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【摘 要】初中物理教学中许多问题难以直接解答,但如果变换思路,从另外一方面入手,问题便会迎刃而解。
【关键词】逆向思维;变通;模型;思维转换
初三复习阶段物理习题浩如大海,题型五花八门,但其依据基本是对提出的模型交替变更,提供材料的形式,改头换面,设计新的模型,其目的在于扩大学生视野、加深对问题的理解、巩固已学知识、增强思维转换,促进创造性思维能力的发展。逆向思维是背离原来的认识并在相对立的意义上去探索新的发展可能性,由于思维与原来认识相反,是在与原来习惯思维相反方向上进行的,逆向思维从反面观察问题,打破心理上的思维定势,冲破习惯思维的束缚,在与原来认识方向相反的方向上寻求解决问题的新方法,有时会产生意想不到的良好效果或获得新的发明和创造。
思维作为物理教学中的一种重要的思维方法,在社会实践和学习的过程中,人们都有这样的体验:当你对某一问题冥思苦想而不得其解时,不妨从它的反面去想一想,这样常使人茅塞顿开,获得意外的成功。遇到新模型时学生感到无从下手,其障碍在于不善于把新模型与典型进行比较,去认识和把握新、旧模型在物理本质上的共性,对此,教师通过组织有效的习题教学,帮助学生在纷繁复杂的模型中分析和对比,找出共性,深究共同的物理本质,从而跨越思维障碍,促进其创造性思维能力的发展,实现由知识到能力的质的飞跃。
一、习题教学中的思维转换
例1:如图所示电源电压不变,调节滑动变阻器R′,电压表示数为10V时,变阻器R′消耗的电功率为10瓦,调节变阻器滑片到另一位置,电压表示数为5V,此时变阻器R′消耗的电功率为7.5瓦,求电源电压和定值电阻R的阻值。
分析:本题所给的条件是定值电阻R两端的电压,而电功率则是变阻器R′的电功率,依据对应关系不可直接计算,同时题中变阻器R′的数值是变化的,故不可以用I2R′,和U2/R′求R′的电功率只可以用UI来计算。
如果设电源电压为U,则R′两端的电压两次分别为U-10和U-5对应电流与定值电阻R中是相同的,分别为10/R和5/R依题意有(U-10)*10/R=10和(U-5)*5/R=7.5解得U=20V,R=10Ω,此题通过思维转换以R两端的电压和电源电压求出了R′两端的电压,此为解题的关键。
例2:如图所示,光屏上恰能得到烛焰清晰的像,试说明成像的性质,若将光屏和烛焰的位置对调,光屏上还能成清晰的像吗?若能,请说明成像的性质,若不能,请说明理由。
分析:从图中可以看出物距大于像距,则物体长度大于像的长度,且像与物体在透镜两侧,所以一定成倒立缩小的实像,若将光屏和烛焰位置对调,依据光路的可逆性,则物距小于像距,所以则物体长度小于像的长度,因此成倒立放大的实像。
二、新课教学中的思维转换
苏科版八年级上册第四章第四节《照相机与眼睛、视力的矫正》,对于视力的矫正,课本是这样设计的:将凸透镜看作是人的眼睛的晶状体,光屏看作视网膜,给眼睛戴上近视眼镜,使烛焰在视网膜上成清晰的像并准确标出光屏的位置,取下近视眼镜,光屏上的像变得模糊了,前后移动光屏,使光屏上呈现清晰的像,并标出光屏此时的位置,以此来说明近视眼镜的作用是使像相对于晶状体向后移动,从而使像落在视网膜上,换用远视眼镜重复上面的实验得出远视眼镜的作用是使像相对于晶状体前移,从而使清晰的像落在视网膜上。按此法讲授学生很难理解,实际上这样的设计思路没有从矫正眼睛的角度去分析问题,只是从近视眼这种现象间接分析凹透镜的作用,为此,在教学中,这样设计的好处是学生近视眼像成在视网膜前,但学生很难弄懂为什么戴凹透镜就正好成像于视网膜上呢,实际上该实验在说明矫正视力缺陷上确实不太明显,学生也不太好懂,为此,在教学中本人对实验顺序做了少许改动:在光具座上依次放置蜡烛、透镜和光屏,调整物距和像距且保持物距大于两倍焦距,此时所成的像是倒立、缩小的实像,在光具座上依次放蜡烛、透镜(甲)和光屏,调整物距和像距,使光屏上成倒立、清晰、缩小的实像,记下此时光屏的位置。
1.在凸透镜(甲)前面再放置一块凸透镜(乙),观察光屏上的像是否清晰?
