极限思维法在初中物理教学中的应用例析

２０１１年第５６期考试周刊　极限思维法在初中物理教学中的应用例析　孙龙周　（东海县实验中学，江苏东海初中物理教学所涉及的解题方法很多，在众多的方法中，　极限思维法是一种比较直观、简捷的科学方法。极限法是一种　科学的思维方法。假若某物理量在某一区间内是单调连续变　化的．我们可以将该物理量或它的变化过程和现象外推到该　区域内的极限情况（或极端值），使物理问题的本质迅速暴露　出来，再根据已知的经验事实很快得出规律性的认识或作出　正确的判断。从而能使求解过程简单、直观，这种思维方法称　为极限思维法。　例１：（２０１０年蚌埠中考）如图１所示，密度均匀的木块漂浮　在水面上，现沿虚线将下部分截去，则剩　下的部分将（）　Ａ．上浮一些Ｂ．静止不动　Ｃ．下沉一些Ｄ．无法确定　分析：本题常规解法如下：由于木块　的密度保持不变，不论是否截取一部分。　该木块都处于漂浮状态。根据物体漂浮　图１　条件Ｆ浮＝Ｇ物得：ｐ水ｇＶ排＝ｐ物ｇＶ物，Ｖ排，、，物的　２２２３００）　值是一定的，所以Ｖ　厂ｖ　的值也应该是一定的。当沿虚线将虚　线以下部分截去之后，假设木块保持静止不动，此时Ｖ　减小，　而Ｖ　不变，所Ｖ２Ｖ　／Ｖ　的值减小，故不可能静止不动，而应该　下沉一些，保持Ｖ　厂ｖ　的比值不变，故选Ｃ。　该问题如果用极限法来分析，解决起来就简单得多了。题　意是沿图１中虚线截取，那我们不妨截去更多一些，把水面以　下的部分全部截去，又会怎样呢？因为剩下的木块密度不变．　它仍然会处于漂浮状态，既然是漂浮，必然有一部分浸入水　中，所以，截取之后木头会下沉一些，　故选Ｃ。　例２：如图２所示，倾角为０的斜面　上有一静止的小球（细线与斜面平　行），请问小球对斜面的压力随着倾　角０的变化会发生变化吗？　分析：对于初中阶段的学生来　说。往往会错误地认为：小球对斜面　图２　察能力还不够强的学生来说，却是很困难的事情，要想在教学　中达到良好的效果，就必须把这样的快镜头变为慢镜头，适当　延长过程的时间．让学生有比较充裕的时间进行观察和分析，　从而掌握这些较为短暂的物理现象的本质，利用计算机模拟　技术制作的多媒体课件恰好能弥补传统物理教学上的不足。　例如，在讲授“电流的形成”时，虽然电流是真实存在的，　但它却看不见、摸不着，学生较难对电流这个物理概念形成认　识。如果单靠学生自己去想象电流是怎样形成的，难度是较大　的．而借助计算机模拟技术用动画的形式模拟出电流的形成，　并与水流的形成进行类比，将“短暂电流的形成”与“短暂水流　的形成”进行类比．将“持续电流的形成”与“持续水流的形成”　进行类比，制作成四个动画片段，变抽象为直观、形象，从而有　助于学生理解和掌握“电压是形成电流的原因，电源是提供电　压的装置”这一知识点，突破本节的难点和重点，整个过程既　生动形象．又能较好地揭示物理本质和规律。　乏可信性。这样实验就丧失了它应有的功能．教学效果也不会　很理想，更重要的是不利于学生实践能力和创新能力的培养。　例在《熔化和凝固》的教学中，由于学校条件和实验难度　的限制，有的时候不会让学生动手实验，而是通过课件演示。　这样得出晶体和非晶体的熔化曲线和温度变化规律缺乏可信　度，由于没有让学生参与的过程，不能给学生最直观的感受，　因此达不到很好的教学效果。　２彳０用信息技术进行传统教学　三、应用多媒体技术可以突出重点。提高复习效率　初中物理知识多、散。零零碎碎，许多物理规律是建立在　实验基础上的。这些特点一直困扰着不少的学生，在考试复习　时无法一下子将平时学习的知识串联起来，这就造成了学生　到了考试时无法掌握重点，复习的时候犹如一盘散沙，既浪费　时间．又不能收到良好效果，考试成绩自然也不能提高。现在　我们可以利用多媒体技术，将每章节的重点难点，以及涉及的　实验一并呈现给学生，把一些有关联的知识有机地结合起来，　让它们形成知识网络。