论文物理竞赛问题解决能力培养概一一尹建国2009.11.25 [阅读次数:174]物理竞赛问题解决能力培养概述摘要：对高中物理竞赛学生进行专门的、系统的思维能力和解题技巧的训练，能迅速提高竞赛学生的物理 问题解决能力本文对高中物理竞赛问题解决能力培养方法进行了分析，希望本文的硏究能为高中生物 理竞赛能力的培养起到一定启示作用关键词：物理竞赛；问题；能力通过全国中学生物理竞赛，老师和学生不断地探索,得到了一些有效的方法，如苏州科技学院 物理系的居津、刘坎则注重在物理解题中培养学生的科学思维能力：浙江杭州外国语学校沈启正老师则 注重物理竞赛过程的索质教育价值总结前人的经验和研究结果，对培养物理竞赛问题解决能 力起到一定的指导作用一、对高中生进行模型思维能力的训练是提高竞赛学生问题解决能力的关键物理学所硏究的对象是极其复杂的，对于每一个硏究对象來说，它涉及的因索是相当多的因此， 为了硏究物理问题的方便和易于探究物理事物的本质而从复杂的物理现象或物理过程中抽象出研究对象 的简化描述或模拟即物理模型，我们把这种科学抽象和概括的智力操作过程称为物理建模，通过建模可 以抓住问题的主要方面,排除非本质因索的干扰，舍弃次要因索与无关因索，从而便于寻求客观事物的 本质特征。
经过物理建模之后，物理过程就得到了简化、纯化和理想化，使人们得以更加形象、简捷地 处理问题，物理模烈是形成物理概念、建立物理规律的基础在物理竞赛中教师不但要贡视定理、定律的教学，而且还要引导学生对经典问题建立相应的物 理模型，让他们在遇到实际物理问题时，能迅速、准确地搜索相应的模型信息，从而把难题肢解，迅速 降低难度换言之，反应块引起的块状思维往往可以在知识和难题之间架桥，往往可以解决山认知向复 杂思维过渡的问题"反应块兼有知识和思维的双垂性，是非常垂要和难能可贵的因此，教师在平时就 应注垂学生的物理模型的建构只有这样，在解决实际复杂问题时，才会使问题和大脑中的令关模型信 息产生共鸣，学生才会大胆使用块状思维，使问题显得轻而易举因此对竞赛学生进行模型思维能力的 训练，是提高竞赛学生问题解决能力的关键，也可以说整个物理竞赛的过程实质上是物理模型思维 能力的训练的过程二、把模型思维能力训练同解题技巧与方法的训练相接合对于一些特定的竞赛题，人们在长期的问题解决实践中，己形成了一些特定思维方向，总结出一些 特殊的解决方法，学握这些特殊的技巧,将会加速解题速度，减少解题失误,提高解题效率在物理竞 赛问题解决活动中，特殊的方法、技巧是很多的，如理想化方法、微元法、等效法、估算法、对称法、 图像法、极值法、虚拟法、类比法等。
但是山于掌握这些方法的难度较大,在常规的课堂教学中它们渗 透得较浅易，要求学生的实际运用不多，尖子生往往吃不饱，提高竞赛学生问题解决能力的另一个重要 方法是对学生进行解题技巧与方法的训练为此，我们在平时的中就要不断渗透解题技巧与方法的指导，例如，力学中有关运动和力、功 与能等问题常常需要及时地、多次地变换参考系使Z简化：电学中有关求静电场里的电荷分布或电场情 况，常需采用虚拟法，利用对称性解决：光学中的很多光路问题通常用近似法化简：热学中的气体状态 变化问题常借助图像解法及图形变换;原子物理中有各种类天体模型及各种碰撞模型的运用等等三、提高学生实验设计及操作能力是提高竞赛学生问题解决能力的必由之路物理实验及:其教学是物理课程和物理教学的一个重要的组成部分它既是物理教学的重要垒础，又 是物理教学的重要内容、方法和手段物理实验的全过程包括：从质疑出的问题开始，经设计、实践、 分析和排除异常现象，到分析实验现象和数据，分析谋差，写出实验报告的系列活动因此，物理实验 的过程是一个动脑动乎的过程在该过程中，不仅运用物理概念和规律的抽象思维较多（它们集中表 现在实验设计以及对实验中异常现象和谋差的分析当中），而且其中的具体思维的难度往往很大，这主 要是因为实验中有许多实验仪器，以及具体思维的延续经常是和实验操作相互展开，互相影响的。
