習題教學中要重視過程分析能力的培養(yǎng)

習題教學是高中物理教學中極其重要的一部分，是教學效果反饋的重要渠道。在多年的教學實踐中我們感到，即使師生常年在習題中摸爬滾打，但提高學生解答創(chuàng)新題的能力依然是個難題。學生在考試中對經(jīng)常講的題能解答，但對情景新穎的創(chuàng)新題根本無法下手，有的甚至連題目都看不懂。出現(xiàn)這種現(xiàn)象，我們認為與平時習題教學中，只求答案，不重視過程分析，有著直接的關系。

其實，在物理習題課教學中，重視過程分析，讓學生知道為什么要這樣做，為什么要這樣分析。對培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，把學生從題海中解脫出來，讓學生在學習上收到事半功倍效果，都具有重要意義。重視物理過程分析能力的培養(yǎng)，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力有著積極的作用。

【例1】 （2010年浙江省理綜第23題）

如圖1所示，一矩形輕質(zhì)柔軟反射膜可繞過O點垂直紙面的水平軸轉(zhuǎn)動，其在紙面上OA的長度為L1，垂直紙面的寬度為L2。在膜的下端(圖中A處)掛有一平行于轉(zhuǎn)軸，質(zhì)量為m，長為L2的導體棒使膜繃成平面。在膜下方水平放置一足夠大的太陽能光電池板，能接收到經(jīng)反射膜反射到光電池板上的所有光能，并將光能轉(zhuǎn)化成電能。光電池板可等效為一個電池，輸出電壓恒定為U；輸出電流正比于光電池板接收到的光能(設垂直于入射光單位面積上的光功率保持恒定)。導體棒處在方向豎直向上的勻強磁場B中，并與光電池構成回路，流經(jīng)導體棒的電流垂直紙面向外(注：光電池與導體棒直接相連，連接導線未畫出)。

圖1

(1)若有一束平行光水平入射，當反射膜與豎直方向成θ＝60°時，導體棒處于受力平衡狀態(tài)，求此時電流強度的大小和光電池的輸出功率。

(2)當θ變成45°時，通過調(diào)整電路使導體棒保持平衡，光電池除維持導體棒力學平衡外，還能輸出多少額外電功率？

在考后的分析統(tǒng)計中，本題學生的得分率非常低。得分率低的原因是學生看不懂題目，不懂得把原題轉(zhuǎn)化

為熟悉物理模型。其關鍵問題在于學生不懂得過程分析，缺少了分析具體問題的能力，碰到問題只是在腦海中搜索做過的題目，看看有沒有對上號的，進行“簡單機械照搬”。因此，遇到像本題一樣情景新穎的題目就束手無策了。

仔細分析本題物理情景，可發(fā)現(xiàn)有幾個創(chuàng)新：第1新，新在用平面膜代替了以前常見的導軌；第2新，用光電池板接收膜的反射光產(chǎn)生的電流作為以前常見的確定電源的電流；第3新，把以前固定角度的問題變?yōu)榭梢愿淖兘嵌鹊膯栴}。連續(xù)三個創(chuàng)新使學生搜索不到了老師講過的原題。結果自然就做不下去了。其實認識了這三個創(chuàng)新，通過分析就可以把這道題作如下簡化處理(見圖2)。

圖2

相信當分析到第三個等效圖時，絕大多數(shù)的考生都會做出正確解答。這從側面反映了物理習題教學中存在：“忽視了解決問題時，過程分析的能力培養(yǎng)”的問題。經(jīng)常看到有的教師在解決一個難題時，不是教會學生如何分析過程，而是把解答過程很詳細的抄在黑板上。這樣的結果就是學生最多只會機械記住解題的過程，考試時又機械地照搬答案。因此，對類似這樣的創(chuàng)新題型就不會分析過程了，有的甚至連題目都看不懂。

過程分析是正確解決問題的關鍵。提高學生這方面的能力，己成為我們提高學生解決實際問題能力的首要任務，也成為在高考物理中取勝的關鍵。物理教學中我們應該重視學生過程分析能力的培養(yǎng)。在平時的習題教學中采用不同的方法，培養(yǎng)學生這方面的能力。這里結合幾個例子來說明如何培養(yǎng)學生的過程分析能力，以其達到拋磚引玉的作用。

1.過程分析之一——實物情景還原再現(xiàn)，構建物理過程

高中物理中，許多物理問題的設計都源于生產(chǎn)生活的實際，這一類題型情景新穎，是考查學生解決實際問題能力的好題。

【例2】 跳起摸高是學生經(jīng)常進行的一項活動，某同學身高1.80cm，體重65千克，站立舉手達到2.2米，他用力蹬地，0.4秒豎直離地跳起，設他蹬地的力大小恒為1300牛頓，則跳起后可摸到的高度為多少？

