物理教学与开发想象力

一、运用原型、通过联想、启发想象、触类旁通

例如浮力习题：

  1. 轮船装货物时，船在水下体积是 600 米 3，问这时船受到的浮力多大？货物卸下以后，船的排水量是 150 吨，问货物多重？船本身多重？

  2. 有一座浮在海面上的冰山，水上部分的体积估计有 1000 米 3， 水下体积是多少？冰山大约有多重？（海水的密度是 1.03×103 千克／米

3，冰的密度是 0.9×103 千克／米 3。）

  1. 有一个 14 克重的比重计，如图 1 所示，放在水中，水面在它的刻度 A 处，放在煤油中，油面在它的刻度 B 处。已知煤油的密度为 0.8× 108 千克／米 3，比重计刻度部分的玻璃管外半径 r＝0．75 厘米，求 AB 之间距离？

  2. 一木块放入水中，有 2/5 体积露出水面，求木块的密度多大？

    这四道题，从外表看已知、求解都不同，但它们却有共同的物理过程：

都是受到浮力（F 浮）与重力（G）的作用而处于平衡状态，如图 2 中（1）

（2）（3）（4）所示：

船浮在水中属于学生常见，在学生头脑中有清晰的形象。解答这四道题时，以第（1）题为原型，根据这四道题的共性通过联想启发想象：把船的形象想象得更高更大，即如冰山浮在海水中；把船的形象想象得又细又长[为了直观，把图 2 中的（3）比重计画大了]，即如比重计浮在水中或煤油中；把船的形象缩小，即如一木块浮在水中。教学过程不但用语言启发联想，而且作图启发形象思维。可按解答题号的顺序，在船受力图的基础上，把（2）、（3）、（4）题每个受力图复盖上去如图 3 所示。（复盖的图属大脑中的想象，故用虚线表示。教学过程中可用不同颜色的粉笔画每个图），根据分析，这四道题有相同的解题方程组：

F浮 = ρ液 ⋅ g ⋅ V排

F = G

 浮

每题不同的求解，只是方程组里求不同的物理量，经过数学变形，再结合每一题的求解，作些补充解答便可求之。这类习题不仅只有以上四题，但只要学生大脑中有图 3 所示的这样灵活应变的想象力，其他各题不难于触类旁通，举一反三的教学效果也必然出现。