淺談高中物理習題教學中的“情景還原能力”的培養

侯君

【摘 要】 針對高中物理習題進行情景還原，讓學生在感受物理過程中建立物理模型，培養邏輯思維能力，加深對物理的實際性、情景性的體會，教師在習題教學中注重培養學生的情景還原能力，助于增強學生的學習興趣，提升學習的成就感，使學生提高學習的時效性。

【關鍵詞】 習題教學；情景；還原；物理模型；積極評價

【中圖分類號】 G63.23 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 2095-3089（2016）31-0-01

所謂物理情景是指物理問題經過理性思考后在人腦中形成的關于物理現象、物理過程等的反映，即表象。物理情景不完全等同于物理現象，它有兩層含義：一是具象，是人腦對具體物理現象形象化的反映；二是概象，是人腦對某一類物理現象經過抽象概括后形成的模型化的形象。在物理的習題教學中，將物理題目中的情景形象化，是學生形象思維和邏輯思維能力培養的重要途徑。

一、還原物理情景，讓學生體會物理過程，感受物理的思想方法

新課改理念，學生從“學會”轉變為“會學”，教師依據學生的年齡特點和認知特點，設計探索性開放新的物理情景，給學生提供自主探索的機會，讓學生具體的體會和感受中理解問題建立的過程，并通過物理規律解決問題。

例如：如圖所示，線拴小球在光滑水平面上做勻速圓周運動，圓的半徑是1m，球的質量是0.1kg，線速度v=1m/s，小球由A點運動到B點恰好是半個圓周。那么在這段運動中線的拉力做的功是（ ）

A.0 B.0.1J C.0.314J D.無法確定

解析：對“功”的理解中，“力和力方向上的位移的乘積”，一個力做功，需要在力的方向上有位移，而物體的實際位移“由初位置到末位置的有向線段”，這樣一來，物體圓周運動中恰好轉一圈位移就是零，小球做勻速圓周運動，線的拉力為小球做圓周運動的向心力，由于它總是與運動方向垂直，所以，這個力不做功。故A是正確的。

而題目：用水平拉力，拉著滑塊沿半徑為R的水平圓軌道運動一周，如圖所示，已知物塊與軌道間動摩擦因數為μ1物塊質量為m，則此過程中摩擦力做的功為___________。

對于一部分學生來說，容易直接通過判斷物體運動一周而斷定位移為零，即摩擦力做功也為零。這時，可以創設情景，把具體的物理問題放入現實生活中，老師或者同學在操場（圓形）上，用繩拉著輪胎在操場上運動（繩子水平拉輪胎），甚至用身體語言示范，摩擦力做不做功呢？繩子的拉力做不做功呢？學生通過經驗感知，容易“體會”到“累”，而做功的感受就顯而易“見”了，進而，引導學生采用“微元法”將整個過程分段處理，直到每段可以看做是直線，這樣全過程摩擦力做功就是摩擦力μ1mg乘以周長。

還原物理情景，貼近了學生的生活，容易在學生頭腦中形成表象，使學生易于接受，創設物理情景的過程，是一個豐富學生表象的過程。表象是思維的“細胞”，表象的積累是形象思維的基礎。學生可供想象的表象越多，學生的想象力就越強。豐富的想象力，才能使學生的思維從兒童的具體化的形象思維向成人的一般化的抽象思維遷移，從而提高學生的思維品質。因此，重視物理情景教學，就是重視開發學生的思維能力。

二、還原物理情景，在情景中建立物理模型，應用物理規律

物理習題教學中合理還原物理情境，有利于激發學生的學習興趣，引導學生觀察物理現象，深入分析物理問題，從而自然地導入新課，更好地突出重點、突破難點，并使學生逐步形成正確的物理思維方法和物理建模能力。

由于高中物理習題的綜合性、復雜性和多樣性特征，題中涉及的因素較多且相互交織在一起，問題的本質往往被表面現象所掩蓋，給解題造成了一定的障礙。從學生在解決新情境問題時的表現來看，較為突出的問題是：容易受表象因素干擾，不善于抽象出問題的本質特征，導致建立模型困難。這反映出理論聯系實際的教學確實是我們教學中的一個薄弱環節。

