物理教學論文:充分開發(fā)利用物理錯題的教育功能

物理教學論文:充分開發(fā)利用物理錯題的教育功能
　　
　　黎國勝
　　
　　(成都市雙流中學，四川成都610200)
　　
　　在高三物理教學中，習題教學是其重要的組成部分，通過解題，學生更加準確地理解物理概念，學生運用物理規(guī)律解決實際問題的能力提高了，但是在習題教學過程中，我們常常會發(fā)現(xiàn)一些習題，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現(xiàn)，要么出現(xiàn)數(shù)據(jù)不相容等科學性錯誤，面對這些錯題教師該如何處理？在教學一線中很多老師由于備課不充分，要么沒有發(fā)現(xiàn)和識別出錯誤，要么直截了當告訴學生進行糾正．但是我認為這種處理從教育效果上講值得商榷．錯題為什么會錯？難道錯題就是垃圾扔了了事，即使是垃圾，它也有再回收利用的價值．本文想就此作些探索。
　　
　　一、提倡一題多解，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、識別錯誤的能力
　　
　　錯題的錯誤不是一眼就能看穿的．在習題教學中如果引導學生換個角度或者換個方法求解，就會發(fā)現(xiàn)用不同的方法可能得出不同的結(jié)果，這時我們就要引導學生深入探討，這種對問題的探究本身就是錯題的教育功能。
　　
　　例題在質(zhì)量為M=1kg的小車上，豎直固定著一個質(zhì)量為m=0.2kg、高h=0.05m、總電阻R=100Ω、n=100匝矩形線圈，且小車與線圈水平長度l也相同，現(xiàn)線圈和小車一起在光滑水平面上運動，速度為V1=10m/s．隨后穿過與線圈平面垂直、磁感應強度B=l.OT的水平有界勻強磁場，方向垂直紙面向里，已知小車運動（包括線圈）的速度”隨車的位移s變化的圖象如圖所示，求：
　　
　　(1)小車的水平長度Z和磁場的寬度d。
　　
　　(2)小車的位移s=10cm時線圈中的電流大小和此時小車的加速度a。
　　
　　(3)在線圈和小車進入磁場的過程中通過線圈某一截面的電量g。
　　
　　(4)線圈和小車通過磁場的過程中線圈電阻的發(fā)熱量Q。
　　
　　常規(guī)解法如下：
　　
　　(1)由圖可知，從s=5cm開始，線圈進入磁場，線圈中有感應電流，受安培力作用，小車做減速運動，速度v隨位移s減小，當s=15cm時，線圈完全進入磁場，線圈中感應電流消失，小車做勻速運動，因此小車的水平長度l=10cm。
　　
　　這是一道典型的力電綜合題，它考查學生從物理圖象獲取有用信息的能力、熟練應用法拉第電磁感應定律及牛頓定律解決實際問題的能力，還考查了學生熟練應用能量的觀點解決問題的能力．把解決物理問題的三種思路和觀點——力與運動、動量、能量全部綜合在一起，因此綜合性強。
　　
　　鼓勵學生用動量定理去解決第三問，結(jié)果如下：
　　
　　仔細分析兩種解法都沒有錯，(教學論文　www.gymyzhishaji.com)但是你會驚訝地發(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)問題了嗎？這時學生的思維積極性一下空前高漲起來，探究的欲望一下子被激發(fā)出來了，愛因斯坦曾經(jīng)說過，發(fā)現(xiàn)問題比解決問題更重要，解決一個問題可能只是一種方法和數(shù)學工具的應用而已，而發(fā)現(xiàn)有價值的問題是科學研究的前提．
　　
　　這種一題多解往往還能培養(yǎng)學生思維的流暢性、廣闊性、變通性、靈活性，提升學生的思維品質(zhì)，激發(fā)學生的創(chuàng)造性。
　　
　　二、運用物理規(guī)律進行估算，培養(yǎng)學生的驗證能力
　　
　　發(fā)現(xiàn)問題不是目的，培養(yǎng)學生解決問題的能力才是關(guān)鍵．發(fā)現(xiàn)問題后，如何進行科學的評判呢？估算法就是其中重要的方法之一。
　　
　　在物理教學過程中我們常發(fā)現(xiàn)很多學生就題做題，做完了事．為了更加充分發(fā)揮習題教學的功能，我們要鼓勵學生從物理規(guī)律出發(fā)對一些物理問題進行估算，從而對結(jié)果進行初步的科學判斷。
　　
　　就上題而言，可以引導運用圖中數(shù)據(jù)和動能定理進行估算，小車和線圈進入磁場后的速度至少應該是多少。
　　
　　線圈剛進入磁場時受到的安培力由
　　
　　線圈剛進入磁場時所受的安培力最大，在進入磁場的過程中安培力還會減小，估算時認為安培力不變，在線圈進入磁場的過程中，根據(jù)動能定理有：
　　
　　代入數(shù)據(jù)得線圈完全進入磁場時速度v=9.98m/s。
　　
　　線圈進入過程中安培力會減小，完全進入磁場后的速度應該比9.98m/s還要大，而本題中所給數(shù)據(jù)顯然偏小。
　　
　　本題小車與線圈進入磁場的過程中安培力是變力，變力做功處理起來比較困難，但是不管是恒力還是變力動能定理都是成立的，用剛進入磁場時的安培力也就是其最大值估算，這樣就把變力做功的問題轉(zhuǎn)化成了恒力做功了．這種估算的思想方法就是化繁為簡的方法，在科學研究中很有價值。
　　
　　三、引導學生用物理規(guī)律對題中數(shù)據(jù)進行驗證
　　
　　我們知道動量定理應用范圍非常廣泛，在經(jīng)典力學和相對論中都成立，因此鼓勵學生用普適規(guī)律對題中所給數(shù)據(jù)進行驗證，進一步培養(yǎng)學生的質(zhì)疑精神和探索能力，用動量定理驗證如下：
　　
　　線圈進入過程中安培力的沖量為
　　
　　可見二者相去甚遠，題中數(shù)據(jù)不符合動量定理，
　　
　　顯然本題所給數(shù)據(jù)存在著矛盾，小車與線圈進入磁場后的速度給得太小。
　　
　　四、引導學生進一步挖掘信息，拓展習題的教育功能
　　
　　學物理離不開做題，甚至要多做題，但是題目是千變?nèi)f化的，永遠也做不完，因此面對習題教學，我們應該引導學生從不同角度去解析物理過程、嘗試用不同規(guī)律不同方法去求解同一問題，這樣就能起到做一道題復習一片知識的作用，讓學生充分抓住物理的“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，把習題的教育功能“榨干”。
　　
　　就上題而言，引導學生仔細觀察速度——位移圖象，提出如下的問題。
　　
　　1．題中所給圖象表明小車與線圈進入磁場時速度與位移是一條直線，為什么是一條直線？是否應該是一條直線？
　　
　　2．題中所給圖象表明小車與線圈進入磁場、離開磁場時速度的減少量相同，為什么？是否應該相同？
　　
　　學生很快給出證明如下：
　　
　　可見，進入磁場與離開磁場速度變化量大小相同。
　　
　　

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