知识网络化解题理性化.docx

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知识网络化解题理性化

知识网络化,解题理性化

　　进入高三下学期，第一轮复习已到“收官”阶段.通过第一轮分章分节的复习，学生已经较为全面地对教材中每一个现象、每一个概念、每一条规律的理解有了较为深刻的认识.进入二轮复习，怎样更加有效地组织和实施教与学，使学生解题上有新的突破？

这是教师和学生都要思考和规划的问题.下面谈谈高三物理二轮复习的策略.

　　一、编织知识网络，使知识系统化

　　物理教学的首要任务是让学生学习和理解物理学基础知识，并在此基础上培养学生处理和解决物理问题的能力.心理学认为，结构化的知识是最优化的知识，有利于我们记忆和理解.通过前期第一轮的复习，大多数学生并不缺乏知识，但由于一轮复习分章、分节，所以往往缺乏系统的知识，造成部分学生不会调动所学的所有知识解决问题.二轮复习就是要树立系统意识，把前面分散、独立、分割的知识通过某条线索像穿珍珠似的把知识编织成网，形成知识体系.当然，根据高中物理的学习内容及第二轮复习以专题为主的特点，并不要求通过一条线索把所有知识结构成一个网络.我们可以根据不同的内容标准，寻找几条线索来构建相应的知识网络.

　　1.以知识内容为标准

　　以知识内容为标准，可以以“力与运动”“功和能”“场物质”“电路分析（包括电磁感应现象）”“波动理论”“光现象”“原子和原子核”等为线索，打通各章、各块内容，构建新的知识网络.

　　例如“功和能”知识网络，这是高中物理主干知识之一，它贯彻了力学、电学、热学、光学、原子和原子核各部分的内容.根据高中物理内容的特点和教学要求，其知识网络（用框图形式呈现）可以按以下思路进行构建.

（1）功的计算式：

W=F?

lcosα、W=q?

U、W=UIt.

（2）能的种类：

机械能（包括动能、重力势能和弹性势能）、电势能、内能（包括分子动能和分子势能）、光量子能、氢原子能级、核能等.

　　（3）功能关系：

功是能量转化的量度.

　　①典型关系式：

　　合力对物体做功与物体动能变化的关系（动能定理）W=EK2-EK1；

　　势能变化与对应的力所做的功的关系ΔE=-W；

　　除重力、弹性力外其他力不做功时，机械能守恒EP1+EK1=EP2+EK2；

　　内能变化与做功和热传递的关系ΔU=W+Q；

　　氢原子能级跃迁hυ=Em-En.

　　②典型过程：

　　系统克服滑动摩擦力做的功，量度有多少机械能转化为内能；

　　在电路中，电流做的功，量度有多少电能转化为其他形式的能；

　　在电磁感应现象中，克服安培力做的功，量度有多少机械能转化为电能.

　　2.以物理模型为标准

　　以物理模型为标准，可以以“物质模型”“过程模型”“问题模型”等为线索，构建知识和方法网络.例如以“过程模型”为线索，根据高中物理学习内容及教学要求，构建知识网络可以按以下思路进行.

（1）机械运动.

　　直线运动：

匀速直线运动、匀变速直线运动（典型实例：

自由落体运动和竖直上抛运动）、简谐运动（典型实例：

弹簧振子）；

　　曲线运动：

抛物线运动（典型实例：

平抛运动、斜上抛运动和带电粒子在匀强电场中运动）、圆周运动（典型实例：

人造卫星和天体运动、带电粒子在匀强磁场中运动）

　　机械波（典型实例：

声波）.

（2）感应电流的产生：

“感生”过程、“动生”过程.

　　（3）理想气体状态变化：

等温变化、等压变化、等容变化等.

　　（4）内能的改变：

做功和热传递.

　　（5）玻尔氢原子能级跃迁：

辐射或吸收光子.

　　（6）原子核反应：

α和β衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变.

　　3.以高考的能力要求为标准

　　以高考的能力要求为标准，可以以“理解能力”“推理能力”“分析综合能力”“应用数学处理物理问题的能力”“实验与探究能力”为线索构建起知识和能力网络.