这样不仅便于学生回忆在新课学习时　的实验情景。达到复习的目的，节约了复习所用时间，而且使　学生感到复习不是一种机械的重复。　四、在物理学科教学中应用多媒体技术出现的问题　１．用物理课件替代物理实验　在实际的物理教学过程中，有的教师喜欢用多媒体课件　替代物理实验。而物理学是一门以实验为基础的学科，许多重　要的物理定律都是在实验的基础上总结出来的。让学生通过　实验得到物理规律，不仅能够使学生对物理知识、概念和规律　获得具体的、明确的认识，而且能培养学生的观察能力和动手　能力。如果用课件模拟物理实验，学生在观看动画的过程中仅　仅学习了知识的表象，缺乏真正的感知活动。没有真实感，缺　１８６　有的时候物理教师把信息技术作为演示工具来使用．在　教学活动中将课件简单地替代了板书。教学过程仅停留在以　知识为中心、以教师为主体的学科整合的层次上。上课时只是　通过课件清楚地说明讲解的知识结构，只是增加了教学容量，　并没有使物理学教学模式和教学方法得到根本改变，没有体　现学生仍然处于被动的学习状态。学生学习的主体性没有得　到体现和落实，学生的创新能力没有得到培养。　在物理实验教学，尤其在物理演示实验教学中。充分运用　电教媒体——这种比较先进的教学手段，可以弥补实验器材　本身的不足及实验条件的限制，激发学生学习的兴趣，提高学　生的求知欲望，促进学生对知识的理解和记忆，激活学生的思　维，有效地培养学生的各种能力。然而，多媒体技术并不能完　全代替演示实验，两者必须有机地结合起来。为了体现实验的　真实性．应当训练学生的实验观察能力、技能和技巧，只是对　些效果差、直观性差，以及现实中无法实现的实验进行多媒　体模拟和展示。　总之．不管是在初中物理教学中，还是在其他的学科授教　中，教师的首要目的都是使学生能够掌握好知识。在信息社会　的今天，运用多媒体满足课堂教学，已是大势所趋，是进行现　代化教学不可或缺的手段之一，在这方面只有通过广大教育　工作者的大胆实践，深入探索，才能取得更好的成绩。　一参考文献：　［１］何克抗．多媒体教育应用的重大意义及发展趋势．北京　师范大学出版社，２０００．　『２１刘儒德．信息技术教育相整合的进程．高等师范教育研　究，１９９７，（９）．　考试局刊　２ｏ１１年第５６期　新课标下提高初中物理教学质量的实践与思考　彭雨宏　（溧阳市光华初级中学，江苏溧阳２１３３００）　近年来，物理教学改革已积累了不少成功经验。但就总体　动地去学习将是教学的必然趋势。具体的教学过程中。我们采　而言，物理教学中重教轻学。学生被动学习，效率低，能力差的　用了以下七个步骤来实现上述目标：预习教材一自主探索一　问题并没有得到根本解决．教师的主导作用与学生的主体作　课堂讨论一重读教材一系统小结一强化训练一习题评讲。　用脱节的现象还比较严重。致使教学质量的提高难以有显著　（一）预习教材　的新突破。难以较快地迈上新台阶。针对以上问题。我协同本　初读教材可分为两个阶段进行。　备课组成员多年在所任班级进行了一些教改探索与实践，效　１．预习准备。要保证预习教材的顺利进行。使学生初读时　果颇为明显。其具体操作过程可归结为三个环节，七个步骤。　建立新旧知识间非人为的实质性联系。在课前研究中如发现　第一环节：搞好课前研究　学生的认知结构中还缺乏适当的知识或旧知识有遗忘或未过　这一环节显然是针对教师本人来讲的，其至关重要。试　关时．可先向学生介绍一些引导性材料或对旧知识进行适当　想．一个教师如果在课前连教材内容、目的、任务。以及学生的　的复习，再引入新的课题。　原有状况都不了解。怎能教好书呢？因此，我们一定要重视课前　２．独立预习。为减少在无指导的前提下有可能出现过多　研究。课前研究的任务是。充分挖掘教材，分析教学目的和任　尝试错误而产生挫折的情况。我们一般在阅读之前根据每节　务。