張丹彤

(揚州市教育局教研室,江蘇揚州 225007)

高中物理教學(xué)過程中,習(xí)題教學(xué)貫穿始終,是中學(xué)物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一,是教學(xué)效果反饋的重要渠道.除了專門的習(xí)題課、試卷講評課外,新授課、實驗課中也會涉及例題講解和課后練習(xí)的講評.在教學(xué)實踐中我們感到,即使師生常年在習(xí)題中滾打,但提高學(xué)生的解題能力依然是個難題,學(xué)生在考試中還是會出現(xiàn)諸如容易的題做錯,經(jīng)常講的題做不對,稍難一點的題不會做等現(xiàn)象.這種現(xiàn)象與平時習(xí)題教學(xué)的簡單化、粗獷式、不遵循思維規(guī)律、只求數(shù)量不重質(zhì)量等有著直接的關(guān)系.

要提高學(xué)生的成績和教學(xué)效率,習(xí)題教學(xué)應(yīng)該進(jìn)一步優(yōu)化.教師在習(xí)題教學(xué)的過程中應(yīng)該加強研究,充分把握學(xué)生的成長規(guī)律,深刻領(lǐng)會學(xué)生的思維規(guī)律,深入研究教材,勇于創(chuàng)新,概括起來要做到就是“四求”.

1 求是——選擇合適起點,反對一步到位

求是就是要求我們遵循規(guī)律,要遵循人的成長規(guī)律和思維規(guī)律.高中3年盡管在同一個學(xué)段,但高一學(xué)生在身體、心智等方面跟高三比還是有著明顯差距的.對一個剛接觸高中物理的高一學(xué)生而言,我們應(yīng)該立足于培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和良好的習(xí)慣.新課中的例題和新課后的練習(xí),其目的應(yīng)側(cè)重于對本課所學(xué)知識的正確理解,以突出本課內(nèi)容為主,應(yīng)避免選擇綜合性較高的題目,不應(yīng)強行“一步到位”.

例如,有教師在“熱力學(xué)第一定律”新課中選用某年高考題作為例題,題及分析過程如下:

圖1

例1.如圖1所示,絕熱隔板K把絕熱的氣缸分隔成體積相等的兩部分,K與氣缸壁的接觸是光滑的.兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b.氣體分子之間相互作用勢能可忽略.現(xiàn)通過電熱絲對氣體 a加熱一段時間后,a、b各自達(dá)到新的平衡

(A)a的體積增大了,壓強變小了.

(B)b的溫度升高了.

(C)加熱后a的分子熱運動比b的分子熱運動更激烈.

(D)a增加的內(nèi)能大于b增加的內(nèi)能.

分析:(1)a加熱后若體積不變則壓強比b大,因而活塞向右移動.(氣體定律)

(2)重新平衡后 a、b壓強相等.(平衡條件)

(3)活塞對b做功導(dǎo)致b內(nèi)能增大,b溫度升高,選項(B)正確.(熱力學(xué)第一定律)

(4)b溫度升高、體積縮小導(dǎo)致 b的壓強增大,選項(A)不正確.(氣體定律)

(6)a的溫度升高比b多,a增加的內(nèi)能比b多,選項(D)正確.(內(nèi)能的概念)

由上述的解析過程,可以看出:本題只有選項B涉及熱力學(xué)第一定律問題,而比較難確定的問題蘊含在選項(C)、(D)中,因此學(xué)生在解決本題時的思維活動主要圍繞著綜合運用氣體定律的知識來進(jìn)行,盡管這是一道好題,但如果把它作為熱力學(xué)第一定律新課后的練習(xí)題,則對學(xué)生全面理解、鞏固熱力學(xué)第一定律會產(chǎn)生較大的干擾作用.

2 求真——遵循思維規(guī)律,反對生搬硬套

求真就是要求我們在遵循規(guī)律的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生正確的態(tài)度和科學(xué)的思維方法.大家都有這樣的體會,學(xué)生在遇到陌生復(fù)雜問題時常常會搜索記憶中教師講過或自己做過的題型,看本題和哪種類型的例題吻合,套用解答這種例題的公式,甚至直接硬套例題的結(jié)論,其思維方式是“機(jī)械模仿,簡單遷移”.毫無疑問,高考題中不可能出現(xiàn)完全重復(fù)的題目,“機(jī)械模仿式”的思維方式不可能應(yīng)對高考中不斷創(chuàng)新的物理問題.在教學(xué)過程中,我們應(yīng)該堅持“具體問題具體分析”這個真理,逐步養(yǎng)成學(xué)生求真務(wù)實的良好品質(zhì),在平時教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生在草稿紙上畫思維導(dǎo)圖,逐步養(yǎng)成手、眼、腦并用的分析習(xí)慣.

圖2

圖3

例2.如圖2,AO是橡皮繩,BO為不能伸長的細(xì)繩,A、B點固定在木板上,木板豎直放置.繩OC穿過定滑輪(摩擦不計),其下端懸吊一個砝碼.此時 O點到達(dá)一定的位置.問:如果任意改變定滑輪的位置,是否還可以找到不在OC直線上的另一處,也能使結(jié)點O到達(dá)原來的地方?

解題的思維過程分解如下表所示:

通過上述思維過程的慢動作回放,我們應(yīng)該體會到,解決物理問題的思維過程關(guān)鍵在于分析,學(xué)生掌握了正確分析的方法,距離解題成功就不遠(yuǎn)了.本題中只要BO與OC的夾角不等于90°,就一定可以找到另一處符合題意的平衡位置.

