对一道高考物理题解法评价的随想,本文主要内容关键词为:解法论文,随想论文,评价论文,物理题论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
看了《物理教师》2006年第5期《寻找关系 巧构图形 突破难点——对2005年高考物理试题 (江苏卷)第10道选择题的分析》一文之后,除对作者的探究精神及发现的构图方法深感钦佩和欣赏之余,就该文对考生所采用的测量方法的评价有几点随想。在此一吐为快。
2005年高考物理试题(江苏卷)第10道选择题:
如图1所示,固定的光滑竖直杆上套着一个滑块,用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮,以大小恒定的拉力F拉绳,使滑块从A点起由静止开始上升。若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为,滑块经B、C两点时的动能分别为
,图中AB=BC,则一定有
图1
根据恒力做功公式可知,要比较拉力两次做功的大小关系,就应该比较两次在力的方向上的位移大小关系,即比较量的大小。
从题目来看,很难直接找出两位移的大小关系,2005年6月高考结束后,笔者就这道题目问过 12名来自不同层次学校的学生,除做错或不会做的 3名学生外,其他9名做对的学生没有一个较为圆满地说出为什么选择答案(A),更没有说清在当时紧张短暂的2个小时内是用什么简便方法确定本题答案。更多学生的回答是:根据图看出来的,也有人回答是用尺子量出来的。不能否认先用直尺测量OA、OB、OC的大小,然后再比较OA-OB与 OB-OC的关系,的确是一条简便的方法,但测量本身所带来的误差不可避免,该方法不够严谨,那么究竟用什么样的方法既简洁又严谨呢?……本文就是介绍一种既简洁严谨,又对学生数学要求不太高的构图方法。”(构图法参照原文)
对此笔者有如下几点随想:(1)构图法是严谨,数学要求也不高,但不知要琢磨多长时间,才能想出这个法子,在考试的时间里有没有可能花这么多时间去做这一个选择题?能有几个高材生能在平时没有这样琢磨过的情况下,在3、5分钟内想出这样的方法。
(2)能否说测量本身所带来的误差不可避免,测量的方法就不够严谨?物理学本身就是一门以实验为基础的学科,测量是重要的方法,测量的误差不可避免,但不能因此而说此法不严谨。我以为学生用尺子测量的方法不仅简洁,也是科学严谨的方法,尤其在紧张的高考中,学生采用这个方法比之构图法要明智得多。想到这个方法的学生,说明他的实验意识比其他学生强。事实上想到测量方法的学生不会太多,因为这些年来应试教育所导致的畸形后果之一是学生轻视实验,只重理论推导。从原文作者对有些学生采用的测量方法有褒带贬的评价,可看出这评价中透出只重理论推导、轻视实验的理念。如果学生常常听到老师这样的评价,后果会是什么呢?
(3)想到一个关于爱迪生的故事。美国发明家爱迪生年轻时曾和普林斯顿大学数学系毕业生阿普顿在一起工作。阿普顿总觉得自己有学问,不把卖报出身的爱迪生看在眼里。爱迪生为了让阿普顿把态度放谦虚一点,爱迪生就把一只梨形的灯泡交给阿普顿,请他算算容积是多少。阿普顿拿着灯泡,轻蔑地一笑:“想用这个难住我,未免太天真了!”他拿出尺子上下量了又量,还列出一道道算式、数字和符号,写了一大堆。虽然他算得非常认真,但他算了一个多小时,仍没求出结果。爱迪生有些不耐烦了,拿过灯泡,往里面倒满了水,交给阿普顿:“去把这些水倒进量杯……”不等爱迪生说完,阿普顿明白了什么是既简单又准确的方法,他那冒着汗的脸刷地红了。
阿普顿是数学系的毕业生,计算是他的内行。当碰到计算灯泡容积时,由于受到固有思维方式的影响,他自然而然地量了又量,算了又算,根本不会想到打破定势;爱迪生则不同,他能突破习惯思维的束缚,采用快捷的方法,精确地求得了灯泡容积的答案。这就是发散思维法的妙处。
创造者就应该这样,面对难题敢于突破常规思维,迅速求得常规思维所不能得到的解决问题的方案。
发散思维,或称求异思维,是指在解答一个问题时,思维不局限在一个方面,而是向多方面发散,是找出答案数量愈多愈好的思维方法。
发散思维能力对我们来说也是非常重要的。现在出现越来越多的开放性题目就是为了考察学生的发散思维能力。
天才往往产生于发现某个他人没有采取过的新角度。大画家达·芬奇认为,为了获得有关某个问题的构成的知识,首先要学会如何从许多不同的角度重新构建这个问题,他觉得,他看待某个问题的第一种角度太偏向于自己看待事物的通常方式,他就会不停的从一个角度转向另一个角度,重新构建这个问题。他对问题的理解随着视角的每一次转换而逐渐加深,最终他便抓住了问题的实质。爱因斯坦的相对论就是抓住了不同视角之间的关系的一种解释。
我想,用尺子测量的学生,当时也许想用数学理论去作严谨的推导,不过他意识到了这样下去的难度不会小,所以换个角度,发现了测量这个既简单又准确的方法。他真的像发明家爱迪生那样聪明。
(4)初见该题时,我也想用尺子量一下,但当时手头没有尺子,便转换角度,直接分析绳子对物体拉力的功,这个功和拉力F做的功相等,不过是变力的功。平时教学中,在这个例子上我们习惯于从滑轮的右侧入手,觉得从这个角度分析是恒力做功,比分析变力的功要简单,事实上不然。注意到绳子拉力只是方向变化,即与位移夹a单调增大,但绳子拉力的大小不变,而且比较从A点上升至B点和从B点上升至C点两个过程中物体发生的位移是相等的,这样我们把两个过程都等分成相同个微元,在每个微元中可认为恒力做功,比较两个过程相对应的微元做功就可以用W=Fscosα进行比较,由于夹角α增加,BC过程中每个微元做的功就比AB过程相应的每个微元做功少,因此有。在判断能量变化时我又转化了思维角度。由物体合力为
可知,随着夹角α增加,加速度减小,有可能减到0后反向增加,这样物体先加速后减速,也可能一直加速,故比较物体通过B、C两位置的速度大小,没有肯定的结论,因此比较物体通过这两点时的动能多少也无法得到肯定的结论。这样,尽管我转换了两次思维角度,仍在很短时间内做好该题。以上是自己的一些感受,把它讲出来,或许对物理教学有些启发。