淺議物理學(xué)科中如何運用難題教學(xué)

姜龍

摘 要：物理教學(xué)中，習(xí)題課是教學(xué)的重要組成部分。教師在物理教學(xué)中把握好難題的選取和運用，可以更好地使學(xué)生鞏固舊知識，掌握新知識，培養(yǎng)思維的創(chuàng)造性和靈活性，掌握解決物理問題的方法，提高分析問題、解決物理問題的能力。如何運用難題上好習(xí)題課，提高教學(xué)質(zhì)量，該文通過實例探討了如何選取難題及注意事項。并從5個方面介紹了常用的難題教學(xué)手段。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué) 難題 選取與運用

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（b）-0216-02

習(xí)題是課程內(nèi)容的重要組成部分，而難題教學(xué)是習(xí)題教學(xué)的重要組成部分。教學(xué)活動中，怎樣運用難題教學(xué)并取得良好效果，提高教學(xué)質(zhì)量，值得我們認真探討。事實上，教師能否成功地運用難題教學(xué)，關(guān)鍵在兩點：一是運用哪些題，即選題；二是怎樣運用題，即運用手段。

1 怎樣選取難題

所謂難題，是指多數(shù)學(xué)生在特定時間內(nèi)難以完整解答的習(xí)題。難題大致可分為技巧性難題和綜合性難題兩類。

技巧性難題難在學(xué)生不易考慮到或容易忽視的某個關(guān)鍵點上，一且能找到這個關(guān)鍵點，問題即可迎刃而解。例如，“某物體在四個共點力作用下處于平衡狀態(tài)，若將其中的一個力Fl旋轉(zhuǎn) 90°。求這4個力的合力。若將Fl旋轉(zhuǎn)180°，結(jié)果又如何？”此題關(guān)鍵點在于，物體處于平衡狀態(tài)時Fl與其余3個力合力的大小相等，方向相反。清楚了這點，問題就變得很簡單了。

綜合性難題難在它往往包含著多個物理過程，且各過程間有著錯綜復(fù)雜的因果關(guān)系。解決此類難題，學(xué)生必須對已有知識有足夠扎實的基礎(chǔ)，對各物理過程及其關(guān)系有明確的認識，并具有一定的運用知識分析問題解決問題的能力。以下是一道綜合性題如圖1（a）所示。豎直致置的U型金屬框，處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，導(dǎo)體AB可緊靠框架無摩擦地上下滑動，并在滑動中永遠保持水平。若AB的質(zhì)量為m，有效長度為L，電阻為R，U型框電阻可忽略不計，求導(dǎo)體AB下落時所能達到的最大速度。該題包括的物理過程有：導(dǎo)體AB在重力作用下下落，隨著速度的增大，引起感應(yīng)電動勢E=BLv增大→感應(yīng)電流I=E/R增大→安培力F=BIL增大→當(dāng)F=G時，因其方向相反，AB受力平衡而做勻速直線運動，從而速度達到最大值。明確了物理過程，根據(jù)各量之間關(guān)系即可求解。

教學(xué)過程中，教師對難題的選取是難題教學(xué)的基礎(chǔ)。教師選題時，要突出“五性”，即科學(xué) 性、典型性、針對性、新奇性和適當(dāng)性。所謂典型性，就是題要具有代表性，要能起到舉一反三觸類旁通的作用；所謂針對性是指題要針對所授內(nèi)容，針對知識重點和難點，針對學(xué)生易混淆易出錯的知識點。所謂新奇性是指題要能引發(fā)學(xué)生興趣，激發(fā)學(xué)生強烈的求知欲和思維的興奮性。所謂適當(dāng)性是指題難易要適當(dāng)，不要過難，不要超綱，教師要充分考慮到學(xué)生的知識水平和解決問題的能力，以免挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。

以下是一道多變型習(xí)題，教師可針對不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容， 選用不同形式的變換。如圖1（b）所示，有一質(zhì)量為2 kg的物體自傾角30°的斜面頂端由靜止開始滑下，設(shè)物體與斜面間滑動摩擦系數(shù)為μ。（1）若物體勻速下滑，求摩擦系數(shù)μ；（2）若斜面光滑，即μ=0，求物體下滑的加速度；（3）若μ=0.3，求物體下滑的加速度；（4）若μ=0.3，要使物體產(chǎn)生1m/s2沿斜面向下的加速度，求沿斜面施加外力的大小和方向；（5）若μ=0.3，斜面高為5 m，求物體到達底端的速度。這是典型的斜面問題，設(shè)計了5種變換〈事實上還可設(shè)計更多的變換），教學(xué)時教師可根據(jù)教學(xué)進度和要求選用 。如學(xué)習(xí)了矢量合成和分解，可選（1）做練習(xí)，學(xué)習(xí)了牛頓運動定律，可選（2）、（3）、（4）做練習(xí)，學(xué)習(xí)了機械能可選（5）或其他變換來鞏固功能關(guān)系等知識。

