廖金海

【摘 要】本文論述運(yùn)用習(xí)題教學(xué)鍛煉學(xué)生解決物理問題的思維方法，認(rèn)為高中物理習(xí)題教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的方法之一，能更好地培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力，使學(xué)生形成正確的物理思維模式，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】高中物理 習(xí)題教學(xué) 核心素養(yǎng)

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）11B-0038-02

習(xí)題教學(xué)是高中物理的關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)之一，是提升學(xué)生物理素養(yǎng)的重要手段。只有在適當(dāng)習(xí)題訓(xùn)練的過程中，學(xué)生才能從不同層面、不同角度逐漸加深對物理知識(shí)的理解和掌握。此外，習(xí)題教學(xué)也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，提高學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。通過習(xí)題教學(xué)可以激活學(xué)生思維，提高學(xué)生思維的獨(dú)特性、靈活性、全面性。可以說，習(xí)題教學(xué)對學(xué)生科學(xué)實(shí)踐素養(yǎng)、解決問題能力、探究學(xué)習(xí)素養(yǎng)、溝通能力等核心素養(yǎng)的提升具有重要意義。因此，我們有必要重視物理習(xí)題教學(xué)策略的研究，以提升高中物理習(xí)題教學(xué)的效果，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。在實(shí)際的習(xí)題教學(xué)中，教師應(yīng)堅(jiān)持以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)，重視對學(xué)生的技能訓(xùn)練，重視培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新意識(shí)以及科學(xué)精神。筆者認(rèn)為，高中物理習(xí)題教學(xué)可以從以下幾個(gè)方面入手培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

一、構(gòu)建習(xí)題情境

物理習(xí)題通常是關(guān)于自然及人類生活、生產(chǎn)中存在的各種物理問題的理想化物理情境。在習(xí)題教學(xué)中，為了幫助學(xué)生更好地理解，教師可以借助物理實(shí)驗(yàn)、圖片、視頻等方式模擬構(gòu)建物理習(xí)題中的真實(shí)情境。在此過程中，學(xué)生將更好地掌握概括、分析、抽象、假設(shè)、類比、等效等科學(xué)探究方法。例如，在解決“噴泉頂物”的題目時(shí)，教師可以為學(xué)生演示“噴泉頂球”的實(shí)驗(yàn)，模擬真實(shí)的物理情境，讓學(xué)生感受到習(xí)題情境的真實(shí)性。通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如水流速度、橫截面積的變化等，區(qū)分真實(shí)情境與習(xí)題情境的不同，如，難以形成穩(wěn)定的水流；水對乒乓球作用后，水沒有散開；乒乓球也很難穩(wěn)定在同一高度。這使學(xué)生認(rèn)識(shí)到習(xí)題與實(shí)際問題的區(qū)別，學(xué)會(huì)從實(shí)際物理問題中抽象出物理模型，靈活運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題。

二、學(xué)會(huì)合理遷移

下面以一個(gè)實(shí)例來詮釋合理遷移的方法。

〖例 1〗如圖 1 所示，在平面 x0y 中，電場強(qiáng)度大小為 E 的勻強(qiáng)電場沿 y 軸負(fù)方向，一個(gè)質(zhì)量為 m，帶電量為 +q 的帶電粒子由點(diǎn) A 斜角射出，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上有兩點(diǎn) B、C，已知 l0 是常數(shù)，忽略粒子受到的重力。求：①電場力在帶電粒子由 A 到 C 過程中對其所做的功；②粒子由 A 到 C 的時(shí)間；③經(jīng)過 C 點(diǎn)時(shí)粒子的速率。

〖解析〗根據(jù)題目條件和圖示可知，帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡類似于斜拋運(yùn)動(dòng)，忽略重力的情況下，在勻強(qiáng)電場力作用下的粒子運(yùn)動(dòng)情況等同于粒子僅在重力作用下的運(yùn)動(dòng)情況，粒子做斜拋運(yùn)動(dòng)。處理斜拋運(yùn)動(dòng)的常用方法是將其拆分為兩個(gè)相互垂直的運(yùn)動(dòng)，分別進(jìn)行單獨(dú)研究。因此，我們同樣可以將該方法遷移到本題，將粒子運(yùn)動(dòng)拆分為水平、豎直兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。粒子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上有沿 y 軸正方向的初速度，但它僅受沿 y 軸負(fù)方向的電場力作用，做加速度為 的上拋運(yùn)動(dòng)。

〖總結(jié)〗學(xué)生對電場力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)不熟悉，因此，教師在習(xí)題講解過程中要引導(dǎo)學(xué)生將重力換成電場力，重力加速度換成電場力作用下的加速度，將斜拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)和處理方法遷移到本題中，學(xué)生就可以用自己熟悉的方法去解決比較生疏的問題。在理解問題情境的基礎(chǔ)上，聯(lián)系已學(xué)知識(shí)，將已熟練掌握的知識(shí)和方法遷移到新的問題中可以幫助學(xué)生順利地分析和解決陌生問題，從而拓展學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

