淺議物理學(xué)科中如何運(yùn)用難題教學(xué)

姜龍

摘 要：物理教學(xué)中，習(xí)題課是教學(xué)的重要組成部分。教師在物理教學(xué)中把握好難題的選取和運(yùn)用，可以更好地使學(xué)生鞏固舊知識(shí)，掌握新知識(shí)，培養(yǎng)思維的創(chuàng)造性和靈活性，掌握解決物理問(wèn)題的方法，提高分析問(wèn)題、解決物理問(wèn)題的能力。如何運(yùn)用難題上好習(xí)題課，提高教學(xué)質(zhì)量，該文通過(guò)實(shí)例探討了如何選取難題及注意事項(xiàng)。并從5個(gè)方面介紹了常用的難題教學(xué)手段。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué) 難題 選取與運(yùn)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）01（b）-0216-02

習(xí)題是課程內(nèi)容的重要組成部分，而難題教學(xué)是習(xí)題教學(xué)的重要組成部分。教學(xué)活動(dòng)中，怎樣運(yùn)用難題教學(xué)并取得良好效果，提高教學(xué)質(zhì)量，值得我們認(rèn)真探討。事實(shí)上，教師能否成功地運(yùn)用難題教學(xué)，關(guān)鍵在兩點(diǎn)：一是運(yùn)用哪些題，即選題；二是怎樣運(yùn)用題，即運(yùn)用手段。

1 怎樣選取難題

所謂難題，是指多數(shù)學(xué)生在特定時(shí)間內(nèi)難以完整解答的習(xí)題。難題大致可分為技巧性難題和綜合性難題兩類(lèi)。

技巧性難題難在學(xué)生不易考慮到或容易忽視的某個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)上，一且能找到這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，問(wèn)題即可迎刃而解。例如，“某物體在四個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，若將其中的一個(gè)力Fl旋轉(zhuǎn) 90°。求這4個(gè)力的合力。若將Fl旋轉(zhuǎn)180°，結(jié)果又如何？”此題關(guān)鍵點(diǎn)在于，物體處于平衡狀態(tài)時(shí)Fl與其余3個(gè)力合力的大小相等，方向相反。清楚了這點(diǎn)，問(wèn)題就變得很簡(jiǎn)單了。

綜合性難題難在它往往包含著多個(gè)物理過(guò)程，且各過(guò)程間有著錯(cuò)綜復(fù)雜的因果關(guān)系。解決此類(lèi)難題，學(xué)生必須對(duì)已有知識(shí)有足夠扎實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)各物理過(guò)程及其關(guān)系有明確的認(rèn)識(shí)，并具有一定的運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。以下是一道綜合性題如圖1（a）所示。豎直致置的U型金屬框，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體AB可緊靠框架無(wú)摩擦地上下滑動(dòng)，并在滑動(dòng)中永遠(yuǎn)保持水平。若AB的質(zhì)量為m，有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電阻為R，U型框電阻可忽略不計(jì)，求導(dǎo)體AB下落時(shí)所能達(dá)到的最大速度。該題包括的物理過(guò)程有：導(dǎo)體AB在重力作用下下落，隨著速度的增大，引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv增大→感應(yīng)電流I=E/R增大→安培力F=BIL增大→當(dāng)F=G時(shí)，因其方向相反，AB受力平衡而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從而速度達(dá)到最大值。明確了物理過(guò)程，根據(jù)各量之間關(guān)系即可求解。

教學(xué)過(guò)程中，教師對(duì)難題的選取是難題教學(xué)的基礎(chǔ)。教師選題時(shí)，要突出“五性”，即科學(xué) 性、典型性、針對(duì)性、新奇性和適當(dāng)性。所謂典型性，就是題要具有代表性，要能起到舉一反三觸類(lèi)旁通的作用；所謂針對(duì)性是指題要針對(duì)所授內(nèi)容，針對(duì)知識(shí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生易混淆易出錯(cuò)的知識(shí)點(diǎn)。所謂新奇性是指題要能引發(fā)學(xué)生興趣，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲和思維的興奮性。所謂適當(dāng)性是指題難易要適當(dāng)，不要過(guò)難，不要超綱，教師要充分考慮到學(xué)生的知識(shí)水平和解決問(wèn)題的能力，以免挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。

以下是一道多變型習(xí)題，教師可針對(duì)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容， 選用不同形式的變換。如圖1（b）所示，有一質(zhì)量為2 kg的物體自?xún)A角30°的斜面頂端由靜止開(kāi)始滑下，設(shè)物體與斜面間滑動(dòng)摩擦系數(shù)為μ。（1）若物體勻速下滑，求摩擦系數(shù)μ；（2）若斜面光滑，即μ=0，求物體下滑的加速度；（3）若μ=0.3，求物體下滑的加速度；（4）若μ=0.3，要使物體產(chǎn)生1m/s2沿斜面向下的加速度，求沿斜面施加外力的大小和方向；（5）若μ=0.3，斜面高為5 m，求物體到達(dá)底端的速度。這是典型的斜面問(wèn)題，設(shè)計(jì)了5種變換〈事實(shí)上還可設(shè)計(jì)更多的變換），教學(xué)時(shí)教師可根據(jù)教學(xué)進(jìn)度和要求選用 。如學(xué)習(xí)了矢量合成和分解，可選（1）做練習(xí)，學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律，可選（2）、（3）、（4）做練習(xí)，學(xué)習(xí)了機(jī)械能可選（5）或其他變換來(lái)鞏固功能關(guān)系等知識(shí)。

