培养思维能力优化物理教学_电压表论文

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思维是客观事物在人脑中间接的、概括的反映,是认识的高级阶段。思维能力是在思维活动中发展起来的,要发展学生的思维能力,必须激励学生积极思维,并且帮助他们掌握正确的思维方式。如何培养学生的思维能力呢?我在教学中主要采用了如下方法:

一、一题多解,培养思维的广阔性

思维的广阔性是指思维发挥作用的广阔程度。集中表现为思路宽广,能全面考察问题。用多方面知识去寻求解决问题的方法。教学中要选择典型题目,引导学生从多角度、多方位观察、思考问题,在广阔的范围内寻求解法,从而培养思维的广阔性。

例1 如图1电路,电源电压不变,调节变阻器的滑片,使电压表的示数为10V时,变阻器消耗的功率是10W,调节变阻器的滑片到另一位置时,电压表的示数为5V时,变阻器上消耗的功率是7.5W。求:

附图

图1

(1)电源电压。(2)定值电阻R[,0]的阻值。

分析题目可知,无论利用哪一状态的一组已知量都不能求出电源电压U和R[,0]的值。启发学生运用电学规律和电路特点,寻求等量关系,将两种电路状态综合,建立方程求解。

解法一 利用两种状态中,电源电压一定为条件,列出方程组。

附图

将(1)、(2)式代入已知量联立求解。

解法二 利用两种状态中,定值电阻一定为条件,列出方程组。

附图

解法四 利用串联电路中,各处电流相等为等量关系,列方程求解。

解法五 利用电路在两种情况下电流关系列方程组。

例2 在图2中填上满足光路的光学元件。

附图

图2

大多数同学看见此题很快地做出一种答案,这时教师提出问题:“此题是否还有其他答案?”迫使学生开拓思维,全面考虑各种镜的光路,以寻找其他答案,当将光线BC看作AB的反射光线时,可以得到如图3所示的三个答案。

附图

图3

将光线BC看做是光线AB的折射光线,且光线AB平行于透镜的主光轴,可得到如图4所示的两个答案。根据光路可逆的,可将光线AB看做是光线BC的折射光线,且BC平行于主光轴,又得到如图5两个答案。

附图

图4

附图

图5

利用一题多解,使知识结构的建立更加合理有序,彼此关联,融会贯通,培养了思维能力的广阔性。

二、一题多变,培养思维的深刻性

思维的深刻性是指思维的抽象强度、逻辑水平和思维活动的深度。其集中表现为深刻理解概念、物理规律、深入思考问题,抓住事物的本质,善于总结规律、善于挖掘题目的潜在功能,恰当地对题目进行延伸、演变、推广,使学生的思维处于积极最佳状态,以激起思维的火花。从而对问题的本质属性有更深刻地理解,培养了思维能力的深刻性。

例3 有一个阻值已看不清楚的电阻R[,1],我们要测出它的阻值,但手边只有一个电池组、一个开关、一个电压表、一个已知阻值的电阻R[,2]和几根导线。你有办法测出R[,1]的阻值吗?说出你的办法。

学生解这道题时,通过认真分析,绝大多数同学能得出正确答案,设计出的电路如图6所示。分别测出U[,1],U[,2],由(R[,1]/R[,2])=(U[,1]/U[,2])得R[,1]=(U[,1]/U[,2])R[,2]

附图

图6

为了熟练掌握这类器材不全的电阻问题,培养学生的思维能力,教学时做了下列变换。

变换1 若不许拆电压表,你有办法测量吗?

变换2 若将电压表换成电流表能测R[,1]的值吗?

变换3 R[,1]与R[,2]连成串联电路,可不可以测R[,1]的值呢?

变换4 若将R[,2]换成一个已知最大阻值的滑动变阻器,且只有一个电表,你能测出R[,1]的值吗?有几种办法?

通过这种变换,不仅使学生掌握了测量电阻的诸多方法,活化了知识,更重要的是使他们认识到了机械的做题只会使头脑变得简单麻木,只有进行深入的思考,才能找到真正的答案。从“学会”到“会学”,事半功倍。

三、逆向思考,培养思维的敏捷性

思维的敏捷性是指思维活动的反应速度,其集中表现为能迅速地发现、分析和处理问题;能压缩运算环节和推理过程;对于一些有一定难度的习题,采用逆向思维,消除总是正向思维定势的影响,从而培养思维的敏捷性。

例4 如图7,一木块用细绳拉入水中,绳头固定在容器底端,且知绳子所受拉力为2.45N,若剪断绳子,当木块在水中静止时,露出水面的体积多大?

附图

图7

分析 此题初看已知量很少,由于题中关于木块的体积、质量、浮力一无所知,要求出木块露出水面的体积实有难度。引导学生将其物理过程倒转过来分析,让木块原来漂浮在水面上,有一部分体积露出水面,当用绳子将其拉入水中时,由于V[,排]的增大使浮力增大,绳子受到的拉力应等于木块在水上没入水下时增加的浮力,因此直接列出F[,拉]=F[,浮]=ρ[,水]gV[,排],解出V[,排]既为所求。

通过这种逆向思维能力的培养,学生的头脑变得更加灵活,提高了解题速度。

四、联想转化,培养思维的灵活性

思维的灵活性是指思维的灵活程度,集中表现在能够根据问题条件,及时改变观察和思维角度,揭示本质联系,可迅速解题。

例5 某船在静水中航行速度为36km/h,且船逆流而上、经过一座桥时,船上的一只木箱落入水中,经2min后才发现,立即调转船头追赶,在距桥600m处追上木箱,则水流速度为多少?

分析 本题直接求水流速度比较麻烦,通过所给的已知条件,并联想到参照物的概念,若选水为参照物,易求出船追上木箱的时间,从而得木箱从落水到追上的漂移时间,则很快获解。

培养思维的灵活性就是要使学生的思维始终处于那种“从另一角度思考问题”的动态之中。

五、设置误区、培养思维的批判性

思维的批判性是指思维活动中独立分析和批判程度,其集中表现为不受暗示的影响,能严格而客观地评价、检查思维结果。教学中要针对易错的习题,使学生产生错解后引导学生讨论分析,从而有效地培养思维的批判性。

例6 一容器内盛10N的水,把一物体放入其中,该物体受到的浮力能否超过10N?

多数同学稍加思考高声答到:“不能”。理由是浸在液体里的物体受到的浮力等于物体排开液体受到的重力。即使容器中的水都被排出来也只有10N。我说:“不对”。学生们感到很惊讶,为什么错了呢?错在何处?V[,排]应等于物体没入液面下的那部分体积。与容器中液体体积无关。V[,排]的大小完全有可能大于容器中液体的体积。“吃一堑,长一智”,从某种意义上讲,学生的思维发展是在与失误斗争取胜过程中实现的。

六、探索猜想,培养思维的独创性

思维的独创性是指思维活动的内容、途径和方法的自主程度,其集中表现为善于独立思考,不循常规,勇于探索、创新。教学中教师要引导学生根据已有知识、经验和方法,对问题广泛联想,积极探索、猜想,寻找规律,合理获解。

例7 现有一盛有适量水的容器,某种被测液体,还需要哪些器材可以测出这种液体的密度?

这是一道探索性设计题,有利于培养思维的创造性。通过学生的探索与猜想设计出了多种方法。

思维能力的培养是多方面的,是长期的过程,艰巨而复杂。要完成此项任务,还需要广大教师努力探索规律,寻找方法,认真总结经验,使思维能力的培养真正落到实处。

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