徐祥寶
不管是物理概念還是物理規(guī)律,不管是理解能力、推理能力、分析綜合能力還是應用數(shù)學處理物理問題的能力,都需要通過習題的形式呈現(xiàn),所以解題在物理教學中占有重要的地位。
習題課教學是物理課堂教學的重要課型,也是中學物理教學必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。解題的功能在于讓學生在解決問題的過程中加強概念辨析,進一步深刻理解概念,讓學生在解決問題的過程中理解規(guī)律、掌握規(guī)律,讓學生在解決問題的過程中運用知識進行遷移拓展,提升能力,從而實現(xiàn)物理思維方法的教育功能。所以,解題是學習物理的必由之路。掌握先進的解題方法,是提高學生解題能力、培養(yǎng)學生思維能力的關鍵。
一、什么是分析法解題模式
(一)分析法解題模式概述
對于一個相對復雜的解題任務,我們大部分學生會處于無目標狀態(tài),不知道自己下一步要做什么。當然,可能有部分同學知道首先應該審題。審題審什么?大部分老師這樣告誡學生:審題是解對題的前提,對物理題的審題主要是明確題中告知的已知條件、隱含條件以及求什么,并要找到關鍵詞。
實際情況是:已知條件和求什么較易找到,但隱含條件如何尋找?哪些屬于關鍵詞?解題的切入點在哪里?平時解較復雜的題目,這些關鍵點都是在老師的點撥下獲得的,學生可能不是真正弄懂的,所以學生會感到有些試題老師講了很多遍,自己做了很多遍,考試考了很多遍,結果還是錯了很多遍,真可謂“一聽就懂、一點就通、一做就錯”。下面就來探討如何解決這個問題。
首先,我們要解決什么問題,那么,理所當然這個問題就該是解題的切入處,所以所求量就是解題的切入點。
其次,隱含條件是什么?我們首先盯住這個所求量,思考想要得到這個所求量需要知道什么條件,為了得到這個條件我們又需要知道另外的什么條件。這樣一步步推導,順利到達已知的條件,整個問題就弄懂了,這就是分析法解題。
其中構建待求(未知)量和已知條件之間的橋梁,是過渡條件,是所謂的隱含條件,也就是求解待求(未知)量的物理規(guī)律(公式)。
應用分析法解題時,要將思維過程可視化,從而避免思維發(fā)生斷裂且使解題方向更明確。
(二)分析法解題模式圖解
二、分析法解題模式應用
例題:小明家使用的是天然氣熱水器,其最大容積為40L。裝滿15℃的水后進行加熱,當水的溫度達到40℃時,小明家的天然氣表的示數(shù)從2365.89m3變?yōu)?366.05m3。已知天然氣的熱值為3.2×107J/m3,求該熱水器的熱效率。
解答:待求量是熱水器的熱效率η,計算公式為η=×100%,由題意知Q有用=Q水吸=cm水(t-t0),其中c是水的比熱,是需要熟記的已知常數(shù)、末溫t=40℃、始溫t0℃為已知量;而水的質(zhì)量m為未知量,計算公式為m=ρV水,其中ρ是水的密度,也是需要熟記的已知常數(shù);而V水=40L為已知量。
由題意知Q總=qV燃氣,其中天然氣熱值q=3.2×107J/m3為已知量;而天然氣體積V燃氣為未知量,由題意知V燃氣=V2-V1,其中V2=2366.05m3、V1=2365.89m3為已知量。至此,題目分析完畢,問題基本完整解決。
思維過程流程圖為:
解答過程倒過來書寫:
水的質(zhì)量m=ρV水=1×103kg/m3×40×10-3m3=40kg
水吸收的熱量:Q水吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(40℃-15℃)=4.2×106J;
燃氣的體積V燃=V2-V1=2366.05m3-2365.89m3=0.16m3;
燃氣燃燒放出的總熱量Q總=qV燃氣=3.2×107J/m3×0.16m3=5.12×106J
熱水器的熱效率η=×100%=×100%=82%。
三、分析法解題的優(yōu)點
1.切入點可單刀直入;
2.能夠很容易地把握解題思路且指向明確;
3.可將大(復雜)問題拆成?。ê唵危﹩栴},逐個將小(簡單)問題解決,大(復雜)問題最終就可完整解決,這就是化整為零、各個擊破;
4.可在解決問題的過程中有針對性地進行審題分析、尋找隱含條件、確定關鍵詞、進行建模和用好已知條件;
5.利用分析法模式解題時,由于運用了思維導圖,可避免在分析問題過程中思維斷裂,使解題順暢進行。
因此,利用分析法模式解決物理問題,可以開拓學生的思路,簡化解題過程,提高學生分析能力。這種思維方式如果使用恰當,可以使學生在解決復雜問題時化繁為簡,可以在無計可施時使人茅塞頓開,從而快速方便地解決問題。
編輯 郭小琴