唐遠(yuǎn)鳴
創(chuàng)新思維是在各種教育教學(xué)活動(dòng)中經(jīng)常說到的話題,然而,在具體的教育教學(xué)過程中又如何表現(xiàn)出來,如何引導(dǎo)學(xué)生去進(jìn)行思維創(chuàng)新,這是一個(gè)難度比較大的工作。恰如其分地加以引導(dǎo)和點(diǎn)撥,可以起到事半功倍的特效。現(xiàn)就我在初中物理教學(xué)過程中所遇到的一些事例拿來與大家分享。
一、在教學(xué)速度這一部分知識(shí)時(shí)遇到這樣一個(gè)問題
甲乙二人同時(shí)從A出發(fā)到B地,他們走的速度相同,跑的速度也相同,甲前半路走,后半路跑,乙前半時(shí)間走,后半時(shí)間跑,問他們誰先到達(dá)目的地?
針對(duì)這一問題,用數(shù)學(xué)方法來解決,對(duì)于八年級(jí)的學(xué)生來說存在很大的困難,因?yàn)橛泻芏鄶?shù)學(xué)手段還沒有學(xué)習(xí),物理教材和數(shù)學(xué)教材不同步,造成學(xué)生解題困難。用數(shù)學(xué)手段應(yīng)該這樣來解:
設(shè)他們走的速度為v1,跑的速度為v2,v1 由于(v1-v2)2總大于0,所以 總大于1,所以甲用的時(shí)間多,乙先到達(dá)目的地。 這樣一來,學(xué)生即使能解決這一問題,但花費(fèi)的時(shí)間和精力也太多,不妨引導(dǎo)學(xué)生這樣想,問題就豁然開朗了。 甲乙二人所通過的路程是相同的,他們走的速度和跑的速度也是相同的,那就要看他們在通過這一段路程的過程中,哪個(gè)跑的時(shí)間多哪個(gè)就要先到達(dá)目的地。從該題目來看,甲前半路程走,后半路程跑,說明甲走的時(shí)間多,跑的時(shí)間少,而乙呢,走和跑的時(shí)間一樣多,說明乙比甲跑的時(shí)間要多,所以乙先到達(dá)目的地。 二、在研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)時(shí),有這樣一個(gè)題目 如下圖所示,A、B兩液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)相等,在距容器底部等深的A、B兩處的壓強(qiáng)分別為pA和pB,則有pA____pB(選填“>”“=”或“<”)。 這一問題用數(shù)學(xué)方法來解決對(duì)于八年級(jí)的學(xué)生來說仍然存在一定的困難。 解:設(shè)兩容器液面到容器底部的距離分別為hA和hB,A、B兩點(diǎn)距容器底部的距離為h,兩容器底部的壓強(qiáng)分別為p′A,p′B,則有: p′A=p′B=ρAghA=ρBghB 因?yàn)閔A>hB 所以ρA<ρB pA=ρAg(hA-h)=ρAghA-ρAgh pB=ρBg(hB-h)=ρBghB-ρBgh 因?yàn)棣袮ghA=ρBghB且ρAgh小于ρBgh 所以pA>pB。 這一問題如果引導(dǎo)學(xué)生這樣思考,問題就簡單了,因?yàn)橐后w內(nèi)部壓強(qiáng)只決定于液體的密度和該點(diǎn)距液面的深度。而A、B是到容器底部距離相等的兩點(diǎn),假設(shè)h=hB,那么pB應(yīng)該為0,而pA一定大于0,這樣就能判斷出pA和pB的大小。 有的問題很簡單,但學(xué)生在處理時(shí)因?yàn)槿狈记啥箚栴}復(fù)雜化,學(xué)生在作業(yè)時(shí)的答案也出現(xiàn)不同的結(jié)果。 三、在托盤天平的使用中有這樣的題目 一個(gè)同學(xué)在使用托盤天平測量物體的質(zhì)量時(shí),未將游碼放回標(biāo)尺的0點(diǎn)就調(diào)節(jié)橫梁平衡,用這樣的天平測得的質(zhì)量與物體的實(shí)際質(zhì)量是偏大還是偏???這一題目用假設(shè)法可以使解決問題的途徑簡捷而準(zhǔn)確。