物理習(xí)題課摭型

摘 要：本文通過對思路型、規(guī)范型、問題型和開放型等四種習(xí)題課型的闡述，以期能改變習(xí)題課教學(xué)的單一性，提高習(xí)題課教學(xué)的效率，讓學(xué)生學(xué)會分析和解決物理問題的思想與方法。

關(guān)鍵詞：課型；習(xí)題課；思路型；規(guī)范型；問題型；開放型

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1003-6148(2007)1(S)-0024-3在物理教學(xué)中，以指導(dǎo)學(xué)生進行物理練習(xí)為主的課叫做習(xí)題課。物理習(xí)題課教學(xué)是教師指導(dǎo)學(xué)生運用理論知識解決實際問題的起點，在解答物理習(xí)題的過程中，學(xué)生的思維活動處于十分集中和積極的狀態(tài)，這時，他們憑借自己的力量去克服困難，聚精會神地尋找解決問題的途徑，綜合運用所學(xué)的知識和方法，對問題進行科學(xué)的想象、分析與綜合、判斷與推理，并運用數(shù)學(xué)知識和方法求得解答。所以，處理物理習(xí)題的過程是學(xué)生創(chuàng)造性勞動過程，是鍛煉堅強意志的過程［1］。筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，總結(jié)出四種習(xí)題課型，旨在幫助學(xué)生建立解決問題的思想，獲得解決問題的正確方法，促進由知識向能力的轉(zhuǎn)化。

1 “思路型”習(xí)題課

“思路型”習(xí)題課是指在習(xí)題課教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生認真分析題中所涉及的物理對象、現(xiàn)象和所進行的物理過程，分析它們所處的狀態(tài)和條件，在頭腦中形成清晰的物理圖像。它包含“找尋關(guān)鍵詞”、“構(gòu)建物理模型”、“歸因解題方法”等過程。在物理習(xí)題教學(xué)中，“思路型”習(xí)題課占主導(dǎo)地位。

1．1 找尋關(guān)鍵詞

習(xí)題中的關(guān)鍵詞一般來說指明了解題思路，準(zhǔn)確地找出關(guān)鍵詞就能突破思維障礙，也是快速、準(zhǔn)確地解決問題的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞分為“情景性關(guān)鍵詞”和“暗示性關(guān)鍵詞”。

情景性關(guān)鍵詞用來描述問題的情景，關(guān)系到解題的正確率，例如，平面類：豎直平面、水平面、斜面；接觸面類：光滑的、粗糙的；初狀態(tài)類：無初速、從靜止開始、初速度為；方位類：中央、平行于、沿邊緣、水平向右、與豎直方向的夾角；軌跡類：直線、圓周、拋物線……

暗示性關(guān)鍵詞中隱含著一些重要信息，從這些關(guān)鍵詞中能梳理出解題的思路。例如，表現(xiàn)極端情況的：剛好、恰能、最多、至少等，這里隱含著相互作用的兩物體速度相等，物體末狀態(tài)速度為零，物體此時受力平衡，物體間的彈力為零（圓周運動中繩的拉力、對平面的壓力）；表示運動類型的：勻速運動暗示著受力平衡，勻變速運動暗示著F合=ma，勻速圓周運動暗示著F法合=F向，（類）平拋運動暗示著可以分為勻速直線運動和初速度為零的勻加速直線運動考慮；表述特殊關(guān)系的：機械振動和機械波中的“時間”可能是四分之一周期的整數(shù)倍，“距離”可能是四分之一波長的整數(shù)倍，圖像中圖線與橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)的“交點”，兩條圖線的“交點”……

1．2 構(gòu)建物理模型

物理現(xiàn)象和物理過程是復(fù)雜的，如果我們把所有的因素都毫無遺漏的考慮進去，那么勢必增加研究分析問題的難度。因此，我們從題干的信息中提取關(guān)鍵詞，化零為整，與熟悉的物理知識聯(lián)系起來，并對題中涉及的物理過程和物理狀態(tài)進行分析，將復(fù)雜具體的物理世界用簡單、抽象、恰當(dāng)、理想的物理模型來描述。

