一題多解是培養(yǎng)科學(xué)思維的有效途徑

2022-04-01 11:30:00洪華標(biāo)馮永慶

數(shù)理化解題研究 2022年7期

洪華標(biāo) 馮永慶

(1.廣東省梅州市教學(xué)研究室 514021；2.廣東省東山中學(xué) 514017)

馮永慶(1985.10-)，男，廣東省豐順人，中學(xué)一級(jí)教師，從事中學(xué)物理教學(xué)研究.

1 問題的緣起

物理學(xué)科核心素養(yǎng)是指學(xué)生通過物理學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要構(gòu)成.物理學(xué)科核心素養(yǎng)由“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面的要素構(gòu)成.邢紅軍教授認(rèn)為“只有扎實(shí)推進(jìn)中小學(xué)各學(xué)科基于核心素養(yǎng)的課程開發(fā)、課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)評(píng)價(jià)，才能使學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的生命之樹長青.如何在物理教學(xué)中有效促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維核心素養(yǎng)的落地生根呢？

2 教學(xué)實(shí)踐

一題多解從不同角度、按不同思路、用不同方法解決同一道習(xí)題，多角度審視題目、多途徑解決問題，能促進(jìn)學(xué)生正確物理觀念的養(yǎng)成；提升學(xué)生分析和解決物理問題的能力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維.

2.1 研究習(xí)題

圖1

(1)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

(2)若每次當(dāng)物塊離開彈簧后立即將彈簧壓縮到A點(diǎn)鎖定，當(dāng)物塊返回A點(diǎn)時(shí)立刻解除鎖定.若斜面最高點(diǎn)C與A的高度差為3h，試通過計(jì)算判斷物塊最終能否從C點(diǎn)拋出.

2.2 習(xí)題解法

2.2.1 對(duì)第一問進(jìn)行研究

切入點(diǎn)1力學(xué)觀點(diǎn)

物塊第一次解鎖時(shí)獲得動(dòng)能：

物塊離開彈簧后作勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)上升加速度大小是a1，有：

mgsinθ+μmgcosθ=ma1，

切入點(diǎn)2動(dòng)能定理

物塊上滑時(shí)滿足動(dòng)能定理，可得：

切入點(diǎn)3能量守恒定律

沿斜面上滑時(shí)滿足能量守恒定律：

2.2.2 對(duì)題目第二問進(jìn)行研究

切入點(diǎn)1力學(xué)觀點(diǎn)

物塊上滑到最高點(diǎn)處后,下滑加速度大小為a2,有mgsinθ-μmgcosθ=ma2

……

第n次出發(fā)時(shí)速度為vn，

遞推法求得

切入點(diǎn)2能量守恒觀點(diǎn)

……

切入點(diǎn)3圖像法,畫Ekn-Ekn-1圖像.

物塊每次離開彈簧都比上一次離開時(shí)的動(dòng)能增加，通過圖像反映Ekn-Ekn-1的關(guān)系

畫出Ekn-Ekn-1圖像如圖2(實(shí)線為Ekn,虛線為Ekn-1)：

圖2

切入點(diǎn)4肯定假設(shè)法.

假設(shè)物塊恰能從C點(diǎn)拋出，設(shè)它在接觸彈簧前需要從高H處滑下.假設(shè)在物塊第n次到達(dá)A點(diǎn)后，物塊拋出，設(shè)物塊離開A點(diǎn)的速度為vA，有

切入點(diǎn)5否定假設(shè)法.

所以物塊不可能到達(dá)C點(diǎn)，即不能從C點(diǎn)拋出.

3 教學(xué)啟示

本題通過5種不同解題方法的應(yīng)用了學(xué)生所學(xué)的物理概念和物理規(guī)律，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)散性思維，培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)、科學(xué)推理和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力，有效促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的養(yǎng)成.通過“一題多解”的教學(xué)，有目的地去引導(dǎo)學(xué)生打破常規(guī)思維，從不同角度、不同思路去思考問題，學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維一定能得到培養(yǎng).