2.前后移动光屏直到光屏上成像最清晰,记下此时光屏所在的位置,比较光屏现在的位置比原来是前移还是后移了。
3.取下凸透镜(乙)换上凹透镜。
4.前后移动光屏直到光屏上成像最清晰,记下此时光屏所在的位置,比较光屏现在的位置比原来是前移还是后移了。这样变换后,学生很容易就能掌握视力矫正的原理和方法。
以上几例的分析我们可以得到这样一个通过变式解物理问题方法,从一般的模型中去发现、分析、对比,从中抽象出与已知的典型模型所具有的共性——物理本质,然后选择反映这种物理本质的物理知识(概念、规律、理论等)进行解答。从这种“分析、对比、选择、解答”过程中去加深对所学物理知识的进一步理解,从而得到思维变通性的训练,进而促进创造性思维能力的发展。
(作者单位:江苏省泰州中学附属初级中学)
【关键词】逆向思维;变通;模型;思维转换
初三复习阶段物理习题浩如大海,题型五花八门,但其依据基本是对提出的模型交替变更,提供材料的形式,改头换面,设计新的模型,其目的在于扩大学生视野、加深对问题的理解、巩固已学知识、增强思维转换,促进创造性思维能力的发展。逆向思维是背离原来的认识并在相对立的意义上去探索新的发展可能性,由于思维与原来认识相反,是在与原来习惯思维相反方向上进行的,逆向思维从反面观察问题,打破心理上的思维定势,冲破习惯思维的束缚,在与原来认识方向相反的方向上寻求解决问题的新方法,有时会产生意想不到的良好效果或获得新的发明和创造。
思维作为物理教学中的一种重要的思维方法,在社会实践和学习的过程中,人们都有这样的体验:当你对某一问题冥思苦想而不得其解时,不妨从它的反面去想一想,这样常使人茅塞顿开,获得意外的成功。遇到新模型时学生感到无从下手,其障碍在于不善于把新模型与典型进行比较,去认识和把握新、旧模型在物理本质上的共性,对此,教师通过组织有效的习题教学,帮助学生在纷繁复杂的模型中分析和对比,找出共性,深究共同的物理本质,从而跨越思维障碍,促进其创造性思维能力的发展,实现由知识到能力的质的飞跃。
一、习题教学中的思维转换
例1:如图所示电源电压不变,调节滑动变阻器R′,电压表示数为10V时,变阻器R′消耗的电功率为10瓦,调节变阻器滑片到另一位置,电压表示数为5V,此时变阻器R′消耗的电功率为7.5瓦,求电源电压和定值电阻R的阻值。
分析:本题所给的条件是定值电阻R两端的电压,而电功率则是变阻器R′的电功率,依据对应关系不可直接计算,同时题中变阻器R′的数值是变化的,故不可以用I2R′,和U2/R′求R′的电功率只可以用UI来计算。
如果设电源电压为U,则R′两端的电压两次分别为U-10和U-5对应电流与定值电阻R中是相同的,分别为10/R和5/R依题意有(U-10)*10/R=10和(U-5)*5/R=7.5解得U=20V,R=10Ω,此题通过思维转换以R两端的电压和电源电压求出了R′两端的电压,此为解题的关键。
例2:如图所示,光屏上恰能得到烛焰清晰的像,试说明成像的性质,若将光屏和烛焰的位置对调,光屏上还能成清晰的像吗?若能,请说明成像的性质,若不能,请说明理由。
分析:从图中可以看出物距大于像距,则物体长度大于像的长度,且像与物体在透镜两侧,所以一定成倒立缩小的实像,若将光屏和烛焰位置对调,依据光路的可逆性,则物距小于像距,所以则物体长度小于像的长度,因此成倒立放大的实像。
二、新课教学中的思维转换
苏科版八年级上册第四章第四节《照相机与眼睛、视力的矫正》,对于视力的矫正,课本是这样设计的:将凸透镜看作是人的眼睛的晶状体,光屏看作视网膜,给眼睛戴上近视眼镜,使烛焰在视网膜上成清晰的像并准确标出光屏的位置,取下近视眼镜,光屏上的像变得模糊了,前后移动光屏,使光屏上呈现清晰的像,并标出光屏此时的位置,以此来说明近视眼镜的作用是使像相对于晶状体向后移动,从而使像落在视网膜上,换用远视眼镜重复上面的实验得出远视眼镜的作用是使像相对于晶状体前移,从而使清晰的像落在视网膜上。按此法讲授学生很难理解,实际上这样的设计思路没有从矫正眼睛的角度去分析问题,只是从近视眼这种现象间接分析凹透镜的作用,为此,在教学中,这样设计的好处是学生近视眼像成在视网膜前,但学生很难弄懂为什么戴凹透镜就正好成像于视网膜上呢,实际上该实验在说明矫正视力缺陷上确实不太明显,学生也不太好懂,为此,在教学中本人对实验顺序做了少许改动:在光具座上依次放置蜡烛、透镜和光屏,调整物距和像距且保持物距大于两倍焦距,此时所成的像是倒立、缩小的实像,在光具座上依次放蜡烛、透镜(甲)和光屏,调整物距和像距,使光屏上成倒立、清晰、缩小的实像,记下此时光屏的位置。
1.在凸透镜(甲)前面再放置一块凸透镜(乙),观察光屏上的像是否清晰?
2.前后移动光屏直到光屏上成像最清晰,记下此时光屏所在的位置,比较光屏现在的位置比原来是前移还是后移了。
3.取下凸透镜(乙)换上凹透镜。
4.前后移动光屏直到光屏上成像最清晰,记下此时光屏所在的位置,比较光屏现在的位置比原来是前移还是后移了。这样变换后,学生很容易就能掌握视力矫正的原理和方法。
以上几例的分析我们可以得到这样一个通过变式解物理问题方法,从一般的模型中去发现、分析、对比,从中抽象出与已知的典型模型所具有的共性——物理本质,然后选择反映这种物理本质的物理知识(概念、规律、理论等)进行解答。从这种“分析、对比、选择、解答”过程中去加深对所学物理知识的进一步理解,从而得到思维变通性的训练,进而促进创造性思维能力的发展。
(作者单位:江苏省泰州中学附属初级中学)