三、構(gòu)建合理模型

解決物理問題的前提是先對物理過程進(jìn)行全面了解和分析，利用草圖展示物理過程。換句話說，就是建立物理模型的過程。物理模型的種類很多，有條件模型、過程模型、實(shí)體模型，等等。教師在開展習(xí)題教學(xué)過程中，應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生掌握常見的物理模型，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)建立物理模型，形成運(yùn)用物理模型處理復(fù)雜物理問題的思維習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

〖例 2〗光滑地面上一個(gè)半徑為 R，質(zhì)量為 m 的空心球，內(nèi)部有一質(zhì)量為 n、大小忽略不計(jì)的光滑小球 B（如圖 2 所示）。B 球在與 A 球圓心相同的高度釋放。請計(jì)算，當(dāng) B 球落到 A 球底部時(shí)，A 球向后移動(dòng)的距離。

乍一看這個(gè)題目是關(guān)于變速機(jī)械運(yùn)動(dòng)的問題，但仔細(xì)分析就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)問題和人在船上走的問題類似，都可以用動(dòng)量守恒定律來尋找答案。B 球落到底部時(shí)相對地面向前移動(dòng)的距離為 S1，A 球向后移動(dòng)的距離為 S2，則 S1+S2=R，依據(jù)動(dòng)量守恒定律可知 mv1=nv2，則 。由此可見，通過構(gòu)建合理模型可以快速找到解決問題的方法。

四、破除慣性思維

積累豐富的解題經(jīng)驗(yàn)固然能夠幫助我們加快解題速度，但如果思維受到慣性思維的影響，在解決新問題時(shí)就容易形成認(rèn)識(shí)誤區(qū)。有時(shí)慣性思維對學(xué)生的不利影響是非常嚴(yán)重的，因此，教師在習(xí)題教學(xué)過程中，為了幫助學(xué)生突破思維慣性就需要從創(chuàng)新視角去啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維，跳出慣性思維模式，提出創(chuàng)造性的解題思路。

〖例 3〗長度足夠的光滑平行金屬軌道 MN、PQ，置于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)電滑棒 ab 和 cd 的質(zhì)量均為 m（如圖 3 所示），其中 ab 的初速度為 0，cd 初速度為 v0。試計(jì)算 ab 棒的末速度，整個(gè)過程中感生電流產(chǎn)生的熱量。endprint

當(dāng)學(xué)生首次接觸這種問題時(shí)，常常會(huì)受到電磁學(xué)知識(shí)的局限，不知如何下手。這時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生跳出電磁學(xué)知識(shí)的慣性思維，換一個(gè)角度，從動(dòng)量守恒定律及能的轉(zhuǎn)化來求解。如果在水平方向上除了兩物體的相互作用，不受其他外力作用，那么就可以將其作為完全非彈性碰撞來處理，這樣轉(zhuǎn)換思路就能找到解決問題的方法，得出答案。

五、訓(xùn)練學(xué)生思維

學(xué)生的思維能力是物理核心素養(yǎng)的重要組成部分之一。在習(xí)題教學(xué)過程中，教師可利用一題多解、一題多變來訓(xùn)練學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。正所謂萬變不離其宗，只要學(xué)生掌握了正確的思維方法，不管題目如何變化都能應(yīng)付自如。

首先，一題多解。它是指從不同角度，使用多種方法去解決一個(gè)物理問題，這樣可訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究。例如：

在桌子中央上有一個(gè)靜止圓盤，桌布一邊與桌子的邊重合，假設(shè)桌布與圓盤之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ1，圓盤與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ2。如果快速以方向水平垂直于桌子邊的固定加速度 a 抽離桌布，請問加速度滿足什么條件才能確保圓盤不會(huì)從桌面掉下？

這道題目有十多種解法，涉及的知識(shí)面廣，需要學(xué)生具備靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。在講解習(xí)題時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生從不同角度去分析、思考，啟發(fā)學(xué)生尋找更多的解題思路，以找到最佳解法，從而培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。

其次，一題多變。通過一題多變可以增加學(xué)生的思維深度，拓展學(xué)生的思維寬度，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。一題多變要求學(xué)生從不同角度去思考問題，在此過程中進(jìn)一步加深對問題的認(rèn)識(shí)。在教學(xué)中合理運(yùn)用一題多變可以有效激發(fā)學(xué)生的探索欲。通過結(jié)合教材對原題目的表現(xiàn)形式、題目條件進(jìn)行合理變化可以開闊學(xué)生的思路，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

綜上所述，合理選擇適當(dāng)?shù)慕忸}方法并靈活運(yùn)用是解決物理問題基礎(chǔ)條件。是否能夠正確選擇方法來靈活解決物理問題取決于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的高低。做物理習(xí)題是訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決物理問題的有效途徑，通過科學(xué)有效的習(xí)題教學(xué)，可以訓(xùn)練學(xué)生的物理思維方法，提高其靈活運(yùn)用物理知識(shí)解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，從而促進(jìn)物理課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

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（責(zé)編 盧建龍）endprint