物理習題課摭型

摘 要：本文通過對思路型、規(guī)范型、問題型和開放型等四種習題課型的闡述，以期能改變習題課教學的單一性，提高習題課教學的效率，讓學生學會分析和解決物理問題的思想與方法。

關鍵詞：課型；習題課；思路型；規(guī)范型；問題型；開放型

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A文章編號：1003-6148(2007)1(S)-0024-3在物理教學中，以指導學生進行物理練習為主的課叫做習題課。物理習題課教學是教師指導學生運用理論知識解決實際問題的起點，在解答物理習題的過程中，學生的思維活動處于十分集中和積極的狀態(tài)，這時，他們憑借自己的力量去克服困難，聚精會神地尋找解決問題的途徑，綜合運用所學的知識和方法，對問題進行科學的想象、分析與綜合、判斷與推理，并運用數(shù)學知識和方法求得解答。所以，處理物理習題的過程是學生創(chuàng)造性勞動過程，是鍛煉堅強意志的過程［1］。筆者根據(jù)多年的教學經(jīng)驗，總結出四種習題課型，旨在幫助學生建立解決問題的思想，獲得解決問題的正確方法，促進由知識向能力的轉化。

1 “思路型”習題課

“思路型”習題課是指在習題課教學中，教師引導學生認真分析題中所涉及的物理對象、現(xiàn)象和所進行的物理過程，分析它們所處的狀態(tài)和條件，在頭腦中形成清晰的物理圖像。它包含“找尋關鍵詞”、“構建物理模型”、“歸因解題方法”等過程。在物理習題教學中，“思路型”習題課占主導地位。

1．1 找尋關鍵詞

習題中的關鍵詞一般來說指明了解題思路，準確地找出關鍵詞就能突破思維障礙，也是快速、準確地解決問題的關鍵。關鍵詞分為“情景性關鍵詞”和“暗示性關鍵詞”。

情景性關鍵詞用來描述問題的情景，關系到解題的正確率，例如，平面類：豎直平面、水平面、斜面；接觸面類：光滑的、粗糙的；初狀態(tài)類：無初速、從靜止開始、初速度為；方位類：中央、平行于、沿邊緣、水平向右、與豎直方向的夾角；軌跡類：直線、圓周、拋物線……

暗示性關鍵詞中隱含著一些重要信息，從這些關鍵詞中能梳理出解題的思路。例如，表現(xiàn)極端情況的：剛好、恰能、最多、至少等，這里隱含著相互作用的兩物體速度相等，物體末狀態(tài)速度為零，物體此時受力平衡，物體間的彈力為零（圓周運動中繩的拉力、對平面的壓力）；表示運動類型的：勻速運動暗示著受力平衡，勻變速運動暗示著F合=ma，勻速圓周運動暗示著F法合=F向，（類）平拋運動暗示著可以分為勻速直線運動和初速度為零的勻加速直線運動考慮；表述特殊關系的：機械振動和機械波中的“時間”可能是四分之一周期的整數(shù)倍，“距離”可能是四分之一波長的整數(shù)倍，圖像中圖線與橫坐標、縱坐標的“交點”，兩條圖線的“交點”……

1．2 構建物理模型

物理現(xiàn)象和物理過程是復雜的，如果我們把所有的因素都毫無遺漏的考慮進去，那么勢必增加研究分析問題的難度。因此，我們從題干的信息中提取關鍵詞，化零為整，與熟悉的物理知識聯(lián)系起來，并對題中涉及的物理過程和物理狀態(tài)進行分析，將復雜具體的物理世界用簡單、抽象、恰當、理想的物理模型來描述。