總之，教師選題時，目的住要明確，不能信手拈來、盲目取題，否則難以達到理想的教學(xué)效果。

2 怎樣運用難題教學(xué)

選題是基礎(chǔ)，運用是關(guān)鍵。怎樣運用難題來進行教學(xué)，值得教師在課前認真思考。取用哪些題，取用哪種方式，要達到何種目標(biāo)，怎樣來實現(xiàn)這個目標(biāo)，教師應(yīng)做到心中有數(shù)。

我們的學(xué)生，正值好奇心強、求知欲強、精力旺盛、思維活躍的年齡，他們具有強烈的創(chuàng)造欲和成功欲 。因而在難題教學(xué)過程中，教師應(yīng)抓住學(xué)生的心理特點，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。讓學(xué)生有參與意識 ，想方設(shè)法吸引學(xué)生進入情境，從而發(fā)掘出學(xué)生潛在的智能。要實現(xiàn)這點，教師應(yīng)在教學(xué)手段上多加研究。

難題教學(xué)手段通常有以下幾種：課下思考式、 課堂討論式、教師講解式、課堂練習(xí)式或?qū)W生演板式 。

2.1 課下思考式

這種方式就是將較大難度的題留給學(xué)生在課下思考解答，因時間充分，利于學(xué)生充分思考或查閱資料，尋找出正確答案。例如，在講過平面鏡成像規(guī)律之后，可留給學(xué)生下面思考題“如圖1（c）所示，為垂直放置的兩個平面鏡，S為一點光源，問S能通過平面鏡呈幾個像，并畫出各像的位置”。采用這種形式時，題難度可適當(dāng)大些，綜合型、技巧型題均可。

2.2 課堂討論式

這種方式是教師在講課過程中，把問題出示給學(xué)生，讓學(xué)生討論后抽查解答。例如，在講“天然放射現(xiàn)象”一節(jié)時，讓學(xué)生討論產(chǎn)將鈾礦石放在一玻璃容器內(nèi)，然后密閉，幾天后容器內(nèi)發(fā)現(xiàn)了氦氣，怎樣解釋這種現(xiàn)象？在講“牛頓第二定律”一節(jié)時，讓學(xué)生討論產(chǎn)幾個大小和方向均不改變的共點力作用在物體上，物體可能的運動狀態(tài)有哪些？諸如此類的問題，難度不大，學(xué)生經(jīng)過幾分鐘討論，一般能夠解決。課堂討論形式，目的是使學(xué)生加深對一些問題的認識，澄清一些模糊問題，因時間較短，題不要太難，更不宜出綜合題。

2.3 教師講解式

這種方式多選用綜合性難題，學(xué)生在教師啟發(fā)引導(dǎo)之下，循序漸進，將所學(xué)知識運用掌握。運用這種方法教學(xué)時，教師應(yīng)注意加強對學(xué)生解題方法的培養(yǎng)，如極限分析法、類比法等。例如在直流電路習(xí)題課上，教師可選用下面習(xí)題講解“如圖1（d）所示電路中，當(dāng)變阻器Rl阻值減小時，伏特表和安培表讀數(shù)怎樣變化？”教師可先用常規(guī)解法分析解題，然后再介紹極限分析法求解。

2.4 課堂練習(xí)式或?qū)W生演板式

這種方式就是課堂上教師板示一些題讓學(xué)生練習(xí)，或抽學(xué)生在黑板上演板，從中發(fā)現(xiàn)問題予以糾正。采取這種方式時，教師選題難度要適當(dāng)小些，盡量簡捷明快，沒有過多計算，以作圖題或選擇題為宜。

以上介紹了常用的難題教學(xué)手段，事實上難題教學(xué)方法很多，教師應(yīng)根據(jù)具體情況靈活選用。順便指出，教師在難題教學(xué)過程中，還可以讓學(xué)生自編題或仿編題，鼓勵學(xué)生口頭或書面提出疑難問題，從而強化學(xué)生對物理知識和規(guī)律的掌握和運用。

總之，教師在物理教學(xué)中把握好難題的選取和運用，可以更好地使學(xué)生鞏固舊知識，掌握新知識，培養(yǎng)思維的創(chuàng)造性和靈活性，掌握解決物理問題的方法，提高分析問題、解決物理問題的能力 。

參考文獻

[1] 彭云雄.物理學(xué)習(xí)中的思維障礙及其克服方法[J].湖北師范學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2006（3）：116-118.