式P=U2/R可知:在電壓一定時,電阻越大,實際消耗的功率越小,燈泡越暗;電阻越小,實際消耗的功率越大,燈泡越亮。所以亮的是L2,暗的是L1。
解法三:串聯(lián)比較亮度。把兩燈串聯(lián)在某一電路中(保證燈既能發(fā)光又不燒壞)。因為串聯(lián)電路電流相等,則根據公式P=I2R可知:在電流一定時,電阻越大,實際消耗的功率越大,燈泡越亮;電阻越小,實際消耗的功率越小,燈泡越暗。所以亮的是L1,暗的是L2。
電功和電功率是電學知識的綜合運用,學生們普遍感覺難理解,有那么多的公式不知道在解題過程中到底用哪一個,無從下手。通過本題的演練可知:當兩電阻并聯(lián)時各電阻兩端電壓相等,則用公式P=U2/R來計算比較電功率的大小;當兩電阻串聯(lián)時通過各電阻電流相等,則用公式P=I2/R來計算比較電功率的大小。那以后類似的題目都可以用同樣的方法求解,不僅鞏固了電功率知識,還對相關知識進行融會貫通,達到舉一反三、事半功倍的效果。
例2:氧化銅的質量為10克,用氫氣還原,反應一段時間后,冷卻稱出固體質量變?yōu)?.4克,求反應生成銅多少克?
解法一:設生成Cu為Xg,反應掉CuO為Yg
解法三:設生成Cu為Xg,根據銅元素質量在反應前后不變:
10g×64/80=(8.4g-X)×64/80+X,得X=6.4g
解法四:減少的氧元素質量為:10g-8.4g=1.6g,
則生成銅的質量為:1.6g×(64/16)=6.4g
從上述四種解法可見,解題時思路不同,所用的數學技巧不同。解法三和四運用是比較簡捷的,運算比較簡單,可以減少差錯。解法一和二都利用化學反應方程式計算,其中解法一是常規(guī)解法,解法二是利用差量法。通過此題的演練,使學生進一步理解質量守恒定律,更好地掌握有關化學方程式的計算。
例3(2010紹興中考):如圖,用測力計將長桿一端A微微抬離地面,測力計示數是F1;用測力計將長桿一端b微微抬離地面,測力計示數是F2,則長桿的重力是多少?(測力計保持豎直向上)
解法一:在杠桿的右端豎直抬起時,B是支點,根據杠桿平衡條件求出拉力和重力的關系;在杠桿的左端豎直抬起時,A是支點,根據杠桿平衡條件求出拉力和重力的關系。
在杠桿的右端豎直抬起時,B是支點,根據杠桿平衡條件得:
F1×AB=G×OB----①
在杠桿的左端豎直抬起時,A是支點,根據杠桿平衡條件得:
F2×AB=G×OA----②
①+②得:G=F1+F2。
解法二:用測力計將長桿一端A微微抬離地面,測力計示數是F1。此時假設不放下,再用另一測力計將長桿一端B微微抬離地面,測力計示數是F2。則可知F1,F2數值不變。此時長桿兩個豎直向上的拉力和一個豎直向下的重力作用保持靜止,根據力的平衡條件可得:G=F1+F2。
解法一是一種常見的測量長桿重力的方法,利用杠桿平衡條件可求得,是常規(guī)解法。解法二打破了常規(guī),在合理假設的前提下,利用力的平衡條件求解,不拘泥于一種思考途徑,既簡潔明了又獨具匠心。由于初中生的思維形式為集中思維占主導地位,往往容易形成思維定式,并受思維定式的消極影響,使他們的思維陷入固定模式,造成思維的惰性和呆板性,抑制了他們的創(chuàng)造思維的熱情。針對這一現狀,我們在具體教學中應精選類似的習題,啟發(fā)學生從不同角度、不同方向去分析問題的數量關系,尋求解題思路,培養(yǎng)創(chuàng)新思維。
例4:一個鋁球,其質量為54克,體積為30cm3。(已知ρ鋁=2.7g/cm3)求:此鋁球是空心還是實心的?
解法一:ρ球=m球/V球=54g/30cm3=1.8g/cm3<2.7g/cm3,所以是空心的。
解法二:若該球為實心的球,則:V鋁=m球/ρ鋁=54g/2.7g/cm3=20cm3<30cm3,所以是空心的。
解法三:若該球為實心的球,則:m鋁=ρ鋁×V球鋁=2.7g/cm3×30cm3=81g>54g,所以是空心的。
方法一運用比較密度法,屬于常規(guī)思維,一般學生都能想到。而方法二比較體積法和方法三比較質量法,看似簡單,但都隱含著一種發(fā)散思想——先假設后論證。在教學中注重對學生這類孕育著科學思想的思維方式的培養(yǎng)非常重要。通過此例的練習,可以讓學生更好地理解和運用密度的公式及其變形公式。
二、“一題多解”應當遵循的原則
學習科學中,掌握的科學知識越多,則解題方法越廣。相應的,科學邏輯性越強的學生,解題的步驟就更簡捷明了。教師要充分考慮學生的實際水平,循序漸進地為他們加強科學習題的廣度和深度,從實際情況出發(fā),照顧到所有同學的理解、接受能力,逐步培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維,幫助他們加強科學邏輯性,提高科學課堂的聽課效率,有助于提升整個班級的科學綜合水平。
教師在初中中科學課堂的“一題多解”教學應該遵循的原則:
1.分清主次內容
教師教學時切不可因小失大、不明主次。科學教師日常教學中應細心留意學生的動向,將大部分學生易于接受的解題方法作為教學重點進行講解。對于多數學生難以掌握的解題方法選擇直接放棄,不要浪費過多的時間,以節(jié)省課堂時間,提升課堂效率。對于少部分有其他思路的學生,可以在課下進行單方面的交流,以節(jié)約課堂時間,有效提升課堂利用率。
2.從實際出發(fā),因材施教
在學習初中科學的過程中,由于每一位學生的理解掌握能力不同,教師應該因材施教,結合客觀實際,調整教學進度和方法??茖W只是眾多學科中的一門,每位學生都有自己的閃光之處??茖W教師教學中,不能按高水準要求每一位學生,要根據學生自身的科學敏感度分層次教學。對科學基礎較好、悟性較高的學生講解一些深層次的、需要較強邏輯性的解題方法;針對科學水平較低的學生,要鼓勵他們在掌握一般方法的基礎上,多多嘗試新的解題思路,逐漸培養(yǎng)起他們學習的科學興趣,提升他們學習科學的積極性。
3.深入淺出,層層遞進
教學活動主要讓學生理解掌握基礎知識,在此基礎上進行拔高訓練。有些教師過于急功近利,一心希望學生盡快掌握多種解題方法,以提升科學邏輯思維能力。這樣的教學往往會適得其反,學生在沒有掌握基礎知識的前提下,就一次性為他們灌輸太多的新鮮解題思路,容易造成學生記憶混亂。長此以往,會使學生逐漸喪失學習科學的信心,對科學學習產生倦怠感。所以,在日??茖W教學中,教師應該注意循序漸進的教學步驟,深入淺出地為學生答疑解惑,切不可急于求成。
綜上所述,將“一題多解”運用于初中科學教學中,能夠有效培養(yǎng)學生的獨立思考意識和自主學習能力,發(fā)散學生的思維,幫助學生熟練掌握、理解相關科學原理,使學生解題手法更靈活多變,幫助學生將科學知識中的各個零碎知識點構建成一個系統(tǒng)的科學知識網絡,有效提高他們的解題能力。
(作者單位:浙江省臺州市椒江區(qū)三甲中學)