建立一個清晰簡潔的物理模型往往是解題的關鍵，常見的構建方式有以下幾種：（1） 明確研究對象，建立對象模型。解決物理問題，首先要明確研究對象，通過對研究對象的合理抽象，以達到解題目的。例如，對流體問題，通常取t時間（或單位時間）內(nèi)的量。（2）把握過程實質，建立過程模型。明確題中所描述的物理現(xiàn)象和物理過程，建立正確的物理情景，是順利解題的關鍵。（3）抓住過程細節(jié)，突破復合模型。通過分析物理過程來抓住過程細節(jié)，正確劃分過程階段，還原相應的基本模型。（4）突出本質特征，建立等效模型。通過仔細分析題述條件，抽象出整個過程的本質特征，再用簡捷的等效模型替代那些真實地、復雜的物理情景，從而使復雜問題的求解過程得到優(yōu)化。

1．3 歸因解題方法

通過對關鍵詞的分析和物理模型的構建，基本的解題思路就比較清晰了，解題的過程實質上是用數(shù)學表達式或圖像對題述過程進行簡潔的再現(xiàn)。下面以動力學問題為例，分析解決這類問題的方法。解決動力學問題，一般有三種途徑：（1）牛頓第二定律和運動學公式(力的觀點)，用來研究某一物體所受力的瞬時作用與物體運動狀態(tài)的關系(或涉及加速度)。（2）動量定理和動量守恒定律(動量觀點)，用來研究某一物體受到力的持續(xù)作用發(fā)生運動狀態(tài)改變時，一般選用動量定理；若研究的對象為一物體系統(tǒng)，且它們之間相互作用運動狀態(tài)均發(fā)生變化時，優(yōu)先考慮動量守恒定律。（3）動能定理、機械能守恒定律、功能關系、能的轉化和守恒定律(能量觀點)： 涉及功和位移時優(yōu)先考慮動能定理；涉及不同性質的力做功、多種能量相互轉化或出現(xiàn)相對路程時一般用功能關系、能的轉化和守恒定律來解決。以上這三種觀點俗稱求解動力學問題的三把“金鑰匙”，有些問題，用到的觀點不只一

個，特別像高考中的一些綜合題，常用力的觀點、動量觀點和能量觀點聯(lián)合求解，因此，三種觀點不能絕對化。

2 “規(guī)范型”習題課

所謂“規(guī)范型”習題課，簡單地說，就是在習題課的教學中，讓學生解題時按一定的規(guī)格、格式進行。通過教學，使學生的解題過程達到：書寫整潔，表達清楚，層次分明，結論明確。有計劃地進行“規(guī)范型”習題課教學，能培養(yǎng)學生思維的嚴密性，處理問題的嚴謹性。

規(guī)范化解題過程通常包括以下幾方面：（1）指明研究對象（個體還是系統(tǒng)）；（2）根據(jù)題意準確畫出受力圖、運動示意圖、電路圖、光路圖或有關圖像；（3）指明物理過程及始末狀態(tài)，包括其中的隱含條件或臨界狀態(tài)；（4）指明所選取的正方向或零位置；（5）物理量盡量用題中給定的符號，需自設的物理量要用規(guī)范符號并說明其含義。例如，支持力FN，摩擦力Fμ、電動勢E等；（6）列方程式時指明所用物理公式（定理、定律、規(guī)律等）的名稱、條件和依據(jù)，并用“由……定律得……”“據(jù)……定理得……”以及關聯(lián)詞“因為……所以……”“將……代入……”“聯(lián)立……”句式表達；（7）帶入題給數(shù)據(jù)時注意轉化為SI制中的單位，矢量用正負號區(qū)別不同的方向；（8）求得的最終結果要有準確的數(shù)字（有效數(shù)字）和單位，矢量要標明方向；（9）最好對問題的結果適當進行討論，說明其物理意義。

3 “問題型”習題課

“問題型”習題課型是指教師利用某一特定的情境，展示各種不同類型的問題，從不同的側面揭示事物的本質和區(qū)別，使學生從多角度去認知某一物理現(xiàn)象或物理過程，并善于把它們綜合為整體認識，創(chuàng)造性地運用所學的知識和方法去適應新的情況，探索新的問題，使自己的視野不斷拓寬。