建立一個清晰簡潔的物理模型往往是解題的關(guān)鍵，常見的構(gòu)建方式有以下幾種：（1） 明確研究對象，建立對象模型。解決物理問題，首先要明確研究對象，通過對研究對象的合理抽象，以達到解題目的。例如，對流體問題，通常取t時間（或單位時間）內(nèi)的量。（2）把握過程實質(zhì)，建立過程模型。明確題中所描述的物理現(xiàn)象和物理過程，建立正確的物理情景，是順利解題的關(guān)鍵。（3）抓住過程細節(jié)，突破復(fù)合模型。通過分析物理過程來抓住過程細節(jié)，正確劃分過程階段，還原相應(yīng)的基本模型。（4）突出本質(zhì)特征，建立等效模型。通過仔細分析題述條件，抽象出整個過程的本質(zhì)特征，再用簡捷的等效模型替代那些真實地、復(fù)雜的物理情景，從而使復(fù)雜問題的求解過程得到優(yōu)化。

1．3 歸因解題方法

通過對關(guān)鍵詞的分析和物理模型的構(gòu)建，基本的解題思路就比較清晰了，解題的過程實質(zhì)上是用數(shù)學(xué)表達式或圖像對題述過程進行簡潔的再現(xiàn)。下面以動力學(xué)問題為例，分析解決這類問題的方法。解決動力學(xué)問題，一般有三種途徑：（1）牛頓第二定律和運動學(xué)公式(力的觀點)，用來研究某一物體所受力的瞬時作用與物體運動狀態(tài)的關(guān)系(或涉及加速度)。（2）動量定理和動量守恒定律(動量觀點)，用來研究某一物體受到力的持續(xù)作用發(fā)生運動狀態(tài)改變時，一般選用動量定理；若研究的對象為一物體系統(tǒng)，且它們之間相互作用運動狀態(tài)均發(fā)生變化時，優(yōu)先考慮動量守恒定律。（3）動能定理、機械能守恒定律、功能關(guān)系、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律(能量觀點)： 涉及功和位移時優(yōu)先考慮動能定理；涉及不同性質(zhì)的力做功、多種能量相互轉(zhuǎn)化或出現(xiàn)相對路程時一般用功能關(guān)系、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來解決。以上這三種觀點俗稱求解動力學(xué)問題的三把“金鑰匙”，有些問題，用到的觀點不只一

個，特別像高考中的一些綜合題，常用力的觀點、動量觀點和能量觀點聯(lián)合求解，因此，三種觀點不能絕對化。

2 “規(guī)范型”習(xí)題課

所謂“規(guī)范型”習(xí)題課，簡單地說，就是在習(xí)題課的教學(xué)中，讓學(xué)生解題時按一定的規(guī)格、格式進行。通過教學(xué)，使學(xué)生的解題過程達到：書寫整潔，表達清楚，層次分明，結(jié)論明確。有計劃地進行“規(guī)范型”習(xí)題課教學(xué)，能培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴密性，處理問題的嚴謹性。

規(guī)范化解題過程通常包括以下幾方面：（1）指明研究對象（個體還是系統(tǒng)）；（2）根據(jù)題意準(zhǔn)確畫出受力圖、運動示意圖、電路圖、光路圖或有關(guān)圖像；（3）指明物理過程及始末狀態(tài)，包括其中的隱含條件或臨界狀態(tài)；（4）指明所選取的正方向或零位置；（5）物理量盡量用題中給定的符號，需自設(shè)的物理量要用規(guī)范符號并說明其含義。例如，支持力FN，摩擦力Fμ、電動勢E等；（6）列方程式時指明所用物理公式（定理、定律、規(guī)律等）的名稱、條件和依據(jù)，并用“由……定律得……”“據(jù)……定理得……”以及關(guān)聯(lián)詞“因為……所以……”“將……代入……”“聯(lián)立……”句式表達；（7）帶入題給數(shù)據(jù)時注意轉(zhuǎn)化為SI制中的單位，矢量用正負號區(qū)別不同的方向；（8）求得的最終結(jié)果要有準(zhǔn)確的數(shù)字（有效數(shù)字）和單位，矢量要標(biāo)明方向；（9）最好對問題的結(jié)果適當(dāng)進行討論，說明其物理意義。

3 “問題型”習(xí)題課

“問題型”習(xí)題課型是指教師利用某一特定的情境，展示各種不同類型的問題，從不同的側(cè)面揭示事物的本質(zhì)和區(qū)別，使學(xué)生從多角度去認知某一物理現(xiàn)象或物理過程，并善于把它們綜合為整體認識，創(chuàng)造性地運用所學(xué)的知識和方法去適應(yīng)新的情況，探索新的問題，使自己的視野不斷拓寬。