這是學生常見，也經(jīng)常參與的體育活動。然而許多學生碰到這個問題時，卻不能利用條件解答。教師在分析這個問題時，可以讓學生在課堂上完成這一動作，展示出實際情景，細心體會這一過程：人要跳起必先蹲下，此時重心下降(圖3中a所示)，然后用力蹬地，重心由于受到向上的合外力，從靜止開始加速上升；上升h位移時，身體伸直，腳剛要離開地面(圖3中b所示)，人獲得一個初速度；離開地面后人只受重力作用，開始做豎直上拋運動，上升H位移時，人的速度為零，達到最高(圖3中c)，此時手伸直觸摸到最高點。

圖3

通過這種具體場景回放，幫助學生構建物理過程模型：人起跳必先下蹲，重心先下降，在蹬地的恒力作用下重心開始勻加速上升(時間為0.4秒，F(xiàn)合=FN-mg，初速為零，求離地瞬間速度vt=?)，雙腳離地時速度最大，然后做勻減速上升(初速為vt，F(xiàn)合=mg，末速度為零。求H=?)。接下來的方法就是用熟知的物理公式計算。

學生有了過程分析的體會，在以后遇到類似問題時，就能模仿這一“過程”，把問題情景建構成過程模型，將過程模型所遵循的物理規(guī)律建構成數(shù)學模型，最終解決問題。

2．過程分析之二——類比場景，化抽象為具體

【例3】 國慶閱兵式上，我國新型戰(zhàn)斗機水平飛越北京天安門上空。已知在該位置，具有一個斜向下的地磁場分量。則以說法正確的是（ ）。

A.飛機由南向北飛，駕駛員左側機翼電勢高

B.飛機由北向南飛，駕駛員左側機翼電勢低

C.飛機由東向西飛，駕駛員左側機翼電勢低

D.飛機由西向東飛，駕駛員左側機翼電勢高

該題中和方向有關物理量有：磁場方向、飛機飛行的方向、機翼切割的方向、駕駛員方位等，所給情景抽象又復雜。對學生的空間想象力提出了很高的要求。同時由于考試空間、時間的限制，學生不可能駕駛飛機現(xiàn)場體驗，但通過場景模擬，可以化抽象為具體，化復雜為簡單。

例如，分析A選項時，可這樣引導學生進行過程分析。想象一下，你自己就是一個戰(zhàn)斗機駕駛員，你的前面就是北方，你正在向北飛行，有一個豎直向下的地磁場分量正從你的頭頂穿下來。此時，伸開你的兩臂作為飛機的機翼，它正在向前切割豎直向下的磁場，應用右手定則，可以判定，電流從你的右側流向左側。根據(jù)內(nèi)電路特點，左側電勢較高，A正確。其他各項可參照此方法進行判斷，B、C錯，D正確。

有了這種場景的類比，化抽象為具體。教育心理學認為，人們對眼前能看見的事物感知能力要比用抽象語言描述的事物敏感得多，更便于人們接受和理解。再比如，空間中三維直角坐標，在教學中可用教室中三個互相垂直的墻角線作為x、y、z的三個坐標軸，有了看得見的實物場景，學生能夠很快地接受。因此對于類似的復雜場景，教師可以引導學生用類比的方式進行過程分析。

3.過程分析之三——構建模型，觸類旁通，并舉一反三

【例3】 如圖4，AO是橡皮繩，BO為不可伸長的細繩，A、B點固定在木板上，木板豎直放置。繩OC穿過定滑輪，其下端懸吊一個砝碼。此時O點到達某一位置。問：如果在任意改變定滑輪的位置，是否可以找到不在OC直線上的另一處，也能使結點O到達原來的位置？

【例6】 如圖5所示，把一個籃球用網(wǎng)兜掛在豎直墻壁上，當懸掛繩子變長時，分析豎直墻對球的彈力和繩子對球的拉力的變化情況。

圖5 圖6

分析以上兩題，我們發(fā)現(xiàn)雖然題目情景不同，但有一個共同特點：物體處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)改變其中某個因素，破壞原有平衡，分析在使物體重新達到平衡狀態(tài)的過程中，各力的變化情況。為幫助同學們能順利解決此類問題，在過程分析的基礎上，可引導學生建立物理模型。

模型：物體受到多個(一般為三個)力作用而處于平衡狀態(tài)，保持某個力大小和方向以及另一個力的方向不變，分析第三個力的大小和方向及另一個力的大小變化情況。

解決方法：畫受力分析圖，找出不變量，從三角形中尋找制約關系(分別見圖7、圖8)。至此類似的受力分析題學生就能輕松作答。

圖7 圖8

提高學生解決創(chuàng)新問題的能力，必須重視習題教學的過程分析。過程分析的方法、途徑多種多樣，這需要教師引導學生具體問題具體分析，選用合適的分析方法，避免機械照搬，簡單重復。學生學會了過程分析，就可以把創(chuàng)新問題化抽象為具體，抽絲剝繭，構建模型，還原轉(zhuǎn)化。這樣一來，學生解決實際問題的能力就有了質(zhì)的飛躍。讓學生體會到物理世界豐富而精彩的一面，從而激發(fā)學生學習物理，研究物理的濃厚興趣。

參考文獻

韓濤.對高中物新課程習題教學的一點思考［J］.中學物理教學參考，2011(3).

(責任編輯 易志毅）