选拔和培养高中物理竞赛苗子

如何选拔和培养高中物理竞赛苗子
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如何选拔和培养高中物理竞赛苗子
全国中学生物理竞赛创办于1984年。

这项活动在调动广大中学生特别是优秀学生学习物理的兴趣和主动性，激发他们献身科学事业的雄心壮志，以及对培养能独立思考的有创造性的人才方面，发挥了重要的作用。

高中物理教师有责任给有竞赛能力的学生提供发展的机会和学习的环境，指导好学生参加全国性的物理竞赛也是教师自身教学能力的一种体现。

如何选择竞赛苗子和培养竞赛选手是能否出竞赛成绩的重要一环，下面就这两个问题谈谈笔者的几点看法。

一、科学选择竞赛苗子
竞赛苗子的选拔要科学化，如果单凭一两次例行性的测试就确定学生的竞赛能力，结果就会因匆忙上阵而造成人才和时间的浪费。

为了做到有的放矢地进行选拔工作，笔者以为需要从以下几个方面去考虑：
首先，我们应该充分认识到“兴趣是最好的老师”，兴趣是学习的原动力，选择物理竞赛苗子首先应该考虑的是学生对物理学科的兴趣，作为学生，这种兴趣可能是多方面的，比如对科学技术的向往、对祖国发展和富饶的责任心以及对自身能力的肯定等等。

学生从接触高中物理到参加全国中学生物理竞赛有两年的学习时间，这两年中，学习的知识面很广、很深，涉及解决问题的方法也很抽象，遇到诸多的困难也是可想而知的。

这就需要学生自觉地钻研课外知识，积极主动地去处理各种物理问题，并以极大地毅力坚持下去，如果学生对物理学科没有浓厚的学习兴趣，这种执著的追求是不可能的。

其次，竞赛苗子的聪明和勤奋同等重要，我们教师不要以为凡是聪明的学生就一定是好的竞赛苗子，其实这是不完善的，聪明加勤奋才是成才的必要
条件。

生活中有许多灵气很足的学生，他们对物理学科的兴趣很浓，也有远大的理想，只是在漫长的准备竞赛过程中极易受外界干扰，不能持之以恒。

这种学生在预赛中成绩也许还不错，但一进入复赛后就显得后劲不足，很难有更大的发展了。

再次，选择的竞赛苗子必须具备扎实的数学功底，通常物理竞赛试题中难题的解答都需要扎实雄厚的数学基础，解题中需要充分利用数学分析、数学技巧。

特别是在弄清题目的物理情景、建立了物理模型之后，选择解题的方法就是至关重要的了。

如第15届全国中学生物理竞赛有道题如下：
1mol 理想气体缓慢地经历了一个循环过程，
在P-V 图中这一过程是一个椭圆，如图所
示，已知此气体若处在与椭圆中心O´点所
对应的状态时，其温度为T 0=300K ， 求在整个循环过程中气体的最高温度T 1和最低温度T 2各是多少。

由本题的已知条件可列出两个相对独立的方程，即气体循环过程的椭圆方程和理想气体的状态方程，即：
（V-V 0）2/(V 0/2) 2+(P-P 0) 2/(P 0/2)2=1 (1)
PV=RT (2)
这两个方程中含三个未知量P 、V 、T ，直接对两式进行演算，要求出循环过程中的最高温度T 1和最低温度T 2是较困难的，如果在这里能灵活地运用数学知识中的参数方程为：
V= V 0+(V 0/2)cosα
P= P 0+ (P 0/2)sinα
这样，只要将（1）（2）稍作转化并利用三角函数的知识即可得出最高温V 3V 0/V 0 V 0p 0p 0 3p 0/0 C B A D O (V 0,p p
度T1=549K和最低温度T2=125K
由以上题目可以看到，好的解题方法往往是巧妙数学手段的体现，通过恰到好处的数学分析，可以揭示物理过程中的临界状态及解的深刻物理内涵，使解的结果更加圆满。

又如通过不等式的运用说明物理量的取值范围；用极值的方法提示物理过程的变化趋势；用数学归纳法推得物理过程的最终结果；用假设、反证法展开对问题的深层探索等等，无一例外地说明了数学工具在物理竞赛中的重要作用。

在竞赛中老师经常听到学生抱怨说“物理过程分析对了，方程列式也对了，就是解不出结果来”，笔者认为，解不出结果的原因就在于解题方法选择不当和数学功底相对薄弱，这是我们教师不能忽视的一个重要问题。

二、科学培养竞赛选手
由于竞赛苗子的共同特点是对物理学习兴趣浓厚、反应灵敏、学习主动、接受能力强、抽象思维质量高，所以培养竞赛选手的指导思想是因材施教。

在全程的竞赛准备过程中，学生的主动学习、探索是主导，指导教师的作用是培养学生对物理保持浓厚的兴趣，调节其积极性，克服学习中的盲目性，指导学生进行课外知识扩展、建全知识体系，培养学生的解题技巧和创造性思维并促使学生全面发展。