例如，在復(fù)習(xí)“萬有引力”這部分內(nèi)容時，利用“神舟六號”載人飛船的成功發(fā)射和回收這一情境，筆者設(shè)計了八類問題：（1）勻速圓周運動問題；（2）求解加速度問題；（3）牛頓運動定律應(yīng)用問題；（4）動量問題；（5）能量問題；（6）變軌問題；（7）同步問題；（8）探測問題［2］。每一類問題中又設(shè)置若干小問題，這些問題幾乎涵蓋了所有與萬有引力有關(guān)的知識，涉及的知識面非常廣?！皢栴}型”習(xí)題課型的教學(xué)設(shè)計，可以避免教師在習(xí)題課的教學(xué)中情景變化繁多，問題缺乏針對性，以致學(xué)生的思維跳躍非常大，甚至無所適從，教學(xué)效果一定程度上變得不可控制和難以估測。

4 “開放型”習(xí)題課

所謂“開放型”命題，是指題設(shè)條件、解析策略或題目結(jié)論具有開放性(多元而不惟一)特點的命題?！伴_放型”習(xí)題課型的的設(shè)計需要教師有扎實的基本功和豐富的內(nèi)涵，課堂教學(xué)中能充分體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位。

傳統(tǒng)的物理習(xí)題條件完備、結(jié)論明確，題目條件一般只蘊含著惟一結(jié)果，稱為封閉性問題。相反，開放性問題則是使題目條件不完備(題目條件對結(jié)果來說不充分)或使題目結(jié)論不明確(不提結(jié)論僅指探索的方向或范圍)，從而使題目條件蘊含多種結(jié)果。開放性命題在題目情景的設(shè)計上，入門易深入難，在問題的設(shè)計上，留給學(xué)生充分發(fā)揮個性的思維空間。開放性試題頻現(xiàn)于近幾年高考試卷中，向傳統(tǒng)的命題及備考方式提出了新的挑戰(zhàn)，要適應(yīng)該類試題，必須摒棄傳統(tǒng)的“題海戰(zhàn)術(shù)”，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)潛能，培養(yǎng)良好的發(fā)散思維能力。

例如，在復(fù)習(xí)“電磁場知識的實際應(yīng)用”這一部分內(nèi)容時，筆者向?qū)W生出示圖1，并相繼提出一系列問題：（1）大量的等離子體源源不斷的沿與極板平行的方向飛入勻強磁場，會出現(xiàn)什么情況？能派上什么用場？從而引出“磁流體發(fā)電機”。（2）能將等離子體換成液體嗎？如何測量管道中強酸、強堿、污水等人體不宜直接接觸的液體的流速v？如何測量它們的流量Q=ΔVΔt？讓學(xué)生設(shè)計測量方案，從而引出“電磁流量計”（圖2所示為學(xué)生設(shè)計的測量方案簡圖）。（3）如何從運動方向相同而速率不同的帶電粒子中選擇某一速度的粒子？這一速度如何調(diào)節(jié)？從而引出“速度選擇器”。（4）如何測量帶電粒子的質(zhì)量？如何分離同位素？從而引出“質(zhì)譜儀”。

處理這類問題的基本流程是：第一，仔細全面審題，從題目的背景中，全面有效地獲取信息：如題設(shè)條件，題中信息材料(或數(shù)據(jù)、或表述、或公式、或圖表)、題目設(shè)問等，將信息進行篩選、加工，并與已有的知識系統(tǒng)對接，在此基礎(chǔ)上，深刻剖析其中的物理情景及物理過程。第二，在弄清物理情景的基礎(chǔ)上，尋找問題的切入點(亦即思維發(fā)散點)，通過思維發(fā)散探索解題依據(jù)(如公式、定理、定律等)及解題途徑。

教師在習(xí)題課教學(xué)，特別是在高三復(fù)習(xí)課的教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)教材內(nèi)容的特點和學(xué)生對教材掌握的具體情況，靈活選用相應(yīng)的、講求實效的習(xí)題課型，通過教師的積極引導(dǎo)和學(xué)生的獨立鉆研與總結(jié)，就可以讓學(xué)生逐步學(xué)會分析、處理、解決物理問題的思想和方法，為進一步探索新知識、解決新問題開辟了更廣闊的道路。

參考文獻：

［1］閻金鐸 田世昆．中學(xué)物理教學(xué)概論．北京：高等教育出版社，2005年1月

［2］張忠一．“萬有引力”教學(xué)淺探．中學(xué)理科，2006，（8）：47

(欄目編輯黃懋恩)

<注>：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文