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物理教學(xué)論文:充分開(kāi)發(fā)利用物理錯(cuò)題的教育功能
物理教學(xué)論文:充分開(kāi)發(fā)利用物理錯(cuò)題的教育功能黎國(guó)勝
(成都市雙流中學(xué)，四川成都610200)
在高三物理教學(xué)中，習(xí)題教學(xué)是其重要的組成部分，通過(guò)解題，學(xué)生更加準(zhǔn)確地理解物理概念，學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題的能力提高了，但是在習(xí)題教學(xué)過(guò)程中，我們常常會(huì)發(fā)現(xiàn)一些習(xí)題，特別是新近編制的物理題，由于作者的疏忽要么所給的物理情境不能實(shí)現(xiàn)，要么出現(xiàn)數(shù)據(jù)不相容等科學(xué)性錯(cuò)誤，面對(duì)這些錯(cuò)題教師該如何處理？在教學(xué)一線中很多老師由于備課不充分，要么沒(méi)有發(fā)現(xiàn)和識(shí)別出錯(cuò)誤，要么直截了當(dāng)告訴學(xué)生進(jìn)行糾正．但是我認(rèn)為這種處理從教育效果上講值得商榷．錯(cuò)題為什么會(huì)錯(cuò)？難道錯(cuò)題就是垃圾扔了了事，即使是垃圾，它也有再回收利用的價(jià)值．本文想就此作些探索。
一、提倡一題多解，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、識(shí)別錯(cuò)誤的能力
錯(cuò)題的錯(cuò)誤不是一眼就能看穿的．在習(xí)題教學(xué)中如果引導(dǎo)學(xué)生換個(gè)角度或者換個(gè)方法求解，就會(huì)發(fā)現(xiàn)用不同的方法可能得出不同的結(jié)果，這時(shí)我們就要引導(dǎo)學(xué)生深入探討，這種對(duì)問(wèn)題的探究本身就是錯(cuò)題的教育功能。
例題在質(zhì)量為M=1kg的小車上，豎直固定著一個(gè)質(zhì)量為m=0.2kg、高h(yuǎn)=0.05m、總電阻R=100Ω、n=100匝矩形線圈，且小車與線圈水平長(zhǎng)度l也相同，現(xiàn)線圈和小車一起在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，速度為V1=10m/s．隨后穿過(guò)與線圈平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=l.OT的水平有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里，已知小車運(yùn)動(dòng)（包括線圈）的速度”隨車的位移s變化的圖象如圖所示，求：
(1)小車的水平長(zhǎng)度Z和磁場(chǎng)的寬度d。
(2)小車的位移s=10cm時(shí)線圈中的電流大小和此時(shí)小車的加速度a。
(3)在線圈和小車進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中通過(guò)線圈某一截面的電量g。
(4)線圈和小車通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中線圈電阻的發(fā)熱量Q。
常規(guī)解法如下：
(1)由圖可知，從s=5cm開(kāi)始，線圈進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈中有感應(yīng)電流，受安培力作用，小車做減速運(yùn)動(dòng)，速度v隨位移s減小，當(dāng)s=15cm時(shí)，線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈中感應(yīng)電流消失，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，因此小車的水平長(zhǎng)度l=10cm。
這是一道典型的力電綜合題，它考查學(xué)生從物理圖象獲取有用信息的能力、熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律及牛頓定律解決實(shí)際問(wèn)題的能力，還考查了學(xué)生熟練應(yīng)用能量的觀點(diǎn)解決問(wèn)題的能力．把解決物理問(wèn)題的三種思路和觀點(diǎn)——力與運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量、能量全部綜合在一起，因此綜合性強(qiáng)。
鼓勵(lì)學(xué)生用動(dòng)量定理去解決第三問(wèn)，結(jié)果如下：
仔細(xì)分析兩種解法都沒(méi)有錯(cuò)，(教學(xué)論文 325224.com)但是你會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)兩種解法的結(jié)果差別如此之大！為什么？
你看，只要我們換一種解法不就發(fā)現(xiàn)問(wèn)題了嗎？這時(shí)學(xué)生的思維積極性一下空前高漲起來(lái)，探究的欲望一下子被激發(fā)出來(lái)了，愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題比解決問(wèn)題更重要，解決一個(gè)問(wèn)題可能只是一種方法和數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用而已，而發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的問(wèn)題是科學(xué)研究的前提．
