巧用習(xí)題教學(xué)啟迪學(xué)生思維

李世陽

摘 要：本文通過高中物理教學(xué)案例來談習(xí)題教學(xué)啟迪學(xué)生的思維。一題多問和一模多變、以及疊加法都是習(xí)題教學(xué)啟發(fā)學(xué)生思維的重要手段。教師要以基礎(chǔ)題為習(xí)題課的引入點(diǎn)，再通過變式不斷深挖，從而提高習(xí)題教學(xué)的實(shí)效。

關(guān)鍵詞：高中物理；習(xí)題教學(xué)；啟迪；思維

近年來全國高考物理試題越來越重視考查學(xué)生的核心素養(yǎng)，特別注重學(xué)生思維能力的考查。物理教學(xué)中教師要根據(jù)教學(xué)實(shí)際有意識地培養(yǎng)學(xué)生建構(gòu)理想模型的意識和能力。習(xí)題教學(xué)是學(xué)生提高學(xué)習(xí)成績的重要平臺，習(xí)題評講課中教師要給予學(xué)生充裕的時間思考并引導(dǎo)學(xué)生參與交流。當(dāng)學(xué)生出現(xiàn)困難時，教師要引導(dǎo)學(xué)生嘗試用科學(xué)思維方法去解決。本人聽課中發(fā)現(xiàn)有不少老師在高中物理習(xí)題教學(xué)中還是滿堂灌，不注重學(xué)生思維能力培養(yǎng)，甚至有些老師不懂如何入手去培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。因此本人結(jié)合近年來的高中物理教學(xué)來談?wù)勅绾卧谄綍r的習(xí)題講評中啟迪學(xué)生思維。

1 巧用一題多問發(fā)散學(xué)生的思維

物理建模能力是高考物理考查的重點(diǎn)。習(xí)題教學(xué)中通過物理模型來發(fā)散學(xué)生的思維，在幫助提升學(xué)生解題能力的同時，要用心尋找激發(fā)學(xué)生思維的切入點(diǎn)。教學(xué)中教師不可能像公開課一樣每節(jié)習(xí)題講評課都精心準(zhǔn)備學(xué)案，但是在講評練習(xí)時要根據(jù)學(xué)情，精心挑選合適的題目發(fā)散學(xué)生思維。一題多問模式是充分利用學(xué)生練習(xí)中物理模型題，通過不同的設(shè)問來啟發(fā)學(xué)生的思維。現(xiàn)在以下面例題的教學(xué)為例。

例1：如圖1所示，一個滑塊從斜面的P點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，最終停在水平面的Q點(diǎn)。已知滑塊的質(zhì)量為m， P點(diǎn)離BQ水平面的高度為h，PQ的水平間距為s。若所有接觸面的動摩擦因數(shù)相等，那么動摩擦因數(shù)為多少？

本題是動能定理在高一物理必修二練習(xí)冊中一種基礎(chǔ)模型。高一動能定理例題講評后，批改學(xué)生課后作業(yè)時發(fā)現(xiàn)還有很多學(xué)生對這種類似的題目還是稀里糊涂的，究其原因是學(xué)生對本模型理解不到位，解題的思維沒有跟上。為了提高學(xué)生這種題的解題能力，本人在教學(xué)中做了如下的拓展。

1.1 增加設(shè)問，探索應(yīng)用

在原題基礎(chǔ)上增加設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，探索動能定理的應(yīng)用。設(shè)問：若用力將滑塊從Q點(diǎn)再拉回到P點(diǎn)，則拉力至少需要做多少功？通過設(shè)問改變，激發(fā)學(xué)生思考有哪些過程、分析受的力、如何列出關(guān)系式。講評原題時基本上學(xué)生都說會做了，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)沒有組織思考分析的班級學(xué)生，增加的設(shè)問方程式列的亂七八糟。說明在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生思維、規(guī)范學(xué)生解題有助于提升學(xué)生的解題能力，同時通過增加設(shè)問也有效檢測知識應(yīng)用情況并培養(yǎng)學(xué)生的解題習(xí)慣。

1.2 改變條件，提高思維

原題基礎(chǔ)上改變條件，設(shè)置設(shè)問，激發(fā)學(xué)生思考。設(shè)問：如圖2所示改為PD斜面，仍由靜止釋放，所有接觸面的動摩擦因數(shù)不變，問滑塊能否到達(dá)Q點(diǎn)？若能到達(dá)Q點(diǎn)的速度為多少？改造后增大了思維難度。原來情景的基礎(chǔ)上略作變化后，很多學(xué)生不知所措。課堂上組織學(xué)生討論、交流。首先問學(xué)生滑塊能不能沿斜面下滑？交流后得到通過力學(xué)判斷滑塊能夠下滑。然后問能不能到達(dá)Q點(diǎn)？通過提問交流，統(tǒng)一認(rèn)識先假設(shè)能到達(dá)Q點(diǎn)。學(xué)生根據(jù)過程列式，并經(jīng)過數(shù)學(xué)分析得到結(jié)果。學(xué)生經(jīng)歷這些過程，思維得到很好的鍛煉。

