淺談一題多解在大學物理教學中的作用

鄭艷彬

摘 要:以一道剛體力學的典型題目為出發(fā)點,介紹了兩種不同的解題方法。探討了一題多解在大學物理教學中的作用,并提出了在具體實施一題多解教學時應注意的問題。

關(guān)鍵詞:一題多解大學物理剛體力學發(fā)散思維創(chuàng)新能力

中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0146-01

“條條大路通羅馬”,解決同一個問題,方法往往有多種,一題多解在教學中具有重要的意義。目前在非物理專業(yè)大學物理教學中,課時普遍較少,為了節(jié)約時間,往往忽視了這種教學方法的應用。但是一題多解在鞏固和加深所學知識,培養(yǎng)學生發(fā)散思維能力與創(chuàng)新能力,培養(yǎng)學生學習興趣方面起著重要作用,所以必須加以重視。

1 下面以一道剛體力學中的典型例題,談一下一題多解在大學物理教學中的作用

例題:如圖1所示,一圓形飛輪可繞垂直軸轉(zhuǎn)動,邊緣繞有繩子,在繩子下端掛以質(zhì)量M的物體。已知圓形飛輪半徑為R,質(zhì)量為m(已知轉(zhuǎn)動慣量I＝mR2,摩擦力不計)。求:

(1)圓形飛輪的角加速度;

(2)繩子下端掛的物體下落高度為h時,圓形飛輪的角速度和轉(zhuǎn)動動能。

解:(1)如圖1所示,設圓形飛輪的角加速度為β,物體下落的加速度為a則有:

解法二:據(jù)機械能守恒定律,質(zhì)量為M的物體減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為本身的動能和飛輪的轉(zhuǎn)動動能,所以

1.1 一題多解可以鞏固和加深所學知識

例題中第一種解法是利用剛體轉(zhuǎn)動的運動學方程以及角量和線量的關(guān)系來求解,第二種方法是利用機械能守恒的觀點來求解。這兩種解法涉及的知識點不同,通過這兩種解法,能鞏固所學知識。第二種解法中的機械能守恒式,加深了對轉(zhuǎn)動動能這個概念的理解,使學生深刻的認識到轉(zhuǎn)動動能作為機械能的一種,也可以和其他形式的機械能相互轉(zhuǎn)化。

1.2 一題多解可以培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新能力

此題的兩種解法得到的答案雖然相同,但解題的途徑卻不同,因為思維的出發(fā)點不一樣。一般說來任何問題的解決方法都不止一種。對從未接觸過的問題,基于對問題全面、深刻的理解,利用所學的知識嘗試多種方法求解,都是值得提倡的。盡管有的方法不是最優(yōu)化的方法,甚至有的方法解不出答案,但是這是初學者獲得經(jīng)驗的一種途徑。而且一題多解打破了思維定勢,培養(yǎng)了學生的發(fā)散思維能力,提高了思維品質(zhì)。美國心理學家吉爾福特說:“人的創(chuàng)造力主要依靠發(fā)散思維,它是創(chuàng)造思維的主要成分?！盵1]通過發(fā)散思維,一些問題的創(chuàng)新性解法會被發(fā)掘出來,創(chuàng)新能力會逐步提高。

1.3 一題多解可以培養(yǎng)學生的學習興趣

通過一題多解,學生會感到信心倍增,伴隨信心而來的是對大學物理濃厚的學習興趣,在興趣的驅(qū)使下,會更加端正學習態(tài)度,達到一個良好的循環(huán)。

2 在具體實施一題多解教學時,需要注意的幾個問題

2.1 所選擇的題目的難度必須適當,在大多數(shù)學生的“最近發(fā)展區(qū)”之內(nèi)

“最近發(fā)展區(qū)”是前蘇聯(lián)心理學家維果斯基最早提出的。他認為學生的發(fā)展有兩種水平:一種是學生的現(xiàn)有水平,指獨立活動時所能達到的解決問題的水平;另一種是學生可能的發(fā)展水平,也就是通過教學所獲得的潛力。兩者之間的差異就是最近發(fā)展區(qū)。教育心理學家的研究和教學實踐表明,太容易的問題激發(fā)不起學生的學習興趣,太難的問題使學生望而卻步,挫傷學習的積極性,只有處于“最近發(fā)展區(qū)”的問題才能最大限度的提高學生的學習興趣。由于學生的認知水平和對知識的掌握水平存在個體差異,在選題時應該照顧到大多數(shù)學生,充分調(diào)動廣大學生學習的積極性。

2.2 要運用啟發(fā)式教學方法

在對學生進行一題多解的訓練過程中,切忌采取傳統(tǒng)的灌輸式教學方法。如果采取滿堂灌的方式,把所有的解法都羅列出來,學生只是記住了各種解法,思維過程并沒有得到鍛煉。以后遇到類似的題目,解題的思路還是不清晰,甚至因為記住了太多的解法而導致混淆,一種解法也做不出來。在教學中采取啟發(fā)式教學方法,教師只是思維的誘導者,學生是思維的主體,只有這樣才能真正提高學生的思維能力?！笆谌艘贼~,不如授人以漁?！敝匾氖墙虝W生思維的方法,而不是具體問題的解決方法。

2.3 要對各種解題方法進行點評和總結(jié)

在眾多的解法之中,有的思維過程簡單但計算復雜,有的思維過程復雜但計算簡單,有的思維過程和計算都簡單。教師要對每種解法的特點和需要注意的問題進行點評和總結(jié),尋求最優(yōu)化的解決方法。有的解題方法表面上不同,其實本質(zhì)上是相同的,教師應該揭示其本質(zhì),使學生的認知水平達到一個飛躍,更深刻的理解知識的內(nèi)在聯(lián)系。

2.4 要注重訓練逆向思維和發(fā)散思維能力的結(jié)合,全面提高學生的思維品質(zhì)

逆向思維是與一般思維方向相反的思維方式,和發(fā)散思維一樣,是創(chuàng)新型人才所必須具備的一種能力。在進行一題多解訓練時,可把培養(yǎng)學生發(fā)散性思維和逆向思維能力結(jié)合起來,全面提高學生的思維品質(zhì)。

21世紀的教育要培養(yǎng)基礎厚、知識寬、能力強、素質(zhì)高的人才,一題多解在夯實基礎知識、培養(yǎng)創(chuàng)新能力等方面都具有重要的作用,所以要在教學中加以運用,不斷提高教學質(zhì)量。

參考文獻

[1] 李明樹.“一題多解”在培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力中的應用[J].數(shù)學學習與研究,2011,21:75.