研究学生，把教学目的具体化，预测教学效果，编写有科学　课的具体内容列出阅读提纲，用投影展示，让学生根据提纲提　依据的切合实际的教案。课前研究的目的是进行好教学设计。　出的问题有的放矢地去阅读教材。　第二环节：组织好课堂教学　（二）自主探索　这一环节是三个环节的中心部分，它是将上面课前研究　自主探索是学生学习活动由浅人深，由初步认识到理解　得出的教学方案付诸实施的过程，是教与学相互作用的过程。　教材的关键一环，让学生自主探索，主要是让他完成知识与技　在教学过程中应紧扣认识活动的一般程序．充分体现现代教　能的初步转化，教师要利用学生进行自主探索的这段时间，充　学原则和自然科学方法论的要求，最大限度地发挥学生学习　分注意每个学生的学习情况，进行个别答疑，重点辅导后进　的主动性。德国教育家第斯多惠曾说：“不好的教师是奉送真　生，使他们及时了解自己学习的进展状况，使他们有可能在以　理．好的教师是叫学生去发现真理。”在教学过程中。“如果使　后的学习中调动自己的积极性。同时将学习中进行基本训练　学生习惯于简单的接受和被动的工作，任何方法都是坏的；如　时暴露出来的具有普遍性的反馈信息充实到下一步教学过程　果能激发学生的主动性，任何方法都是好的。”可见，让学生主　中去。　的压力等于小球自身的重力。为了让学生能够正确地辨析压　能值在Ａ到Ａ之间。　————力和重力的关系，我们不妨利用极限法来解决上述问题。　分析：假设电源总电压为Ｕ。当开关Ｓ　当倾角０为０ｏ时，如图３所示，该小球静止在水平面上，小　接位置１时，Ｒ。和Ｒ串联，电路中的电流为　球的重力和地面对小球的支持力是一对平衡力．所以小球的　ｏ．２Ａ，　重力等于地面对小球的支持力；又因为小球对地面的压力和　地面对小球的支持力是一对相互作用力。所以小球对地面的　则Ｏ．２（ｎ。＋Ｒ）：ｕ……①　压力等于地面对小球的支持力。因此，当倾角Ｏ为０。时，小球对　当开关Ｓ接位置２时，Ｒ２和Ｒ串联，设　水平面的压力等于小球自身的重力。　电路中的电流为Ｉ，则Ｉ（Ｒ２＋Ｒ）＝ｕ……②　图５　由①、②式可得，０．２（ｎ　＋Ｒ）＝Ｉ（Ｒ，十Ｒ）　又因为Ｒ１＝８，Ｒ２＝１０Ｉ￣，　所以０．２（８＋Ｒ）＝Ｉ（１０＋Ｒ）　日ｎ　０．２（８＋Ｒ）　“　１　…一　图３　图４　由③式可知，要确定电路中电流的范围，我们首先要明确　定值电阻Ｒ的阻值，因为定值电阻Ｒ的阻值未知。所以，我们不　当倾角０为９０ｏ时，如图４所示，该小球在竖直方向所受的　妨采用极限法来解决。　重力和细线的拉力是一对平衡力。在水平方向该小球对右侧　接触面的压力为零。假如小球对右侧竖直面存在压力，由于力　当Ｒ＝０时，代人③式可得：Ｉ＝０．１６Ａ。当Ｒ＝　时，代入③式可　的作用是相互的，那么，右侧竖直面对该小球必然存在一个反　以得到：Ｉ　．２Ａ。综上所述，电流表示数的可能值在０．１６Ａ到　０．２Ａ之间。　方向的支持力。这样，该小球在水平方向就只受一个向左的支　持力，就不可能在如图４所示的位置保持静止平衡。因此，当倾　纵观物理学的发展史，科学家们利用这种思维方法得到　角０为９０。时，该小球对接触面的压力为零（不存在压力）。　物理规律的例子不胜枚举。例如，伽利略在研究从斜面上滚下　综上所述，小球对斜面的压力是随着倾角０的变化而变化　的小球的运动时，就运用了极限思维法，他将第二斜面外推到　的，压力随着倾角０的增大而减小。　极限——平面；开尔文把查理定律外推到压强为零这一极限．　例３：（２００８年苏州中考）在如图５所示的电路中。电阻Ｒ，＝　而引入了热力学温标……这些例子说明，在物理学的发展和　物理伺题的研究中，极限思维法是一种重要的方法。因此．我　８，Ｐ￣＝ｌＯ，电源电压及定值电阻Ｒ的阻值未知。当开关Ｓ接位置１　们在初中物理教学过程中，要对学生有意识地进行极限思维　时，电流表示数为０．２Ａ。当开关Ｓ接位置２时，电流表示数的可　法的训练，为学生物理思维的拓展奠定良好基础。　１８７