總之，教師選題時(shí)，目的住要明確，不能信手拈來(lái)、盲目取題，否則難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。

2 怎樣運(yùn)用難題教學(xué)

選題是基礎(chǔ)，運(yùn)用是關(guān)鍵。怎樣運(yùn)用難題來(lái)進(jìn)行教學(xué)，值得教師在課前認(rèn)真思考。取用哪些題，取用哪種方式，要達(dá)到何種目標(biāo)，怎樣來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，教師應(yīng)做到心中有數(shù)。

我們的學(xué)生，正值好奇心強(qiáng)、求知欲強(qiáng)、精力旺盛、思維活躍的年齡，他們具有強(qiáng)烈的創(chuàng)造欲和成功欲 。因而在難題教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)抓住學(xué)生的心理特點(diǎn)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。讓學(xué)生有參與意識(shí) ，想方設(shè)法吸引學(xué)生進(jìn)入情境，從而發(fā)掘出學(xué)生潛在的智能。要實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，教師應(yīng)在教學(xué)手段上多加研究。

難題教學(xué)手段通常有以下幾種：課下思考式、 課堂討論式、教師講解式、課堂練習(xí)式或?qū)W生演板式 。

2.1 課下思考式

這種方式就是將較大難度的題留給學(xué)生在課下思考解答，因時(shí)間充分，利于學(xué)生充分思考或查閱資料，尋找出正確答案。例如，在講過(guò)平面鏡成像規(guī)律之后，可留給學(xué)生下面思考題“如圖1（c）所示，為垂直放置的兩個(gè)平面鏡，S為一點(diǎn)光源，問(wèn)S能通過(guò)平面鏡呈幾個(gè)像，并畫(huà)出各像的位置”。采用這種形式時(shí)，題難度可適當(dāng)大些，綜合型、技巧型題均可。

2.2 課堂討論式

這種方式是教師在講課過(guò)程中，把問(wèn)題出示給學(xué)生，讓學(xué)生討論后抽查解答。例如，在講“天然放射現(xiàn)象”一節(jié)時(shí)，讓學(xué)生討論產(chǎn)將鈾礦石放在一玻璃容器內(nèi)，然后密閉，幾天后容器內(nèi)發(fā)現(xiàn)了氦氣，怎樣解釋這種現(xiàn)象？在講“牛頓第二定律”一節(jié)時(shí)，讓學(xué)生討論產(chǎn)幾個(gè)大小和方向均不改變的共點(diǎn)力作用在物體上，物體可能的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有哪些？諸如此類(lèi)的問(wèn)題，難度不大，學(xué)生經(jīng)過(guò)幾分鐘討論，一般能夠解決。課堂討論形式，目的是使學(xué)生加深對(duì)一些問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，澄清一些模糊問(wèn)題，因時(shí)間較短，題不要太難，更不宜出綜合題。

2.3 教師講解式

這種方式多選用綜合性難題，學(xué)生在教師啟發(fā)引導(dǎo)之下，循序漸進(jìn)，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用掌握。運(yùn)用這種方法教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)注意加強(qiáng)對(duì)學(xué)生解題方法的培養(yǎng)，如極限分析法、類(lèi)比法等。例如在直流電路習(xí)題課上，教師可選用下面習(xí)題講解“如圖1（d）所示電路中，當(dāng)變阻器Rl阻值減小時(shí)，伏特表和安培表讀數(shù)怎樣變化？”教師可先用常規(guī)解法分析解題，然后再介紹極限分析法求解。

2.4 課堂練習(xí)式或?qū)W生演板式

這種方式就是課堂上教師板示一些題讓學(xué)生練習(xí)，或抽學(xué)生在黑板上演板，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題予以糾正。采取這種方式時(shí)，教師選題難度要適當(dāng)小些，盡量簡(jiǎn)捷明快，沒(méi)有過(guò)多計(jì)算，以作圖題或選擇題為宜。

以上介紹了常用的難題教學(xué)手段，事實(shí)上難題教學(xué)方法很多，教師應(yīng)根據(jù)具體情況靈活選用。順便指出，教師在難題教學(xué)過(guò)程中，還可以讓學(xué)生自編題或仿編題，鼓勵(lì)學(xué)生口頭或書(shū)面提出疑難問(wèn)題，從而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理知識(shí)和規(guī)律的掌握和運(yùn)用。

總之，教師在物理教學(xué)中把握好難題的選取和運(yùn)用，可以更好地使學(xué)生鞏固舊知識(shí)，掌握新知識(shí)，培養(yǎng)思維的創(chuàng)造性和靈活性，掌握解決物理問(wèn)題的方法，提高分析問(wèn)題、解決物理問(wèn)題的能力 。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭云雄.物理學(xué)習(xí)中的思維障礙及其克服方法[J].湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006（3）：116-118.