（1）课外知识扩展、建全知识体系
众所周知，全国中学生物理竞赛的内容包括中学物理全部知识、少量的大学物理知识和必要的数学知识以及高中其它学科的基础性知识，以高中物理知识为基础而又略高于高中物理教学大纲要求的知识与能力。

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、开普勒定律、质点及均匀球壳壳内和壳外引力势能公式、弹簧的弹性
势能；简谐振动方程（x=Acos(ωt+α)）、位相；理想气体的绝热过程、热膨胀过程；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、电桥电路、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（包括解析几何）、极限、无限大和无限小的概念。

我们作为竞赛指导教师要充分强调以上知识的重要性，同时还要让学生充分意识到其它学科的同等重要性，不要只重物理解题能力而轻数学方法、只重解题结果而轻解题思路的培养、只重从物理角度分析问题而脱离生产生活实际。

我们只要翻阅历年全国中学生物理预赛和决赛试卷和国际奥林匹克竞赛试卷就不难发现，跨学科、理论联系生产、生活实际的题目是很多的。

例如第十五届全国中学生物理竞赛（预赛）试题第一题：
下雨时，雨点竖直下落到地面，其速度为10m/s。

若在地面上放一横截面积为80cm2，高为10cm的圆柱形量筒，则经30min，筒内接得雨水水面高度为1cm。

现因风的影响，雨水下落时偏斜30˚若用同样的量筒接得雨小量与无风时相同，则所需时间为min.
有种解法是这样：如图1所示，设量筒口面积为S0，将图2中的量筒口面投影到与偏斜的雨水垂直的平面上，其截面积：
S'= S0cos30˚ (1)
如图3所示，偏斜的雨水因风水平速度的影响其速度为：
A A
S
B
C
S
S
v
30
30
v
v
v
图图图
v=v0/cos30º=v0/ (√3 /2)
由于前后两次接水量相等，有：
30·S0v0=t·S0'v' (2)
由方程（1）（2）可得t=30min
以上解法从物理学角度看似乎无懈可击，但与实际不符，是错误的。

错误的根本原因是把雨滴当作了连续流体处理。

众所周知，雨小并非是一条线的向下流，而是一滴一滴从云层上下落。

所以雨滴下落速度的增加，并没有增大降雨量，只是增大了相邻两雨滴间的距离。

所以正确的解法应如下：
如图4所示：AB为竖直下落时两雨滴间的距离，A'B'为有风时两雨滴间的距离。

设单位面积上每分钟的降雨量为ρ，由于前后所接雨水量相等，有：30ρS0=t S'ρ
最后得：t=30.6min
作为指导教师，要注重培养学生综合分析问题和解决问题的能力，并要求学生去广泛阅读各科知识、积极观察和分析生活中的物理现象。

因此，指导教师要兼顾竞赛苗子的专业发展和各科全面发展的关系，通过物理学科的专业发展带动其它学科的进步。

反过来又依靠其它学科的进步，丰富文化底蕴，增强科学素养，促进物理学科的专业发展，相辅相成，相得益彰，最终达到健全学生知识体系的目的。

（2）培养解题技巧和创造性思维
备赛的过程中当然少不了要做相当数量的习题，选择一本相对全面的参考书为蓝本也是十分必要的。

在这个基础上，作为指导教师一定要让学生明白，解题是手段，通过解题锻炼透彻分析问题的能力、灵活融会贯通知识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的闪光之处，是灵感的火花。

作为教师应当在学生的解题思维过程中予以恰
当的点拨、引导，关键时候教师起到使学生茅塞顿开、画龙点睛的作用，而不是单单为了教会学生做几个难题或者罗列出以往的竞赛题并一一给出解答就算完成了任务。

也不可把解题技巧归纳为解题方法（如综合法、对称法、微元法、逆向思维法、假设法、极限法等等）的灌输，要让学生通过自己的刻苦钻研去获得，并能在实际中灵活运用，这样才能激发学生的创造性思维，培养出有竞赛能力的选手。

以上是笔者在竞赛指导中几点体会，当然，指导教师科学素养程度的高低也直接影响到能否准确发现物理学科竞赛苗子并将其培养为竞赛型选手。

所以，我们必须在实践的过程中不断探索和学习，并不断总结经验，不断学习新的知识来扩展、完善自己的知识体系。

参考文献：
1、《新编物理奥林匹克教程》湖南师范大学出版社罗维治
2、《中学物理教学论》湖南师范大学出版社罗维治
3、《谈高中物理竞赛指导》中学物理教学参考2001 谢宏
4、《联系实际解物理题》中学物理2002 李正安
2000年8月27日
如何选拔和培养高中物理竞赛苗子
学校：信宜中学
撰稿人：禹向荣
撰稿日期：2002年8月。