這種一題多解往往還能培養(yǎng)學(xué)生思維的流暢性、廣闊性、變通性、靈活性，提升學(xué)生的思維品質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。
二、運(yùn)用物理規(guī)律進(jìn)行估算，培養(yǎng)學(xué)生的驗(yàn)證能力
發(fā)現(xiàn)問(wèn)題不是目的，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力才是關(guān)鍵．發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，如何進(jìn)行科學(xué)的評(píng)判呢？估算法就是其中重要的方法之一。
在物理教學(xué)過(guò)程中我們常發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生就題做題，做完了事．為了更加充分發(fā)揮習(xí)題教學(xué)的功能，我們要鼓勵(lì)學(xué)生從物理規(guī)律出發(fā)對(duì)一些物理問(wèn)題進(jìn)行估算，從而對(duì)結(jié)果進(jìn)行初步的科學(xué)判斷。
就上題而言，可以引導(dǎo)運(yùn)用圖中數(shù)據(jù)和動(dòng)能定理進(jìn)行估算，小車和線圈進(jìn)入磁場(chǎng)后的速度至少應(yīng)該是多少。
線圈剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力由
線圈剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的安培力最大，在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中安培力還會(huì)減小，估算時(shí)認(rèn)為安培力不變，在線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有：
代入數(shù)據(jù)得線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度v=9.98m/s。
線圈進(jìn)入過(guò)程中安培力會(huì)減小，完全進(jìn)入磁場(chǎng)后的速度應(yīng)該比9.98m/s還要大，而本題中所給數(shù)據(jù)顯然偏小。
本題小車與線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中安培力是變力，變力做功處理起來(lái)比較困難，但是不管是恒力還是變力動(dòng)能定理都是成立的，用剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的安培力也就是其最大值估算，這樣就把變力做功的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成了恒力做功了．這種估算的思想方法就是化繁為簡(jiǎn)的方法，在科學(xué)研究中很有價(jià)值。
三、引導(dǎo)學(xué)生用物理規(guī)律對(duì)題中數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證
我們知道動(dòng)量定理應(yīng)用范圍非常廣泛，在經(jīng)典力學(xué)和相對(duì)論中都成立，因此鼓勵(lì)學(xué)生用普適規(guī)律對(duì)題中所給數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和探索能力，用動(dòng)量定理驗(yàn)證如下：
線圈進(jìn)入過(guò)程中安培力的沖量為
可見(jiàn)二者相去甚遠(yuǎn)，題中數(shù)據(jù)不符合動(dòng)量定理，
顯然本題所給數(shù)據(jù)存在著矛盾，小車與線圈進(jìn)入磁場(chǎng)后的速度給得太小。
四、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步挖掘信息，拓展習(xí)題的教育功能
學(xué)物理離不開(kāi)做題，甚至要多做題，但是題目是千變?nèi)f化的，永遠(yuǎn)也做不完，因此面對(duì)習(xí)題教學(xué)，我們應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生從不同角度去解析物理過(guò)程、嘗試用不同規(guī)律不同方法去求解同一問(wèn)題，這樣就能起到做一道題復(fù)習(xí)一片知識(shí)的作用，讓學(xué)生充分抓住物理的“魂”——基本規(guī)律、思想、方法．做完一道題后，還可能再深度挖掘題目的信息，把習(xí)題的教育功能“榨干”。
就上題而言，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察速度——位移圖象，提出如下的問(wèn)題。
1．題中所給圖象表明小車與線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度與位移是一條直線，為什么是一條直線？是否應(yīng)該是一條直線？
2．題中所給圖象表明小車與線圈進(jìn)入磁場(chǎng)、離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度的減少量相同，為什么？是否應(yīng)該相同？
學(xué)生很快給出證明如下：
可見(jiàn)，進(jìn)入磁場(chǎng)與離開(kāi)磁場(chǎng)速度變化量大小相同。
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