物理 实验令助于培养学生的兴趣和激发学生的求知欲，令利于创设学生右效掌握知识的学习环境，培养学生 科学的方法和良好的科学素质例如，在完成了《测定玻璃的折射率》实验丿G我给竟赛学生额外増加一个研究性学习的内容，即 《自來水折射率的测定》，要求他们采用尽可能多的方袪进行测定，对不同的方法进行比较，分析其优 缺点和实验操作过程的难易程度，并总结出常用的测定固体折射率和液体折射率的方法各有哪些，最后 撰写小论文在完成了光学部分的教学后，又増加一个研究性学习的内容,即《用激光笔做光学实验》, 学生对这个实验的兴趣极高，我要求他们先查阅资料，了解激光原理、特性及其重要用途，了解激光笔 的原理，最后学生成功地用激光笔完成了光的直进、光的反射、光的全反射、光的折射、光的干涉、光 的衍射等实验物理课本中有大最现成的实验，有时可以对这些实验进行一些讨论和改进例如，在讲完欧姆表的 原理后，要求学生设计一只顺向刻度的欧姆表（这里的顺向刻度指被测电阻为零时，欧姆表指针不偏转， 而被测电阻为8时，欧姆表指针正好满偏），经过思考讨论，学生一致认为应该把电流计与电池并联再 如，在做直流电路的实验时，让学生对伏安法测最导体的电阻这个实验进行了深入的研究，用简单的伏 安法电路，不论是采用电流表内接，还是电流表外接，都有系统谋差。
结合这个问题，给学生介绍了补 偿的思想，然后山学生白己设计了电流补偿和电压补偿两种线路,补偿法解决了山于实验电路不完善带 来的系统谋差，但这个矛盾解决了，电流表和电压表不够准确的问题又上升为主要矛盾，怎么办?经过进 一步研究改进，大家认为可以用准确度高得多的电阻箱來取代电压表和电流表，再辅以灵敏度很高的电 流表，便可以明显提高实验结果的准确度，这就是常用的惠斯通电桥四、教师掌握竞赛的“问题结构杯能有的放矢的进行只有将物理问题解决教学放在整个中学物理教学的全过程中，从问题解决过程与其他过程的相互联 系上去研究，形成整体结构，才能得到最大效益因而，在物理竞赛问题解决教学中，作沟教师木身还 应该努力形成一个重:要的结构一问题结构教师在中要注意收集各种问题，形成自己的题库，这是 有益的和必要的工作:然而有了题弃后,还要认真选择，根据所学生的实际，将敌具有典型意义, 对当前教学最具实际意义的问题鉴别岀來,组成一个最必需的、最少量的习题库，以使学生能通过最少 最的习题练习，取得瑕好的效果如果将收集各种问题形成题弃，称之为建立“最大问题集”的话,则选 择垠必需的问题建立的习题库应称Z为“垠小问题集"。
故小问题集"的建立较之“最大问题集”更有意义 另外，教师还应该选择物理学科中尚未解决的有理论和实际意义的问题,建立一个“未知问题集"，这有 利于激励学生创造，促进学生思考这三个“问题集”形成了一个结构一问题结构，教师掌握问题结构， 对于提高物理问题解决效益具有宜•接的垂要的意义同样，教师还应学握另一个结构一考题结构这就是说，作为教师，应该适当收集一些历届物 理竞赛的试题,并认真研究、分析这些试题在知识、能力等各方曲对学生的要求，分析近几年來考试的 动态、方向，以便有的放矢地对学生进行在竞赛过程中，注意不要不加选择地将所能找到的 竞赛试题都给学生去做，而应着眼于开拓学生眼界，增大学生能力，将收集到的竞赛试题认真筛选，有 选择、分阶段分层次地给学生练习，使学生通过解答竞赛试题确实起到深入理解物理知识，提高解决问 题能力的作用，不至于陷入“题海"之中参考文献：【1】张大同，培养物理优秀学生的理论与实践，中学物理教学参考，1997, 10.【2】康翔，培养物理拔尖人才探索新的科学方法，广西大学学报，2001, 6【3】居津，刘宋，物理竞赛解题和科学思维培养，铁道师院学院，2002, 5。