例如，在復習“萬有引力”這部分內(nèi)容時，利用“神舟六號”載人飛船的成功發(fā)射和回收這一情境，筆者設計了八類問題：（1）勻速圓周運動問題；（2）求解加速度問題；（3）牛頓運動定律應用問題；（4）動量問題；（5）能量問題；（6）變軌問題；（7）同步問題；（8）探測問題［2］。每一類問題中又設置若干小問題，這些問題幾乎涵蓋了所有與萬有引力有關的知識，涉及的知識面非常廣。“問題型”習題課型的教學設計，可以避免教師在習題課的教學中情景變化繁多，問題缺乏針對性，以致學生的思維跳躍非常大，甚至無所適從，教學效果一定程度上變得不可控制和難以估測。

4 “開放型”習題課

所謂“開放型”命題，是指題設條件、解析策略或題目結論具有開放性(多元而不惟一)特點的命題。“開放型”習題課型的的設計需要教師有扎實的基本功和豐富的內(nèi)涵，課堂教學中能充分體現(xiàn)教師的主導作用和學生的主體地位。

傳統(tǒng)的物理習題條件完備、結論明確，題目條件一般只蘊含著惟一結果，稱為封閉性問題。相反，開放性問題則是使題目條件不完備(題目條件對結果來說不充分)或使題目結論不明確(不提結論僅指探索的方向或范圍)，從而使題目條件蘊含多種結果。開放性命題在題目情景的設計上，入門易深入難，在問題的設計上，留給學生充分發(fā)揮個性的思維空間。開放性試題頻現(xiàn)于近幾年高考試卷中，向傳統(tǒng)的命題及備考方式提出了新的挑戰(zhàn)，要適應該類試題，必須摒棄傳統(tǒng)的“題海戰(zhàn)術”，充分發(fā)揮學生學習潛能，培養(yǎng)良好的發(fā)散思維能力。

例如，在復習“電磁場知識的實際應用”這一部分內(nèi)容時，筆者向學生出示圖1，并相繼提出一系列問題：（1）大量的等離子體源源不斷的沿與極板平行的方向飛入勻強磁場，會出現(xiàn)什么情況？能派上什么用場？從而引出“磁流體發(fā)電機”。（2）能將等離子體換成液體嗎？如何測量管道中強酸、強堿、污水等人體不宜直接接觸的液體的流速v？如何測量它們的流量Q=ΔVΔt？讓學生設計測量方案，從而引出“電磁流量計”（圖2所示為學生設計的測量方案簡圖）。（3）如何從運動方向相同而速率不同的帶電粒子中選擇某一速度的粒子？這一速度如何調(diào)節(jié)？從而引出“速度選擇器”。（4）如何測量帶電粒子的質量？如何分離同位素？從而引出“質譜儀”。

處理這類問題的基本流程是：第一，仔細全面審題，從題目的背景中，全面有效地獲取信息：如題設條件，題中信息材料(或數(shù)據(jù)、或表述、或公式、或圖表)、題目設問等，將信息進行篩選、加工，并與已有的知識系統(tǒng)對接，在此基礎上，深刻剖析其中的物理情景及物理過程。第二，在弄清物理情景的基礎上，尋找問題的切入點(亦即思維發(fā)散點)，通過思維發(fā)散探索解題依據(jù)(如公式、定理、定律等)及解題途徑。

教師在習題課教學，特別是在高三復習課的教學中，應根據(jù)教材內(nèi)容的特點和學生對教材掌握的具體情況，靈活選用相應的、講求實效的習題課型，通過教師的積極引導和學生的獨立鉆研與總結，就可以讓學生逐步學會分析、處理、解決物理問題的思想和方法，為進一步探索新知識、解決新問題開辟了更廣闊的道路。

參考文獻：

［1］閻金鐸 田世昆．中學物理教學概論．北京：高等教育出版社，2005年1月

［2］張忠一．“萬有引力”教學淺探．中學理科，2006，（8）：47

(欄目編輯黃懋恩)

<注>：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文