怎樣從錯綜復雜的實際問題中抽象出物理模型呢？這就需要對所給的信息進行提煉和加工，突出主要因素，忽略次要因素。通過思維加工，采用恰當的方法，找到新問題與熟悉的物理模型之間的聯系，使新信息與原有知識之間的聯系通道保持暢通無阻，就可以使新問題順利地實現模型化，構建起符合新情境的物理模型。

如以帶電粒子在復合場中的運動為素材背景，把目前世界上正在研制一種新型發電方式，即磁流體發電機的最新原理構建現代科技新情景，使學生從現代科技新情景中及時有效進行信息獲取和遷移，提高建構物理模型、學以致用的能力。磁流體發電機涉及知識點較多：二力平衡、電場力、洛侖磁力、勻強電場的場強公式、閉合電路的歐姆定律、閉合電路的路端電壓等。磁流體發電機結構原理如圖（1）所示，其平面圖如圖（2）所示。M、N為平行板電極，極板間有垂直于紙面向里的勻強磁場，讓等離子體平行于極板從左向右高速射入極板間，由于洛倫茲力的作用，正離子將向M板偏轉，負離子將向N板偏轉，于是在M板上積累正電荷，在N板上積累負電荷。這樣在兩極板間就產生電勢差，形成了電場，場強方向從M指向N，以后進入極板間的帶電粒子除受到洛倫茲力之外，還受到電場力的作用，只要，帶電粒子就繼續偏轉，極板上就繼續積累電荷，使極板間的場強增加，直到帶電粒子所受的電場力與洛倫茲力大小相等為止。此后帶電粒子進入極板間不再偏轉，極板上也就不再積累電荷而形成穩定的電勢差。

要求學生較強知識的綜合應用能力，能將通電氣體在橫向磁場中的流動等效為導體切割磁感線，從而產生感應電動勢，同時對磁流體發電所涉及的物理問題進行準確的分析，把導體切割磁感線，回路中的電流、電離氣體受力平衡、能量轉化與守恒等聯系起來，從不同角度進行綜合分析，在實際問題的解決中，構建物理現象的場景，建立模型，應用理論規律，拓寬視野。

三、還原物理情景，及時積極的課堂評價，使學生獲取成功感

培養學生“還原”物理情景能力，要求每一位學生主動去感知、去接受、去探求知識，這就需要每個學生都具有學習興趣。教師如何在習題教學中引導學生，使學生對面對的問題樂于探究？

首先，教師應注重個體差異，學困生被尊重的欲望要比其它學生強烈得多，若教師尊重他們、信任他們，他們會迸發極高的學習熱情，因此，哪怕他們只有小小的進步，教師都要充分肯定和鼓勵他們，同時應不失時機地指出努力方向。其次，教師應關注學生的個性差異，允許學生思維方式的多樣化和思維水平的不同層次。教師應尊重學生的想法，不急于評價各種做法，要引導學生比較各種做法的特點，選擇適合自己的做法。鼓勵解決問題策略的多樣性，并讓學生明確表達想法，強化合理判斷與理性溝通的能力，在師生、生生互動中建構物理知識。最后，物理情景通常是通過實物、音響、圖形、模型等形象化的東西創設的，解決物理問題時通過形象思維，運用經驗、表象、意象等，能迅速、準確地形成物理圖景。在高中物理習題教學中，特別應當重視課件、題目插圖和教學簡筆畫的應用。這些輔助教學對學生具有強烈的吸引力，誘發解題思路，順利實現由感性認識向理性認識的過渡。

通過習題中的情景還原，讓學生將一個個抽象的問題具體化，往往這個時候教師及時加入肯定的評價，讓學生有獲取認知后的成功的喜悅，從而對接下來運用已有的物理規律解決問題產生了信心，自然會取得不錯的成果。

現行高考物理考試說明中關于能力層次的要求中指出：能夠獨立地對所遇到的問題進行具體分析，清楚其物理狀態、物理過程的物理情景。在以教師為主導，以學生為主體的習題課堂教學中，更需要教師們耐心的為學生鋪設通往成功的階梯，通過引導學生養成還原物理情景的能力，在實際的物理情景中運用物理規律解決問題，獲得收獲成功的喜悅。同時將思維引領到新的高度，從而真正為未來生活服務。