巧用變式教學提高學生物理解題能力

肖秋芳

摘? ?要：如何提高課堂效率，培養(yǎng)學生的解題能力，這是每一位高三物理老師面臨的共同問題，要解決這一問題，在物理課堂教學中，習題的變式教學尤為重要。課堂變式教學中，可以讓學生從“變”的現(xiàn)象中找出“不變”的本質(zhì)，從“不變”中總結(jié)規(guī)律，漸漸地培養(yǎng)學生靈活多變的思維品質(zhì)，從而提高學生應(yīng)變應(yīng)用能力，努力培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)造意識，達到對學生能力的培養(yǎng)落到實處。

關(guān)鍵詞：習題教學;變式教學;多題歸一; 一題多問;一題多解;? 一題多變

1? 質(zhì)不變形變

所謂“質(zhì)不變而形變”是指穩(wěn)定的本質(zhì)屬性不變，而非本質(zhì)物理屬性處于經(jīng)常的變化中。教學中加強“質(zhì)不變而形變”這一類題目的訓練，讓學生學會排除非本質(zhì)的干擾，形成正確的方法，從而加強對物理問題本質(zhì)的理解。[? 1? ]質(zhì)不變形變也就是多題歸一，有些題一看似乎是不同的類型的題目，或是不相關(guān)的題目，當我們認真分析、比較，排除題目的不必要的、干擾的文字，挖掘本質(zhì)的屬性時卻發(fā)現(xiàn)是同一類物理模型或是涉及相同的物理知識。多題歸一可以讓學生觸類旁通、舉一反三，提高物理課堂復習效率。習題教學最關(guān)鍵在于讓學生在審題時能夠把握題目最本質(zhì)的特征，通過模型認知，重現(xiàn)這類問題的解決思路和方法，達到物理知識的遷移應(yīng)用。[ 2 ]

例1：在光滑的水平面上，質(zhì)量為m1的小球以速度v1與質(zhì)量為m2的小球發(fā)生彈性正碰，求：碰撞后它們的速度分別為v3和v4。

由動量守恒定律和機械能守恒定律得

例2：如圖1所示，質(zhì)量為M半圓軌道小車靜止于光滑的水平面上，小車上表面水平部分及1/4半圓都是光滑，一個質(zhì)量為m的小球以初速度v0水平?jīng)_向小車，當小球再返回左端脫離小車時，小球與小車的速度分別為多少？

分析：小球在圓弧軌道上運動與軌道相互作用，把小球與小車看成一個系統(tǒng)，除重力外，不受其他外力，所以小球當回到左端時，小球與軌道組成的系統(tǒng)機械能守恒，動量守恒，列例1中①②可以計算得出數(shù)據(jù)。本題與彈性碰撞的模型相同。

例3：如圖2所示，一輕質(zhì)彈簧的兩端與兩物塊A、B相連接，彈簧處于原長并靜止在光滑的水平面上，物塊A、B質(zhì)量分別為m1=2Kg和m2=3Kg，現(xiàn)物塊A獲得瞬時向右水平的速度v0=3m/s，求當彈簧再次恢復到原長時A、B的速度分別多少？

分析：A、B從原長到壓縮到最短再原長通過彈簧的彈力作用，把A、B、彈簧看成一個系統(tǒng)，動量守恒，機械能也守恒，在原長時彈性勢能為0。因此這時求彈簧再次恢復到原長時A、B的速度，只要列例1中①②可計算得出A，B的速度，本題也是相當于彈性碰撞。這三題是不同題型，但通過分析題目得出都滿足彈性碰撞。這就要求平時教學中重視物理模型教學，例如（平拋運動、圓周運動、豎直上拋、人船模型、彈性碰撞、等時圓、子彈打木塊等等）掌握各種物理模型具有哪些特點。這是變式教學中的多題歸一，形變而質(zhì)不變，教學引導學生掌握物理模型，在審題中排除干擾因素抓住本質(zhì)建立物理模型，應(yīng)用物理模型。這樣可以大大提高解題的速度與準確率。

2? 形不變質(zhì)變

物理是一門嚴謹?shù)膶W科，形不變質(zhì)變包括一題多解、一題多問、一題多變。是從一典型題通過改變條件、物理情景，改變問題等等，問題本質(zhì)也隨之而改變。解題過程中就要求認真審題從不同角度思考，重新建模尋求解題方法從而達到培養(yǎng)學生靈活應(yīng)變能力。形不變質(zhì)變既加強對概念的理解，不同條件的理解。抓住物理問題的本質(zhì)以不變應(yīng)萬變。

