一題多解是培養(yǎng)科學思維的有效途徑

洪華標 馮永慶

(1.廣東省梅州市教學研究室 514021；2.廣東省東山中學 514017)

馮永慶(1985.10-)，男，廣東省豐順人，中學一級教師，從事中學物理教學研究.

1 問題的緣起

物理學科核心素養(yǎng)是指學生通過物理學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質，是學生科學素養(yǎng)的重要構成.物理學科核心素養(yǎng)由“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面的要素構成.邢紅軍教授認為“只有扎實推進中小學各學科基于核心素養(yǎng)的課程開發(fā)、課堂教學設計和課堂教學評價，才能使學生發(fā)展核心素養(yǎng)的生命之樹長青.如何在物理教學中有效促進學生科學思維核心素養(yǎng)的落地生根呢？

2 教學實踐

一題多解從不同角度、按不同思路、用不同方法解決同一道習題，多角度審視題目、多途徑解決問題，能促進學生正確物理觀念的養(yǎng)成；提升學生分析和解決物理問題的能力，發(fā)展學生的科學思維.

2.1 研究習題

圖1

(1)物塊與斜面間的動摩擦因數；

(2)若每次當物塊離開彈簧后立即將彈簧壓縮到A點鎖定，當物塊返回A點時立刻解除鎖定.若斜面最高點C與A的高度差為3h，試通過計算判斷物塊最終能否從C點拋出.

2.2 習題解法

2.2.1 對第一問進行研究

切入點1力學觀點

物塊第一次解鎖時獲得動能：

物塊離開彈簧后作勻減速運動，設上升加速度大小是a1，有：

mgsinθ+μmgcosθ=ma1，

切入點2動能定理

物塊上滑時滿足動能定理，可得：

切入點3能量守恒定律

沿斜面上滑時滿足能量守恒定律：

2.2.2 對題目第二問進行研究

切入點1力學觀點

物塊上滑到最高點處后,下滑加速度大小為a2,有mgsinθ-μmgcosθ=ma2

……

第n次出發(fā)時速度為vn，

遞推法求得

切入點2能量守恒觀點

……

切入點3圖像法,畫Ekn-Ekn-1圖像.

物塊每次離開彈簧都比上一次離開時的動能增加，通過圖像反映Ekn-Ekn-1的關系

畫出Ekn-Ekn-1圖像如圖2(實線為Ekn,虛線為Ekn-1)：

圖2

切入點4肯定假設法.

假設物塊恰能從C點拋出，設它在接觸彈簧前需要從高H處滑下.假設在物塊第n次到達A點后，物塊拋出，設物塊離開A點的速度為vA，有

切入點5否定假設法.

所以物塊不可能到達C點，即不能從C點拋出.

3 教學啟示

本題通過5種不同解題方法的應用了學生所學的物理概念和物理規(guī)律，培養(yǎng)了學生發(fā)散性思維，培養(yǎng)學生模型建構、科學推理和運用數學知識解決物理問題的能力，有效促進學生科學思維的養(yǎng)成.通過“一題多解”的教學，有目的地去引導學生打破常規(guī)思維，從不同角度、不同思路去思考問題，學生的發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維一定能得到培養(yǎng).

我們要重視一題多解在培養(yǎng)科學思維核心素養(yǎng)的獨特作用，在教學過程注重創(chuàng)設問題情境，使學生通過一題多解的訓練，培養(yǎng)學生發(fā)散性思維，體會成功的喜悅，增強學習物理的興趣和動力，養(yǎng)成物理學科核心素養(yǎng).