以習題演練為基礎，以原始物理問題解決為升華

康賢明

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2017）12-0188-01

多年來，我國的中學物理教育一直被認為是應試教育。很多專家將矛頭指向題海戰術，認為罪魁禍首是物理題。甚至將中國本土沒有人獲諾貝爾物理獎的"罪過"也扣給中學物理教育。認為一切都是物理題害的，是因為學生做了太多物理題導致的。

有專家指出，"解決我國物理教育低效能的根本措施就是要在物理教育中打破習題教學一統天下的傳統局面，通過引進原始物理問題來逐步取代物理習題，從而達到提高物理教育效能的目的。"[1]專家認為傳統物理習題只有演算，并且要引進原始問題逐步取代物理習題。我認為這樣的看法有失偏頗，而且不合實際。

比如"某卡車在限速60km/h的公路上與路旁障礙物相撞。處理事故的警察在泥地中發現了一個小金屬物體，可以判斷，它是事故發生時車頂上一個松脫的零件被拋出而陷在泥里的。警察測得這個零件在事故發生時的原位置與陷落點的水平距離13.3m，車頂距泥地的豎直高度為2.45m。請你根據這些數據為該車是否超速提供證據。"解決本題，學生要選擇零件為對象，判斷零件做平拋運動，再利用平拋的規律求解。這樣的習題只有演算嗎？如果不能辨別出平拋模型，如何演算？老師指導學生解決這樣的習題是能只教演算嗎？所以說物理習題教學是與演算對應的具有可操作性的物理教育方式的說法是錯誤的。大多數的物理習題，如果不先找到模型，無法進行演算解題的。

選擇一個模型以后，把模型放在一個合適的條件當中，設置問題，就形成一個物理習題。物理題可以抽象出兩個部分：模型和條件，把模型和條件有機的結合起來。這是一個由簡到繁的過程。解決物理習題的操作過程，就是通過閱讀審題，從復雜化的問題中找出它的模型和特定條件，然后根據模型對應的規律以及條件所要求的，確定這道題數學運算方法。這是一個由繁到簡的過程。由此看來學生解決物理習題并非只有演算，物理習題教學也不僅僅是演算教學。

"所謂原始物理問題，是指自然界及社會生活、生產中客觀存在且未被加工的物理問題。"同物理習題相比，原始物理問題具有客觀真實性、生態性、隱蔽性、遷移性和開放性等特點。構成原始物理問題的背景信息往往來源于現實世界中或客觀存在的、或曾經發生過的、或可能發生的事件，其中一些量的賦值也都和客觀實際相符合，是對現實世界真實的反映或模擬，保持著物質世界的原始特點。[2]運用原始物理問題進行教學，能夠促進學生認知水平的發展，有助于對學生進行科學方法教育，有助于培養學生的物理學習興趣，有利于學生創新能力的培養。原始問題有這么多的功能，是不是可以拋棄傳統習題，以原始問題取代呢？

比如，1984年高考題"估算大氣的質量"。讓一個不具備專業物理素養的高中生做這樣的題目，學生能做出什么？高考命題組認為與這種試題類似的題目在高考中應用要十分慎重。這樣的考題區分度太低。所以我認為，用原始問題取代物理習題，從而達到提高物理教育效能的目的是不現實的。學生的學習是循序漸進的。如果提供給學生解答的問題處于學習的恐慌區，再好的問題也無法達到功效。沒有經過基本習題的有效訓練，很難解答具有開放性，條件不明的原始問題。

原始問題無法取代物理習題，但是也并非一無是處。現象是物理的本源。離開現象的物理題也不是好的物理題。如何將原始問題融入到習題中呢？新課程改革以來，很多物理題在這方面做了探索。大量的物理習題、試題都結合生活實際、結合科技前沿來命制。將原始問題轉化為典型的物理習題的過程具有獨特的教育價值。基于以上分析，筆者提出以習題演練為基礎，以原始問題解決為升華的習題教學模式。

在某科幻小說中讀到這樣的問題，挖一條貫穿地心的隧道，可以直接從中國直接到達阿根廷，從中國到達阿根廷的時間為42分鐘。筆者利用這一有趣的問題，編寫了下面幾題習題，用于高三物理復習課教學。

1.已知地球半徑為R，地球密度為ρ，求：地球的第一宇宙速度。

2.假設地球是一半徑為R、質量分布均勻的球體.一礦井深度為d.已知質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零.礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為多少？

3.滿足回復力與位移成正比的運動稱為簡諧運動。光滑水平面上，輕彈簧一端固定在豎直墻壁，另一端連接一質量為m的物體，將物體拉開使彈簧伸長，由靜止釋放物體，試證明物體的運動是簡諧運動。

4.設地球是一個密度均勻的球體，已知質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零，如果沿地球的直徑挖一條隧道，將物體從此隧道一端由靜止釋放剛好運動到另一端，不考慮阻力，畫出在此過程中關于物體的運動速度v隨時間t變化的關系圖象。

5.假定地球是一個均勻球體，沿直徑挖一條隧道。甲從隧道一端由靜止跳入隧道，同時乙以第一宇宙速度沿垂直隧道直徑方向出發，問誰先到達地球另一端？

在這套復習題中，前4題是基礎習題，第5題是原始問題。學生通過這幾道基礎習題的演練，可以回憶起幾個基本的物理模型，對解決第5題奠定了基礎。

從應試教育向素質教育轉變，是物理教育本性的回歸，是物理教育的正本清源問題。現實是我們無法回避應試，那是不是教學生應試的過程就沒有素質教育呢？學生在學會應試的過程中必然會提高素質。關鍵是如何指導學生進行應試。教師需要做的是如何在教學生應試的過程中做到素質教育。

參考文獻：

[1]邢紅軍、陳青梅，論原始物理問題的教育價值及其啟示[J]，課程教材教法，2005年1月，

[2]于克明.談"原始問題"與能力培養[J].大學物理，1997，（5）.