2.1? 形不變質(zhì)變之一：一題多解

在這題教學中，應(yīng)用變式教學中一題多解，引導學生用四種方法解題，第一種常規(guī)思路，應(yīng)用基本分式v=2as 和vt=v0-at。 第二種是逆向思維法：物體沿斜面向上做勻減速直線運動，可以看成反向沿斜面向下初速度為0相同加速度的勻加速直線運動，直接應(yīng)用s=at2/2。第三種應(yīng)用比例法：物體向上運動可以看成反向做初速度為0相同加速度的運動。做勻加速度直線運動，可應(yīng)用連續(xù)相等的時間內(nèi)通過的位移之比為s1∶s2∶s3∶…=1∶3∶5∶…可以求得時間。第四種應(yīng)用圖象法：根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，畫出v-t圖象，由幾何關(guān)系，面積之比等，求得時間。通過這題四解后學生一定對這個題目印象深刻，使物理過程更清晰，對幾種方法、公式的使用更加熟練。

一題多解的變式教學是對同一物理題應(yīng)用不同物理原理，可以應(yīng)用牛頓運動定律、動能定理、功能關(guān)系，也可以應(yīng)用動量定理;在解題應(yīng)用的方法：應(yīng)用公式法、應(yīng)用圖象法等等;思考方式：可以是正向思維，也可以反向思維。一題多解從不同角度運用多種方法解決物理問題，可以加深對物理過程的分析，能夠更加靈活、熟練地掌握、應(yīng)用物理原理、方法，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維和應(yīng)變能力。

2.2? 形不變質(zhì)變之二：一題多問

對于一個問題可以從不同角度，不同的側(cè)面問問題使問題更加的完整，使學生的思維更加的嚴謹、全面性。

例5：如圖3所示，水平的傳送帶始終以恒定速率v1順時運行，一質(zhì)量為M物塊以初速度v2從與傳送帶等高的右端A處滑上傳送帶.從物塊剛滑上傳送帶時開始計時，已知v2>v1， 不計物塊的大小，傳送帶足夠長，物塊與傳送帶的摩擦因數(shù)為μ。求：物塊離開傳送帶時的速度大小？

在這題變式教學中應(yīng)用一題多問。可以增加以下五個問題：

（1）物塊向左運動的最大位移？

（2）物塊離開傳送帶時，物塊運動的時間？

（3）從物塊進入到物塊離開傳送帶時，傳送帶的位移？

（4）從物塊進入到物塊離開傳送帶時，傳送帶對物塊做的功？

（5）從物塊進入到物塊離開傳送帶時，電機對傳送帶多做多少功？

點評：本題通過一題多問的變式教學，使學生在解題中從多角度全面分析、思考問題，運用了牛頓運動定律、動能定理，功能關(guān)系的知識解決問題。提高了學生的分析問題與解決問題的能力。

2.3? 形不變質(zhì)變之三：一題多變

在例5變式教學中再采用一題多變，以下變式

變式1：變v2

點評：這時小物塊離開傳送帶的速度為v2，向左做減速的加速度和向右做加速的加速度大小相等，相同位移根據(jù)v2=2as，使學生在分析過程中對模型和問題更加清晰。

變式2：把小物塊放在左端，v2>v1，v2，v1 都是向右，同樣的問題。

變式3：把水平的傳送帶變?yōu)閭魉蛶ё蠖伺c水平面為θ，以順時針速度v1，物塊從傳送帶的頂端以v2下滑，同樣問題。

變式4：把水平的傳送帶變?yōu)閭魉蛶ё蠖伺c水平面為θ，以逆時針速度v1，物塊從傳送帶的頂端以v2下滑，同樣問題。

點評：通過幾個變式，涉及到水平傳送帶和傾斜傳送帶問題，學生通過變式比較學習中找不同點和相同點及問題的關(guān)鍵。在變式教學中，一題多變，從一個題目變換題目的初始條件，或物理情景，或是一個關(guān)鍵詞，使一題變?yōu)橐活愵}，這樣變式教學有助于加深理解變式系列的問題，揭露問題的本質(zhì)。改變題目，進行橫向縱向的聯(lián)系使知識更加系統(tǒng)，學生在高三物理復習中不至于陷入題海中。同時培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力與解題的靈活性。

總之：在高三物理習題復習過程應(yīng)用到變式教學是可以加強學生對物理知識的理解，達到知識的融匯貫通，從而提高學生解題速度，大大了提高了復習效率。

參考文獻：

[1] 湯家合. 高中物理習題教學實施“變式探究學習模式”初探[J].教學月刊·中學版（教學參考），2011（10）.

[2]鄭偉文.利用習題變式教學提高高三物理復習效率[J]. 物理教學探討，2018（8）.