　　例如“应用数学处理物理问题的能力”考试说

　　明中是这样要求的：

“能根据具体问题列出物理之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；必要时能运用几何图形、函数图形进行表达和分析.”所以，以此来构建物理知识网络，同时可以帮助学生提高应用数学处理物理问题的能力.

　　在物理学研究和学习过程中，应用数学工具、构建数学模型是重要的方法和手段，以“应用数学处理物理问题的能力”为线索构建知识网络可以按以下思路进行.

（1）物理量间的函数关系式：

物理量的定义式、物理量的决定式、物理量间的关系式.

（2）物理图像.

　　（3）几何图形：

矢量的合成与分解、物理模型的描述（包括物质模型的描述、过程模型的描述和状态模型的描述）.

　　二、以“物”论“理”，使解题理性化

　　笔者在教学中，常常让学生总结每次考试的得失，其中一个出现频率很高的失分原因就是：

没有仔细思考，只是凭感觉解题.事实上，学好物理没有“感觉”不行，而且随着学习的深入，知识的丰富，要越来越有感觉，但感觉终究是感觉，仅凭感觉，亚里士多德也会出现很低级的错误.所以，物理还是要以“物”论“理”，“物”就是客观存在的事物和现象.“理”就是你要对客观存在的事物和现象的来历、现状、发展趋势说得出个道理来.因此，在第二轮复习中要注意在提高学生解决物理命题的理性化程度上下功夫.

　　1.什么叫解题理性化？

　　下面举一个例题来说明.

　　某消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯屈的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为（）

　　（A）自身所受重力的2倍

　　（B）自身所受重力的5倍

　　（C）自身所受重力的8倍

　　（D）自身所受重力的10倍

　　本题是一个以实际事例为背景的题目，理性的解题就是：

首先是构建物理模型，把事例中实际的研究对象――消防队员，视作“质点模型”（构建物质模型）；把实际的运动过程――“下落2m”和“双脚着地……，使自身重心又下降了0.5m”，视为自由落体运动和匀减速直线运动（构建过程模型）.然后选择牛顿运动定律或动能定理来解决.

　　理性化解题，就是解题者（不是旁人）自己说得出：

解题中构建了什么物理模型（通常包括物质模型、状态模型、过程模型三类）、应用了什么物理原理和规律.事实上，高中物理命题千变万化，但高中所学的模型不多，我们所学的物理原理和规律都是与经过简化以后的物理模型相对应的.只有找到题目所述的是什么模型才能用这个模型所对应的物理原理或规律来解决问题.

　　2.如何提高学生解题的理性化程度？

（1）要重视物理模型的教学

　　要让学生认识到，物理学中的很多概念、定理和定律的形成，都是通过对研究对象进行抽象概括，对研究过程进行简化的条件下，即构建出“物理模型”的情况下得来的.建立物理模型是物理学研究普遍采用的方法，也是应用物理知识解决实际问题首先需要采用的方法.尤其是现在的高考题中，纯“模型题”数量减少，以实际情境为背景的题目越来越多.解题时，不会建立物理模型，可以说寸步难行.

　　例1单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量（以下简称流量）.有一种利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计.它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成.

　　传感器的结构如图1所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极和c，a、c间的距离等于测量管内径D，测量管的轴线与a、c的连线方向以及通电线圈产生的磁场方向三者相互垂直.当导电液体流过测量管时，在电极a、c之间出现感应电动势E，并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q.设磁场均匀恒定，磁感应强度为B.

　　已知B=2.5×10-3T，Q=0.12m3/s.设液体在测量管内各处流速相同，试求E的大小（π取3.0）.

　　一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值.但实际显示却为负值.经检查，原因是误将测量管接反了，既液体由测量管出水口流入，从入水口流出.因水已加压充满管道.不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正直的简便方法.

　　显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为R.a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率的变化而变化，从而会影响显示仪表的示数.试以E、R、r为参量，给出电极a、c间输出电压U的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响.

