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刊    号:ISSN1672--3651
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基于物理核心素养,浅谈初中物理计算题的解题方法--作者:韦小永

基于物理核心素养,浅谈初中物理计算题的解题方法--作者:韦小永


          陕西省西安市长安区滦镇街道泉子头中学  710111

         

摘要物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四方面构成。其中科学思维是基于经验事实构建理想模型过程,是分析综合、推理论证等方法的内化。所以初中物理综合计算题主要考查了学生的科学思维,是分析综合、推理论证等方法的内化,有助于学生能力与品质的提升。在平时的教学中如何突破综合计算的难点?我认为教给学生分析问题的方法是关键,所以在教学中应渗透从已知条件入手推理的思想,培养学生的顺向思维;渗透从问题入手分析的意识,培养学生的逆向思维;让学生明白顺逆思维同步是解决综合计算问题的有效途径;建立物理模型,给学生渗透建模思想。教给学生分析问题方法就是有效的培养学生的物理科学思维,体现核心素养的主要过程

关键词】顺向思维;逆向思维;建模思想;科学思维

 

在初中物理教学中,综合计算一直是教学重点、难点,陕西中考的必考题型。主要考察了学生的科学思维,是分析综合、推理论证等方法的内化,有助于学生能力与品质的提升。但在平时的教学中发现学生对综合计算很惧怕,有的学生遇到综合计算,往往无从下手;有的学生的解题思路经常偏执。其中最为重要的原因就是学生遇到综合计算没有分析问题的习惯,学生没有掌握分析综合计算的方法。因此,在平时教学中渗透综合计算分析的方法是十分必要的,这样也有助于培养学生的物理核心素养。

一、渗透从已知条件入手推理的思想,培养学生的顺向思维

从情景中的已知条件,推理、分析是解决问题的主要方法。所以在平时教学遇到计算板块时,要让学生掌握计算题的解题思路。在解题时就要让学生先读题,明确已知条件都有什么,再让学生思考根据已知条件会想到什么公式,进而能求出什么物理量。把求出的物理量作为已知条件,再次让学生思考根据已知条件会想到什么公式,进而能求出什么物理量,像这样一步步推导向所求的物理量。这样的解题思路逐步会锻炼学生做综合计算的能力,培养学生推理分析的顺向思维,从而发展学生的物理科学思维。例如在教学中遇到这样一道例题,就可以从已知条件入手分析。例题:有一捆横截面积为2.5mm2的铜丝,质量为8.9kg,试计算铜丝的长度?(铜的密度ρ=8.9×103kg/m3)。分析思路如下:

                496f99e4cb4e6711f3c368fa98000a7

二、渗透从问题入手分析的意识,培养学生的逆向思维

从问题入手分析更能准确找到解决问题的方法。所以在平时教学遇到复杂计算题时,要教给学生从问题入手分析的解题思路。学生了解已知、未知后,让学生思考能用什么公式(关系)将已知、未知联系起来。公式中什么物理量还是未知的,再结合已知条件想公式,看公式中什么物理量还是未知的,直到公式中的物理量都是已知的,这个问题也就解决了。这样的解题思路简单说:“分析问题时,从问题到已知,写解题过程时,从已知到问题”。这样能锻炼学生做综合计算题的能力,培养学生的逆向思维,提高学生综合分析能力,从而发展学生的物理科学思维。例如解决这样一道综合计算题就可以从问题入手分析。例题:某中学综合实践活动小组的同学们收集到公交汽车在某段运行区间内正常运行的相关数据如下:

XX型号公交汽车

燃油热值

4×10J/kg

平均速度

18 km/h

牵引力

3 000 N

额定载客量

40

公交汽车每千米消耗燃油0.3kg,行驶1.8km路程,公交汽车正常运行时,公交汽车内燃机的效率是多少?在分析这道题的解题思路时,就可以从问题入手分析:

3a83cc399524c63a214fa3b9c82fc50

三、顺逆思维同步是解决综合计算问题的有效途径

从已知条件入手分析问题,带有盲目性,不够准确。从问题入手分析问题,有时很难准确的确定所求问题用的公式。所以顺逆思维同步,更容易抓住已知、未知的契机,更快、更准的解决问题。做更复杂的计算题时,就要先从已知条件简单推理能求出什么物理量,并作为已知条件,这样更接近于所求的问题。然后从问题入手思考,求出的物理量、已知物理量、未知物理量能用什么公式联系起来,再看公式中谁还是未知物理量,再次根据已知条件想公式,直到公式中的物理量都成为已知,这样也就完成了分析问题的思路。这样的分析思路不仅能让学生清晰的知道根据已知条件能求出什么物理量,还能让学生了解要求什么物理量,需要先求出什么物理量。顺逆思维同步分析问题能更好的培养学生灵活的物理科学思维,是有效解决问题的途径。

例如在平时教学中遇到这样的复杂综合题就可以顺逆思维同步分析。例题:如图甲所示,重为3 N,底面积为2×102m2的圆柱形玻璃容器放在水平桌面上,重为5 N,边长为L10.1 m的正方体木块(不吸水)静止在容器的底部,用一根长为L20.05 m的细线(质量和体积不计)将木块与容器底部相连,现向容器缓慢注水,直到木块受到的浮力等于6 N时停止注水(如图乙所示),已知水的密度为1.0×103kg/m3g10 N/kg.容器的厚度不计,



   甲      乙

求木块受到的浮力等于6 N时,容器对桌面的压强.

解题过程:

木块浸在水中的体积

当木块受到的浮力是6 N时,木块排开水的体积:V6×104m3

 

木块浸入水中,水上升的高度和水的深度

此时水上升的高度:Δh0.06 m

水的深度:hL2Δh0.05 m0.06 m0.11 m

 

容器中水的体积和水的重力

容器中水的总体积:VShV2×102m2×0.11 m6×104m31.6×103m3

容器中水的总质量:mρV1.0×103kg/m3×1.6×103m31.6 kg

容器中水的总重力

Gmg1.6 kg×10 N/kg16 N

 

容器对桌面的压力

容器对桌面的压力:

FGGG5 N3 N16 N24 N

 

容器对桌面的压强

容器对桌面的压强:p1.2×103Pa

分析过程:

(未知)


 



 


 



 


 



 


 



 

① V排=

         F浮(已知)

 

从已知条件分析可以求出

V排,再可以求出了Δh,下来不知道求什么物理量了。

这时从问题分析求p需要先求F,要求F需要先求G水,要求G需要先求V水,要求V需要先求水的深度hhL2Δh,公式中都为已知,问题解决。

 

 

四、建立物理模型,给学生渗透建模思想

为了形象、简捷的处理物理问题,人们经常把复杂的实际情况转化成一定的容易接受的简单的物理情境,从而形成一定的经验性的规律,即建立物理模型。初中物理每一板块的综合计算都有相应的题型特点,例如力学综合中的压强和浮力,力学综合中的简单机械,电学综合中的用电器的档位问题都有明显的题型特点。所以在平时教学中,教师要善于总结归纳,进行题型分类,建立模型思想。例如在机械效率的教学中就可以总结不同机械的机械效率模型,学生就能更清晰的掌握机械效率的题型。

机械类型

有用功

额外功

总功

机械效率

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W=Gh

W=Gh

W=FS

η==

W=f S


W=FS

η==

W=Gh

W=f S

W=FS

η==

 

总之在平时的教学中,多总结,多向学生渗透解决问题的方法,让学生学会分析问题的方法,培养学生的科学思维。

参考文献:

①《物理新课程标准》

②《物理核心素养如何培养》王铁刚  湖南教育



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