浅谈如何做好高中物理竞赛辅导教学

浅谈如何做好高中物理竞赛辅导教学
高中物理竞赛可以提高学生学习物理的主动性和兴趣，发现具有突出才能的学生。

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。

高中物理竞赛辅导教学是进行物理创新教学的一个重要途径。

那么，在高中物理教学中应怎样加强对物理竞赛学生的培养呢？
高中物理竞赛中所用到的部分知识已超出高中物理教学大纲要求，有些是对高中物理知识的拓展（从定性到定量，从特殊到一般等），进行这些知识的教学时，传统的做法是教师直接向学生给出，这种做法注重向学生灌输知识，而没有向学生揭示物理知识产生的本源，没有向学生展示物理知识产生、发展、进化的认识过程。

高中物理競赛中，在进行这些新知识教学时，教师可以通过创设悖论教学情境，向学生揭示高中原有知识的局限性和适用范围，激发学生探索新知识的动机，引导学生探索概括水平更高的新知识，真正实施物理知识的拓展创新，培养学生的科学素养和求真创新能力。

不同的问题常隐含不同的解题方法，同一问题也常隐含不同的解题方法。

所谓“方法型”问题指的是：学生运用原有解题方法不能
解答所创设的新的问题或者新的问题中隐含不同的解题方法。

“方法型”问题情景是指教师根据学生的认知结构创设新的问题情景，然后引导学生解答新的问题：（1）学生在运用原有解题方法解答新问题时发生困难，揭示原有方法的局限性，通过探索创新给出新的解题方法，解答新的问题；（2）学生在解答新问题过程中，从不同角度、不同深度探索出解答新问题的不同的方法。

近几年全国和国际物理竞赛题中出现一些以科学研究为背景的问题，这些以科研性为背景的竞赛题的特点是：（1）以某一理论的探索研究（包括前沿科学探索研究）及某一新现象的探索研究为背景，从中渗透进行科学探索研究所用的高中物理重要知识，介绍科学家进行科学研究的方法。

（2）问题中渗透进行物理学研究及解决问题所用的重要方法（例：假设方法、类比方法、对称方法、等效方法、微元方法、图象方法等）。

在高中物理竞赛辅导教学中，教师应注重创设科研性为背景的问题情景，引导学生解答这些问题，从而培养他们进行类科学探索研究能力。

教师应加强业务学习，应用恰当的教学方法。

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地结合起来，适时、适度地进行物理竞赛
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。

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、更牢固地掌握，这样就符合竞赛辅导中“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，并能有效地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。

在准备竞赛过程中，教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以及提高物理素养才是目的。

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
程中就学生的解题思维予以恰当的点拨，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，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。

高中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）、极限、无限大和无限小、微积分等初步概念。

浅析数学方法在高中物理竞赛解题中的巧妙应用
在物理学科学习过程中，数学的应用极为广泛，不仅物理规律和定理的确定与推理都需要数学的参与，而且高中物理竞赛过程涉及到很多数学思路和数学方法。

根据物理问题的实际情况和所给条
件，恰当运用数学方法进行分析、表达，既丰富了物理问题的分析思路，更为复杂物理竞赛问题的处理提供了简捷、方便的解题途径。

巧妙运用数学工具可以使物理竞赛题目大大简化，有利于迅速准确解决物理竞赛中的问题。

一元二次方程中根与系数的关系定理，通常称韦达定理，它是应用十分廣泛的定理，而在高中物理竞赛中也可以巧用。

本例中准准确判断石头的速度垂直其位置矢量时，石头距离原始位置最远，进而得出时刻的二次方程，这是巧妙运用韦达定理的关键一步。

在物理竞赛中求临界问题与极值问题时，一般而言用物理方法（通过临界分析与极值分析确定极值状态）求极值直观、形象，但对构建模型及动态分析等方面的能力要求较高，而用数学方法求极值思路严谨，但又对数学能力要求较高，若将二者融合则相得益彰，可以大大提高解题能力。

由上例可知，用物理方法解这道题很复杂，但通过几何极值的运用可以大大简化运算过程。

当然，求极值的通常情况是需要把物理与数学知识很好的综合运用，这样才能灵活的用数学的思想来考虑物理问题。

微积分是物理竞赛中巧妙解题的一种思维方法，尤其是竞赛中求极值问题用得最普遍的方法之一。

只要物理中的问题能够抽象划归成微分与积分，就可以引入微积分解题。

利用微积分方法，可以将复杂的思维过程简化。

由此例可以看出，在理解本题的含义后，巧妙地引入微分运算符，这是引入微积分解题的关键思路。

数学思想、数学方法是研究解决物理问题的基础。

很多物理问题的解决是数学方法与物理思想相结合的产物，但在运用数学知识解决物理问题时，首先必须确保数学公式、定理、规律正确性，其次要注意所计算物理量的物理意义，这样才能得出正确的、符合客观实际的结果。