　　根据本题提供的物理情境和条件，至少需要把实际情境简化为两个简单的物理模型：

一是直导线在匀强磁场中做切割磁感线运动产生感应电动势；二是由存在内阻的电源和一个电阻构成的闭合电路.在此基础上求解本题就显得很简单了.

（2）引导学生记住所学知识对应的物理模型

　　引导学生在记住物理知识的同时，记住所对应的物理模型，而不单单是记住文字和符号.这是因为物理学概念、定律、实律和公式都是对物理模型的刻画，同时每一个模型的建立也都有一定的条件和使用范围，只有记住相应知识点对应的物理模型及使用条件，才能根据实际情况构建模型和应用知识.例如，在学习玻尔能级跃迁公式：

hυ=Em-En时，就要记住玻尔的原子模型及能级图模型.

　　（3）重视培养学生审题能力

　　审题能力是一种包括阅读、理解、分析、综合等多种能力的综合能力.解题理性化程度高的学生，审题能力往往较强，而凭感觉解题的学生往往会出现题目看不懂或看错的情况.实际上，审题过程是解决问题的第一步，这一步迈不开，具体的解题就无从谈起.

　　例2天文观测表明，几乎所有远处的恒星（或星系）都以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度（称为退行速度）越大，也就是说，宇宙在膨胀.不同星体的运行速度和它们离我们的距离成正比，即，式中为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定.为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星现在离我们越远，这一结果与上述天文观测一致.

　　由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄（写表示式）_______________.

　　根据近期观测，哈勃常数H=3×102米/秒?

光年，其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙年龄约为_____年.

　　求解本题并不难，第一问是一个“质点做匀速直线运动”的问题，第二问是个单位换算问题.但许多同学却无从下手，原因在对题目所给的信息不能正确地理解，他们无法把“不同星体的运动速度v和离我们的距离r成正比，即v=Hr”与“各星体即以不同的速度向外匀速运动”两句话统一起来，并认为“向外运动”使“r”增大，而“v=Hr”，星体的运动就不可能是匀速的.实际上题中“r”的含义是：

各星体“现在”离我们的距离，对某个星体来说r是个定值，对不同星体来说r是不同的.

　　一般对审题的要求是：

逐字逐句认真仔细读题，抠关键词（可以划出），明辨题设条件，挖掘隐含条件，明确研究对象和制约环境（在平面上还是在斜面上；在水平面上还是在竖直面上；是光滑的还是粗糙的；是绳牵还是杆牵；是独立场还是复习场；是匀强场还是非匀强场……），构建正确的时空关系，画出合理的过程与状态草图并标上相应字母，注意可能的边界点、临界点，构建物理模型，选择物理规律，拟定解决方案等.在复习教学中，分析例题或讲评试题时，我们要多给学生审题的机会，从读题开始，独立完成解题全过程，以培养和提高学生独立审题、解题的能力.

　　（4）提供学生讲题的机会

　　有一种说法：

听一遍不如看一遍，看一遍不如做一遍，做一遍不如向别人讲一遍.在二轮复习教学中，很大一部时间是习题教学，为了提高学生解题的理性化程度，让学生讲题，也是很有效的方法.学生讲题一般有以下几种机会，一是学生问学生，这是每天都在发生的，教师无法掌控的.二是学生问教师，这时教师要抓住机会从审题开始让学生先讲给你听，讲不下去时再恰当提示或启发，往往会出现这样一种情况，学生讲着讲着自己就弄懂了；三是课堂上在教师组织下同桌之间或就近几个同学之间相互讲解；四是请学生到讲台上来讲题.后三种情况下要求学生以“物”论“理”，从审题到构建物理模型，再到解题依据一一说清楚，加上教师的点拨、启发和补充，学生解题的理性化程度会明显提高，这比教师一遍一遍强调解题的规范性（显现理性解题过程）更有效，尤其是对优秀学生的培养.

　　“教学有方，教无定法”，高三复习也是如此，以上是笔者对高三二轮复习的一些看法，仅供参考.