高中物理習題教學策略探析

四川 黎國勝

習題教學是高中物理教學中的基本課型，尤其是在高三階段，師生大部分的時間是在做題和講題。教師們發現，有些習題雖講了很多遍、練了很多次，但學生還是一考就錯。因此流傳一種說法，“物理一聽就懂，一變就懵，一做就錯，一考就砸。”怎樣才能提升習題教學的效率？怎樣才能做到教師講一道題學生就能會一類題？怎樣才能做到學生說得出理，經得起考？筆者認為要做到三點，一是習題教學要注重考點的梳理；二是注重形成解題策略；三是注重變式訓練。下面以一道力學試題為例，探討在高中物理習題教學中講一題通一類的策略，即考點梳理、形成策略、變式訓練，以提高學生的科學思維能力和解題能力，同時提升習題教學的效率。

一、試題呈現

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A.B球從開始運動至到達圓環最低點的過程中，桿對B球所做的總功不為零

B.B球可以運動到圓環的最高點

二、命題意圖

1.必備知識的考查：連接體關聯速度、系統機械能守恒的判斷及機械能守恒定律的應用、牛頓第三定律、物體機械能變化的原因、動能定理

2.綜合分析能力的考查：受力分析、運動過程的分析、能量變化與做功的分析

3.邏輯推理能力的考查：運用物理規律分析、判斷及推理的能力

4.科學方法的考查：整體法與隔離法、反證法

三、考情呈現

本題是單項選擇題，滿分3分，年級797人參考，平均分1.7分，得分率56.7%。整卷滿分100分，年級平均分72.7分。可見，本題平均得分遠低于整卷的得分，對學生而言是一道難題。

四、試題解析

對于A選項，隔離B球，應用動能定理，設桿對B做功為W，則有

對于B選項可以應用反證法。若B球能夠到達環的最高點，明顯A、B組成的系統機械能增大，違反了系統機械能守恒定律，故B選項錯。

五、知識梳理

核心素養由必備知識和關鍵能力組成，不論解題還是解決問題，必備知識都不可缺少。教師在習題教學中一定不能就題講題，而是要引導學生梳理相關基礎知識，做到點面結合、以點帶面。

1.桿連接體的速度分解，因為剛性輕桿(細線、輕繩)不可伸長或不可壓縮，沿桿(細線、輕繩)方向的速度大小相等。

2.系統機械能守恒的條件是系統內只有勢能、動能二者相互轉化，沒有其他形式能量參與轉化。

3.動能定理的內容有合外力做功等于物體動能的變化。

六、形成解題策略

現代認知心理學將知識分為陳述性知識和程序性知識。陳述性知識是描述客觀事物的特點及關系的知識，也稱為描述性知識；程序性知識是一套關于操作步驟的知識，也稱操作性知識。這類知識主要用來解決“做什么”和“如何做”的問題，用來進行操作和實踐。策略性知識是一種較為特殊的程序性知識，它是關于認識活動的方法和技巧的知識。對于學生而言，熟記了物理概念、公式、規律，理解了概念、公式和規律的意義，具備這些必備知識還遠遠不夠，還應該具備應用這些知識解決實際問題的策略。換言之，教師講完題后還應該引導學生對典型問題的解題方法進行點撥、歸納與總結，最好能梳理出一套操作程序，讓學生在遇到類似的情境時會自動地進行聯想、遷移，熟練地利用已有經驗解決問題。

對于解決連接體問題的方法，我們可以總結為以下四步：

第一步：判斷物體的受力情況，要根據運動情況分析出加速度的情況，再根據牛頓第二定律或平衡條件來推斷受力情況。

第二步：尋找速度關系，沿桿(線、繩)方向速度的大小必相等。

第三步：判斷系統機械能是否守恒。對于系統而言，如果只有勢能(重力勢能、彈性勢能)與動能參與轉化，則系統的機械能守恒。在應用系統機械能守恒定律列寫方程時，建議先尋找減少的能量，再尋找增加的能量，減少的總能量與增加的總能量必定相等。這樣列方程不容易出錯。

第四步：如果要分析桿對其中一個物體的做功情況，最好選用動能定理。應用動能定理時，一定要確定好研究過程，然后找出各個力對物體所做的功，如果是變力做功和大小、方向未知的力所做的功可以用未知數W表示，再求各個力做功的代數和，最后根據動能定理列方程求解。

經過總結歸納形成解題策略，學生再遇到類似問題就有“法”可依，能依“法”辦事，實現舉一反三、靈活變通。

七、開展變式訓練

舉一隅而不以三隅反，則不復也。教師就題講題，學生表面上聽懂了，但如果情境、條件略有改變，學生就又不會做了。為了讓學生掌握一類問題的解決方法，一定要引導學生深入思考，進行變式訓練。

【問題1】本題中如果將B球的質量由2m變成nm(n為自然數)，正確答案又是什么？

學生仿照學到的方法進行分析，如果n=1，本題B、C兩個選項均正確；如果n>1，則只有C選項正確。

【問題2】本題情境中，桿對B球是否一直不做功？

引導學生分析，在桿轉過90°的過程中，桿對B球做功為0。開始時，如果沒有桿，B球的切線方向加速度為g；A球的切線方向加速度為0，所以開始時B球比A球沿圓環運動得快，因此桿對B球先做負功后做正功，總功為0，但并不是一直不做功。

【問題3】桿對B球先做負功后做正功，在什么位置不做功，能否算出這個位置？

這個問題有難度，可以留給學有余力的學生課后探索，實現差別化、個性化教學，因材施教。

【問題5】對于桿連接體，什么時候桿一定要對其中的一個物體做功呢？

引導學生完成相應的變式練習，然后進行歸納總結：什么情況下桿對小球不做功，什么情況一定做功。

教師要精心設計變式練習，通過變式練習達到加深理解、融會貫通的目的，有效地提升習題課的教學效率。

八、總結思考