通過簡單的增加設(shè)問，學(xué)生整個思維得到很好的發(fā)散。經(jīng)過一系列問題思考的學(xué)習(xí)過程，今后這種模型的題更得心應(yīng)手，同時可以遷移到其他模型分析更能積極思考尋求方法解決問題。通過這種模式的教學(xué)，學(xué)生熟悉了受力分析、過程分析、列式、條件判斷等一系列過程，可以讓學(xué)生的解題規(guī)范起來，解題的切入點(diǎn)也清晰。教師認(rèn)真鉆研習(xí)題與教材，充分抓住教學(xué)資源，努力挖掘?qū)W生的能力，從而真正提高習(xí)題教學(xué)實(shí)效。同時一題多問的訓(xùn)練與講評能夠較好的反映學(xué)生解題方面及知識應(yīng)用能力方面存在的問題，從而真正讓學(xué)生感受到上課聽得懂、課后也會做。只有教師教學(xué)中用心啟發(fā)學(xué)生思維，而不就題論題，才能調(diào)動學(xué)生的思維積極性。教師要及時引導(dǎo)，學(xué)生才能逐步形成良好的思維習(xí)慣。

2 利用一模多變整合學(xué)生的思維

高考物理試題中知識系統(tǒng)的整合度較高，難度也較大。為了讓學(xué)生獲得較理想的成績，除了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還要求高中物理教師在習(xí)題評講中注重知識的融合，提高學(xué)生解題能力。教師在大容量的知識體系的評析中，要讓學(xué)生感受到物理知識的融合，一模多變是重要手段之一。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生在同一模型中運(yùn)用不同元件組件時束手無策、無從下手，主要原因是學(xué)生知識系統(tǒng)性不強(qiáng)，解題方法欠缺。針對這種情況，以下面例題2教學(xué)實(shí)踐為例來分析一模多變在習(xí)題教學(xué)中的運(yùn)用。

例2：2016年新課標(biāo)Ⅱ理綜高考24題（原題略）

如圖3所示，金屬桿在恒力F的作用下，在勻強(qiáng)磁場外做勻加速運(yùn)動，然后在磁場內(nèi)金屬桿做勻速運(yùn)動。根據(jù)牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)公式求出剛進(jìn)入磁場時的速度，再根據(jù)法拉第的電磁感應(yīng)定律求出切割電動勢。進(jìn)入磁場后勻速運(yùn)動，通過金屬桿受力平衡求出安培力，再利用閉合電路歐姆定律求電流，則可求電阻。

電磁感應(yīng)的試題綜合應(yīng)用比較強(qiáng)，教學(xué)中很容易融合高中物理的主干知識和物理方法的運(yùn)用。 學(xué)生學(xué)習(xí)和教師評析過程中，解決電磁感應(yīng)的基本解題思路：找電源、看電路、受力分析、列式等。但是電磁感應(yīng)知識應(yīng)用比較抽象，模型也比較多變化。這就要求教師在教學(xué)中整合知識應(yīng)用，提升學(xué)生思維能力。本人教學(xué)中對本題做了下列拓展。

2.1 更換元件，激發(fā)思考

如圖4所示，用電容器替換原題中的電阻，再設(shè)置問題。問：若磁場區(qū)域無限大，框架足夠長，試分析金屬棒進(jìn)入磁場后金屬棒速度大小隨時間變化的關(guān)系？學(xué)生在解題時除了運(yùn)用動力學(xué)，還需要了解電容器的工作原理。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生分析金屬桿進(jìn)入磁場前后受力的變化，哪些力是恒力、哪些力是變力、變力又如何變化。通過思考與交流，讓學(xué)生深刻認(rèn)識到電容器與電阻不同工作原理，及處理速度與時間關(guān)系的方法。通過訓(xùn)練，學(xué)生解似曾相識的題目時認(rèn)真思考，從而培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真審題的習(xí)慣。

2.2 改變情景，化靜為動

原題的基礎(chǔ)上略作修改如圖5所示，讓靜止的磁場勻速運(yùn)動起來。修改部分：t0時刻，當(dāng)金屬桿剛進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時，恰好勻強(qiáng)磁場也開始以速率v1向右勻速運(yùn)動。金屬桿在磁場中能始終保持勻速運(yùn)動。修改后看似沒有多大變化，但學(xué)生解題時又很茫然。其實(shí)學(xué)生主要是切割磁感線產(chǎn)生電動勢公式E=Blv中的速度理解不透徹。在教師的啟發(fā)和交流中，理解E=Blv中的速度是相對磁場的速度。這樣的改造促使學(xué)生平時學(xué)習(xí)中重視物理概念，理解清楚物理公式中各個符號的意義，碰到不熟悉的題目要從物理概念入手去思考問題。

通過一模多變這種模式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生整合物理模型、理解物理概念、物理規(guī)律，激發(fā)他們的思維，從而提升學(xué)生的思維能力。習(xí)題教學(xué)中教師調(diào)動學(xué)生思考的同時，又讓學(xué)生體會解題的快樂，感受解題方法，使課堂變得高效。