3 求變——倡導(dǎo)舉一反三,反對就題論題

求變一方面要求教師善于從教材上的例題、習(xí)題和我們熟悉的常見問題(陳題)出發(fā),進(jìn)行有效的改造和變化,通過變化,可以從平易中變出精彩,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生的求異思維.應(yīng)該說幾乎所有的物理習(xí)題都可以進(jìn)行改造和變化,教師充滿智慧的求變并有意識地引導(dǎo)學(xué)生從“變”的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)“不變”的本質(zhì),能夠不斷促進(jìn)學(xué)生的有效思維,提高學(xué)生的思維品質(zhì).

改造和變化習(xí)題一般可以按照逆向反推(物理條件和所求結(jié)論之間互換)、縱向延伸(在一個相對簡單問題的基礎(chǔ)上前延后伸)、橫向拓展(物理量或物理規(guī)律之間發(fā)生較為復(fù)雜的橫向聯(lián)系,形成綜合)等方法進(jìn)行.高考試題中這類問題經(jīng)常出現(xiàn),如測定金屬導(dǎo)體的電阻率這樣一個常規(guī)物理實驗在江蘇省2009年高考試卷上拓展為測定一個圓臺形導(dǎo)體的電阻率;江蘇省2010年高考試卷選擇題第3題求照相機(jī)三腳架每根支架中承受的壓力大小,實際上是把平時常見的平面內(nèi)的力的合成與分解拓展為空間的力的合成與分解;上海市2010年高考試卷中出現(xiàn)的一正兩負(fù)3個電荷的靜電場問題是從最常見的等量同種和異種電荷的電場變化而來的,輕靈一變,題目變得更精彩,考查學(xué)生能力更有效.

4 求新——勇于創(chuàng)新探索,反對因循守舊

求新就是不斷追求題目創(chuàng)新,常見的方法一般是把物理學(xué)新的發(fā)展成果作為命題背景,或者是以生產(chǎn)生活中的實際應(yīng)用作為命題的背景并賦予新的應(yīng)用,或者是在常見物理現(xiàn)象中選擇新的視角作為命題的原則,或者創(chuàng)設(shè)新的物理情景并在新情景下考查學(xué)生的各種能力.求新要求我們要不斷學(xué)習(xí),關(guān)注物理學(xué)的最新發(fā)展動態(tài);要求我們深入研究,不斷在司空見慣的物理問題中尋找新視角,創(chuàng)設(shè)新情景,探究新發(fā)現(xiàn).

2004年高考江蘇卷第7題就是一條體現(xiàn)“新”的試題,該題以雷蒙德·戴維斯因研究來自太陽的電子中微子(νC)而獲得了2002年度諾貝爾物理學(xué)獎的最新成果作為命題背景,用這一即使在近代物理中也是很新的內(nèi)容來考查高中學(xué)生靈活運用所學(xué)知識分析解決問題的能力.

再看一例:

例3.(2010年高考江蘇物理卷第5題)空間有一沿 x軸對稱分布的電場,其電場強度 E隨x變化的圖像如圖4所示.下列說法正確的是

(A)O點的電勢最低.

(B)x2點的電勢最高.

(C)x1和-x1兩點的電勢相等.

(D)x1和 x3兩點的電勢相等.

圖4

討論:本題僅給出一個比較罕見的E-x圖像,沒有其他信息可用,由于這種場強空間變化問題高中階段非常少見,面對本題,不少學(xué)生讀不懂圖像,感到無從下手.

暫且不去討論本題,而來看另一個問題:等量同種電荷電場線分布是高中生非常熟悉的模型,學(xué)生可以比較容易地畫出電場線的分布圖,但很少關(guān)注場強大小變化的情況.借助這一模型我們來創(chuàng)設(shè)這樣一個新問題:

如圖5,等量同種電荷處在一豎直線上,過兩電荷的中垂線作一 x軸,x軸與兩電荷連線的交點為原點,試定性在圖6中畫出 x軸上的電場強度E隨x變化的E-x圖線.

圖5

圖6

討論:顯然,在 O點場強為0.沿 x軸正向很遠(yuǎn)處,場強趨近于0.從O點沿x軸正向,場強先逐漸增大,再逐漸減小,途中某處場強一定有一個最大值,因此可定性畫出沿x軸正向的E-x圖線,再根據(jù)對稱性可以畫出完整的圖像如圖7所示.

圖7

到這里我們應(yīng)該能發(fā)現(xiàn),前面題中出現(xiàn)的E-x圖線原來是我們非常熟悉的等量同種電荷的沿中垂線的場強變化圖線,至此,解決這一問題就變得十分容易:由熟悉的等量同種電荷的等勢線分布圖不難知道,在 x軸上O點電勢最高,x1和-x1兩點處在同一等勢線上.

本例是一個非常精彩的創(chuàng)新案例,它從非常熟悉的問題情景中以一個獨特的視角作為命題背景,能夠很好地考查學(xué)生的聯(lián)想能力.本案例同時也給我們一個啟示,創(chuàng)新并不神秘,完全可以從教材中、從平時熟悉的模型中去尋求創(chuàng)新問題.

在當(dāng)前新課程背景下,提高課堂效率已經(jīng)成為廣大教師的共識,但提高學(xué)生訓(xùn)練效率更應(yīng)得到重視.如果教師能進(jìn)一步遵循學(xué)生思維規(guī)律,不斷研究物理習(xí)題,研究習(xí)題的解法,讓學(xué)生感受更新、更活、更精彩的物理問題和更有效的解法,減少隨意、雜亂和無意義的重復(fù),一定可以達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量的目的.