全国高中物理竞赛是较高层次的国家级比赛,所需的知识容量较大,所涉及的领域新颖,所用的科学方法较多,集科研性、综合性、方法性、技术性于一体,它是培养优秀学生创新意识和创新精神的肥沃土壤。所以受到各个学校领导、教师、学生和家长越来越多的关注。那么在物理教学中应怎样加强对物理竞赛选手的培养呢?
一、指导教师必须加强业务学习,应用恰当的教学方法,要具备良好的素质,严谨的科学思维能力
竞赛中涉及的知识,尤其是解决问题的方法大多是高中和大学知识的结合点,高中教学中不能讲到位,而大学又没有讲,有时为了让学生便于理解某个知识点,将学生难理解的大学内容改变切入点,变成学生能容易理解的知识。因此作为竞赛指导教师,首先要熟悉大学教材,吃透高中教材,深化高中内容,钻研竞赛大纲,并以竞赛大纲为指导将高中知识与大学知识有机的结合起来,适时、适度的进行物理竞赛辅导。例如在静电场教学中,关于无限大带电线电荷模型、无限大面电荷模型产生的电场强度,在大学物理中运用高斯定理导出,在高中物理竞赛辅导中我们引导学生运用微元、对称结合电场叠加方法推出这两种电荷模型产生电场强度公式。比如下图是电荷面密度为δ的无限大带电平板,求其两侧的场强。在竞赛教学中,我们取以Q为球心,R为半径做一个球面,则Q发出的电场线全部穿过这个面。象这样穿过一个面的电场线总数叫电通量,用符号φ表示。对于点电荷
有上式可知点通量与所取的面无关。即取任一面,只要这个面内包含Q,通过此面的电通量为4πKQ。所以对于本题取关于板对称的圆柱体面,如图所示,设圆柱面的横截面半径为r,高为L,则
所以,电荷面密度为δ的无限大带电平板两侧的场强为2πKδ;再比如“热力学”方面的知识一直是物理竞赛必考内容,高中物理教材只讲三个实验定律,而竞赛大纲还要求热力学第一定律、热力学第二定律、绝热过程、比热、比热容。如果运用大学教材讲这些问题(如绝热过程),需运用微积分知识,如简化数学知识,逐渐升华绝热过程,强化热力学第一定律,那么学生会对气体性质更深、更好、更牢固的掌握,这样就符合竞赛辅导中的“基础、巩固、提高”的竞赛要求。结合上面的知识,可以分三步来学习这个知识点,第一步让学生学习气体实验定律;第二步让学生学习气体做功问题,根据功能原理讲解热力学第一定律;第三步在已有知识的基础上讲解绝热过程、热机效率等热学问题,并能有效的加深气体部分的其他知识。待学生学习的知识比较熟悉后再进行强化、升华,这样既疏通了高中物理与大学物理的联系,又加深了学生对高中物理知识的理解。
二、在教学中要点拨解题技巧,激发学生的创造性思维活力,注重知识的拓展创新,培养学生对物理保持浓厚的兴趣
在准备竞赛过程中,老师要指导学生做相当数量的题目,作为指导教师一定要使学生明白,解题是手段,通过解题锻炼分析问题的能力和解决问题的能力、提高物理素养才是目的。精巧的解题技巧是解题方法的闪光之处,是创新思维的火花,教师应当在物理教学的过程中就学生解题思维过程中予以恰当的点拨,起到茅塞顿开、画龙点睛的作用,千万不可把解题技巧归纳为方法,如割补法、对称法、微元法、逆向思维法等等以知识的形式灌输给学生,表面上,学生的确接触了大量的解题方法技巧,但是这些方法技巧不是学生通过自己的刻苦钻研获得的,缺乏深刻的理解并不能在实际中灵活应用,这种做法本身剥夺了学生探索未知领域的权利,压制了创造性思维的发展,是不能培养出优秀的竞赛型选手的。
三、在教学中要健全学生的知识体系,注重全面发展
物理学科的知识体系包括中学物理全部的知识、少量大学物理知识和必要的数学知识。其中大学物理知识主要有:斜抛运动;非惯性参照系;均匀球壳对球壳内外质点的引力公式、弹簧的弹性势能;谐振动方程、位相;理想气体的绝热过程、热膨胀;点电荷的电势公式,均匀带电球壳内和壳外的电势公式、电容器的连接、电介质的极化、电桥、补偿电路;纯电感、纯电容电路。必要的数学知识有:中学阶段全部的初等数学(含解析几何)、[1] [2] 下一页
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