3 善用疊加法激發(fā)學(xué)生的思維

高考中物理部分題量較少，但考查知識又廣，所以很多題目都體現(xiàn)了組合的味道。有物理情景的組合，也有物理知識的組合應(yīng)用。通過組合提高試題的廣度，也提高了思維深度。因此高中物理習(xí)題教學(xué)中教師要從易到難、由淺入深逐步提高思維能力，從而夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)。這種組合性的疊加法教學(xué)模式能夠使學(xué)生的知識系統(tǒng)化，應(yīng)用思維化。下面以例3教學(xué)為例。

例3：如圖6所示，在a點(diǎn)處固定一孤立點(diǎn)電荷+Q，c為ab中點(diǎn)，d為ac的中點(diǎn)，ec垂直ab，比較d、c、e、b點(diǎn)的場強(qiáng)大小和電勢的高低。

本題考查孤立點(diǎn)電荷中電場的性質(zhì)。電場的性質(zhì)是高考重要的考點(diǎn)，疊加法是重要的物理思想方法。習(xí)題教學(xué)中如果把幾種常見的電場分開評析，不利于學(xué)生的思維發(fā)展，而且浪費(fèi)時間。教學(xué)中要充分利用這種疊加組合思想，突破思維瓶頸，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中事半功倍。習(xí)題講評中本人做了如下實(shí)踐。

3.1 同類疊加，啟發(fā)思考

首先原題的基礎(chǔ)上引入一個等量正電荷加在b點(diǎn)如圖7所示，讓學(xué)生分析例3中各點(diǎn)場強(qiáng)的大小和電勢的高低。雖然這是常見的一個電場模型，但是交流中教師讓學(xué)生領(lǐng)略是兩同種點(diǎn)電荷電場進(jìn)行疊加而成。啟發(fā)學(xué)生思考得到除了用抽象的計算式進(jìn)行疊加，還可以利用電場線模式進(jìn)行形象分析。課堂上讓學(xué)生充分討論交流中得到結(jié)論，而不是讓學(xué)生死記硬背。

其次換成引入一個2倍電量的正電荷同樣放在b點(diǎn)如圖8所示，再讓學(xué)生分析從ab連線上電場和電勢的變化。這樣加大了學(xué)生的思維力度，在前面的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生思考，得到本題結(jié)論。通過疊加法的應(yīng)用，讓學(xué)生的思維得到升華。

最后引入一個等量負(fù)電荷同樣放在b點(diǎn)如圖9所示，通過差異性，讓學(xué)生思維碰撞，從而真正理解點(diǎn)電荷電場的疊加。

3.2 組合疊加，引導(dǎo)應(yīng)用

孤立點(diǎn)電荷+Q所在空間引入場強(qiáng)為E沿ab方向的勻強(qiáng)電場，仍然比較d、c、e、b點(diǎn)所在位置的場強(qiáng)大小及電勢的高低。課堂上激發(fā)學(xué)生積極思考，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用疊加法分析問題，得出結(jié)論。然后把勻強(qiáng)電場改為沿ba方向、沿e c方向、沿c e方向，讓學(xué)生感受變化，達(dá)到熟練掌握電場的性質(zhì)。

這種疊加法在習(xí)題教學(xué)中的應(yīng)用，不但可以復(fù)習(xí)電場性質(zhì)，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力。針對這道題，我們還可以運(yùn)動電荷在孤立點(diǎn)電荷+Q電場中直線運(yùn)動、曲線運(yùn)動的疊加，經(jīng)過訓(xùn)練讓學(xué)生達(dá)到熟練掌握解題方法。教學(xué)內(nèi)容先簡單后復(fù)雜，符合高中學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。習(xí)題教學(xué)中，特別是高三復(fù)習(xí)課多一些疊加法的訓(xùn)練，學(xué)生的解題思路將更加清晰，知識運(yùn)用更加熟練，同時習(xí)題的功能也更好的展現(xiàn)。

習(xí)題教學(xué)要以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為主要切入點(diǎn)，教學(xué)中及時抓住有效的教學(xué)資源，充分拓展學(xué)生的思維。教師要充分利用基礎(chǔ)模型題作為習(xí)題課的引入點(diǎn)，再通過基礎(chǔ)模型的變式不斷深挖，從而提高課堂教學(xué)的實(shí)效性。一題多問、一模多變、疊加法模式是習(xí)題教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生思維的有效手段。通過設(shè)問、情景的改變，引導(dǎo)學(xué)習(xí)積極思考、敢于提出問題、嘗試解題、嘗試交流，這樣有利于激發(fā)學(xué)生積極思考。教師選擇試題要關(guān)注：學(xué)情、高考考查的要求與方向、物理學(xué)科核心素養(yǎng)。高三教學(xué)中更應(yīng)該以基礎(chǔ)題為跳板，面向高考把握試題的難度，應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生感悟物理學(xué)科的科學(xué)思想、方法，養(yǎng)成積極思考、大膽分析問題的習(xí)慣。