物理習題課教學中啟發(fā)性原則的應(yīng)用

常俊波

啟發(fā)性原則的精神是在教師的引導下，調(diào)動學生的主動性使他們通過自己的獨立思考，在領(lǐng)會和掌握知識的同時開發(fā)智力，特別是思維能力，本文以習題課教學為例對啟發(fā)性原則的應(yīng)用做一些初步探討。

習題課是復習課中的一種常見類型，單一的一個習題，往往涉及面較窄，概括不全面，很難達到舉一反三，觸類旁通的目的。為了培養(yǎng)學生的能力，我在習題課教學中很注重啟發(fā)性原則的應(yīng)用。

一種做法是：一節(jié)習題課，精選一個有多中解法的例題，讓學生自己去解，在教師的啟發(fā)下，鼓勵多種解法，然后教師小結(jié)，用分析法啟發(fā)學生得出多種解法的思路。例如，普通高中課程標準實驗教科書（物理選修3-1）第34頁，帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)的例題。講完課本上的解法后，可進一步啟發(fā)學生尋求新的解法。經(jīng)他們認真分析題目給出的物理過程后，能總結(jié)出：除了用運動學規(guī)律求解電子離開電場時的速度V以外，還可以利用動能定理或包括動能和電勢能在內(nèi)的能的轉(zhuǎn)化和守恒定律求出電子離開電場時的速度V，然后由三角函數(shù)關(guān)系，求出電子偏離原來方向的角度α。除進行一題多解外，并通過讓學生試著改變已知條件或通過改變已知量和待求量間的關(guān)系，把該題變成多個有意義的題目，進行一題多變。例如，在學生對較簡單的例證理解的基礎(chǔ)上，通過開拓思路，從不同側(cè)面提出問題或配置對比題加以適當?shù)难a充和擴展，以取得好的效果。

另一種做法是：一節(jié)習題課，列出多個同類題，在教師啟發(fā)下，進行多題歸一和異中求同的訓練。例如：復習碰撞時，在教師的適時引導下，通過學生的討論，不僅要使學生知道光滑水平面上兩鋼球的相互作用過程為碰撞過程，還要是學生理解穿在同一水平絕緣桿上的兩帶電小球間的相互作用過程；及處在勻強磁場中的水平導軌上的兩金屬棒間的相對運動過程等均可視為碰撞過程。通過這類問題的教學，啟發(fā)學生學會善于抓住事物本質(zhì)，善于異中求同的歸納問題的方法。

再一種做法是：綜合題的教學過程中，分析是主要的，解答是次要的。在分析過程中主體應(yīng)是學生，教師只能起主導作用，怎樣才能真正起到主導作用呢？備課時精心設(shè)置問題情境，適時點撥關(guān)鍵，啟發(fā)思維，只有這樣才能真正突破學生的思維難點。

例：在光滑水平面上，有一質(zhì)量m1=50Kg的小車，通過幾乎不可伸長的輕繩與質(zhì)量m2=25Kg的足夠長的拖車連接，質(zhì)量m3=15Kg的物體在拖車的長木板上，與平板間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，開始時，物體和拖車靜止，繩未拉緊，小車以3m/s的速度向前運動。求：

三者以相同速度前進時速度的大小。

到三者速度相同時，物體在平板車上移動的距離。

設(shè)置問題如下：

1.從開始到三者以同一速度前進共包含了幾個物理過程？

學生討論熱烈，但不少學生易忽視繩子繃緊這一隱含過程。

教師小結(jié)：此題包含四個物理過程。第一個過程：小車勻速運動到繩繃緊之前；第二個過程：繩子繃緊的過程；第三個過程：m3相對小車和拖車的運動過程；第四個過程：三者共同勻速運動的過程。

2.第二個過程的時間長還是短？此過程中以整個系統(tǒng)為對象動量是否守恒？以小車和拖車組成的系統(tǒng)為對象動量是否守恒？此過程結(jié)束時，物體m3的運動情況怎樣？

學生展開討論，但此過程學生難以理解，為該題難點所在。故此間需以教師點撥小結(jié)為主。

教師小結(jié)：在繩繃緊過程中，小車和拖車通過繩子相互作用且相互作用時間極短，實為一種完全非彈性碰撞。若以系統(tǒng)為對象，所受外力的合力為零，動量守恒；若以小車和拖車組成的系統(tǒng)為對象，在此期間雖然拖車受物體m3的摩擦作用，但因該過程時間極短，且摩擦力遠小于繩子中的張力，仍可認為小車和拖車組成的系統(tǒng)的動量守恒。同樣的思路可得出該過程結(jié)束時m3的速度為零。這是對實際情況的高度近似，是把物體所處的條件理想化的方法，是物理學研究問題的方法之一。該過程滿足：m1v0=（m1+m2）v1，v1是繩繃緊時小車和拖車的速度。

3.要求物體在平板車上移動的距離，應(yīng)研究哪個過程？該過程涉及的是時間還是位移？優(yōu)先考慮什么規(guī)律？

對該問題大多數(shù)同學經(jīng)分析能由系統(tǒng)的動量守恒及對物體m3和拖車（包括拖車）分別由動能定理列方程解出。

教師小結(jié)：第三個過程涉及的是相互作用的m3與平板車之間存在相對位移的問題，優(yōu)先考慮兩大守恒定律。

4.第三個過程中，系統(tǒng)克服一對摩擦力做功，而損失的機械能轉(zhuǎn)化成了什么形式的能？怎樣來量度其大小？

學生展開討論，但應(yīng)注意摩擦生熱問題亦是本題的又一難點。

教師小結(jié)：Q=f地l相對=μm3gl；系統(tǒng)動量守恒：m1v0=（m1+m2+m3）v系統(tǒng)能量守恒：μm3gl=1/2（m1+m2）v12-1/2（m1+m2+m3）v2。

在教學中，只是激發(fā)學生思維的積極性還不夠，還要通過教師精心設(shè)計教學過程使學生把握正確的思維方法，從而提高課堂效率。

【責編 張偉飛】