假設(shè)在左盤不放物體,那么左盤所加物體的質(zhì)量為0,而這時(shí)天平已有讀數(shù)了,這豈不是所測質(zhì)量與物體的真實(shí)質(zhì)量偏大了嗎? 假設(shè)法在解決有關(guān)機(jī)械問題的過程中所起的作用更為明顯,可以起到舉一反三的效果。 如圖所示,杠桿自身重力不計(jì),在杠桿兩端分別掛上質(zhì)量為m1和m2(m1>m2)的兩個(gè)實(shí)心鐵塊,杠桿在水平位置平衡,如果將左右兩端的鐵塊同時(shí)完全浸沒在水中,杠桿將如何偏轉(zhuǎn)? 杠桿的偏轉(zhuǎn)方向決定于力與力臂乘積的大小,如果能判斷出哪邊力與力臂乘積大,杠桿的偏轉(zhuǎn)方向就一目了然了。用數(shù)學(xué)計(jì)算的方法能判斷出力與力臂乘積的大小,具體情況是: 設(shè)左邊的力臂為l1,右邊的力臂為l2,根據(jù)杠桿的平衡條件有: m1gl1=m2gl2 ρ鐵gv1l1=ρ鐵gv2l2 所以v1l1=v2l2 如果將兩端同時(shí)浸沒于水中,那么力與力臂的乘積則有: 左邊(ρ鐵gv1-ρ水gv1)l1=ρ鐵gv1l1-ρ水gv1l1 右邊(ρ鐵gv2-ρ水gv2)l2=ρ鐵gv2l2-ρ水gv2l2 所以(ρ鐵gv1l1-ρ水gv1l1)-(ρ鐵gv2l2-ρ水gv2l2) =ρ鐵gv1l1-ρ水gv1l1-ρ鐵gv2l2+ρ水gv2l2=0 所以杠桿將仍然平衡。 對(duì)于這一題目,在各種考試中,大多數(shù)是以選擇題的形式出現(xiàn),分值一般在3分左右,學(xué)生用數(shù)學(xué)手段能夠解決,大概也得花10分鐘左右的時(shí)間,那么得分效率就十分低下,打破思維常規(guī),用假設(shè)的辦法來做,能大大提高得分效率。 我們從題目中可以看出這一問題的一些特征: 1.杠桿自身重力不計(jì); 2.左右兩邊所掛實(shí)心物塊的物質(zhì)相同; 3.兩邊浸入到同種液體之中。 掌握了題目中的這些特征,我們可以引導(dǎo)學(xué)生大膽想象,假設(shè)浸入的是一種特殊的水——鐵水中,那么左右兩邊的實(shí)心鐵塊的密度和液體的密度相等,它們在液體中都會(huì)懸浮,這樣一來,左右兩邊對(duì)杠桿的拉力都將變?yōu)?,在杠桿自身重力不計(jì)的情況下,杠桿仍將處于平衡狀態(tài)。 對(duì)于這一類似的問題還有: 如果m1是銅塊,m2是鐵塊,兩實(shí)心物塊的物質(zhì)種類不同,它們先前掛在自身重力不計(jì)的杠桿兩端,杠桿平衡,再同時(shí)全部浸沒于水中,問杠桿向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)? 對(duì)于這樣的問題,我們?nèi)匀豢梢约僭O(shè),假設(shè)液體的密度與密度較小的物塊的密度相等,那么密度較小的物塊在液體中將處于懸浮狀態(tài),密度較大的物塊在液體中將下沉,這樣一來,一端對(duì)杠桿的拉力為0,另一端對(duì)杠桿的拉力大于0,它們的力與力臂的乘積也將是這種情況,杠桿將向著力與力臂乘積較大的那個(gè)力的方向偏轉(zhuǎn)。 初中物理教學(xué)過程中,用假設(shè)法來解決問題的事例還很多,這里就不再一一列舉。可見,運(yùn)用假設(shè)法解題要求我們有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,要有創(chuàng)造性的想象力,這樣有利于學(xué)生物理思維的培養(yǎng)和創(chuàng)造性思維的開發(fā),對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)造性學(xué)生大有益處,因而加強(qiáng)假設(shè)法的思維訓(xùn)練是初中物理教學(xué)中的重要工作。 (作者單位 四川省蓬溪縣金龍鄉(xiāng)小學(xué)校)