劉亞平
摘要:做習題是學好物理的重要途徑之一,有效的習題教學能幫助學生鞏固、深化所學物理知識。本文結合教學實際,探討了物理習題教學的幾點思考。
關鍵詞:物理;習題教學;有效性
習題教學由于其獨特的教學功能,一直是高中物理教學的重要組成部分。習題教學,通過對具體問題的分析和解決,能鞏固、活化、深化所學物理知識,培養(yǎng)學生的科學思維能力,促進學生領會物理思想方法,養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度。
當前,對待習題課的認識大多處于一種“不自覺”的“經驗狀態(tài)”。學校、教師和學生迫于各種壓力,不得不進行各種花樣翻新的應試訓練,重“量”輕“質”,重“難”輕“基”,重“結果”輕“過程”,“題海戰(zhàn)”加“滿堂灌”,從而使習題教學偏離了科學性,違背了新課程理念,這必然導致習題教學的效益低下,由此陷入困境。因此,習題教學面臨的最大挑戰(zhàn)就是有效性問題。下面是我對提高習題教學有效性的幾點思考。
一、精心選編習題是關鍵
習題應注重基礎性,特別是對剛進入高中的同學,教師要幫助他們順利跨越初中到高中的這道檻。而基礎題易被廣大教師忽視,其實它們包含最基本、最重要的物理知識,可使物理概念規(guī)律等知識在大腦中重現,達到鞏固物理概念和規(guī)律,認識物理現象的本質,形成物理學科基本觀念的目的。其次要避免兩種傾向:一是低水平地重復,這種重復會浪費學生的時間和精力,更嚴重的會阻礙學生能力的發(fā)展;再一個傾向是盲目地拔高,習題設置上“一步到位”,從高一到高三習題教學目標均定位在“高考水平”,這種生硬強行拔高會嚴重挫傷學生的學習積極性。因此,要注意把握好層次性,層次性就是將教學目標定位在學生的“最近發(fā)展區(qū)”上,由簡到繁,由易到難,梯度合理,拾級而上,這樣才符合學生的認知規(guī)律。
新課程和高考均強調理論聯(lián)系實際。物理要貼近生活,貼近生產,貼近自然,貼近社會,因此習題設置應突出真實性和情景性,應多選擇有實際科技背景或以真實物理現象為依據的問題。例如:體育、醫(yī)學、生活中的物理問題。這些問題既訓練了學生的科學思維能力,又聯(lián)系了科學、生產、生活實際,因而具有生命力。切忌那種脫離實際的“純思辨游戲”式的題目。
二、提高思維能力是核心
1.通過一題多解培養(yǎng)思維的發(fā)散性
很多習題都能做到“一題多解”,這就要求我們在解答后不應滿足于一種解法,而應將問題進行開放性討論,引導學生換一個角度思考是否還有其他解法。經常這樣做,不但能使他們知道哪種類型的問題采用哪一種解法最簡捷、最合理,而且能拓寬學生視野,鍛煉學生的發(fā)散性思維。
例:甲、乙兩運動員在訓練交接棒的過程中發(fā)現:甲經短距離加速后能保持9m/s的速度跑完全程;乙從起跑后到接棒前的運動是勻加速的。為了確定乙起跑的時機,需在接力區(qū)前的適當位置設置標記。在某次練習中,甲在接力區(qū)前s0=13.5m處作了標記,并以v=9m/s的速度跑到此標記時向乙發(fā)出起跑口令。乙在接力區(qū)的前端聽到口令時起跑,并恰好與甲的速度相同時被甲追上,完成交接棒。已知接力區(qū)的長度為l=20m。
求:(1)此次練習中乙在接棒前的加速度a;(2)在完成交接棒時乙離接力區(qū)末端的距離。
這是2007年高考理科綜合能力測試題(全國I卷)第23題。此題物理情景緊密聯(lián)系實際,它考察了運動學中的勻速直線運動和勻變速直線運動規(guī)律及兩物體的追及相遇問題??疾鞂W生的閱讀理解能力和構建物理模型的能力。我們可引導學生用多種解法求解:①運用初速度為零的勻加速直線運動位移公式和速度公式求解;②運用平均速度公式求解;③運用勻變速直線運動推論公式求解;④運用相對運動知識求解;⑤運用v-t圖象求解。
2.通過多題一解培養(yǎng)思維的深刻性
有些物理問題看似相差很遠,物理情景也有很大不同,但我們深入分析會發(fā)現它們其實隱藏著相同的物理規(guī)律,可用同一種解法解決。這種多題歸一訓練可培養(yǎng)學生思維的深刻性。
例:如圖(1)所示,帶有1/4光滑圓弧軌道,質量為M的滑車靜止于光滑的水平面上,一質量為m的小球以水平速度v0沖上滑車,當小球上行再返回并脫離滑車時,以下說法正確的是( )
A.小球一定水平向左做平拋運動
B.小球可能水平向左做平拋運動
C.小球不可能做自由落體運動
D.小球不可能水平向右做平拋運動
此題以小球和滑車為系統(tǒng),它們在相對滑動過程中發(fā)生相互作用,這一動一靜彈性碰撞過程相比較,初看相差懸殊:相對滑動是持續(xù)作用過程,碰撞是短暫作用過程。但我們稍做深入分析便知它們都遵循相同的規(guī)律:水平方向動量守恒和機械能守恒。因此,此問題與“一動一靜彈性正碰”模型是同一解法,易求得答案為B選項(解略)。通過這一問題可使學生更深入地理解相關的物理規(guī)律。
3.通過一題多變培養(yǎng)思維的創(chuàng)造性
解完一道題后,還應啟發(fā)、指導學生,將題設或結論中的部分條件作些改變,進行“一題多變”,或將命題進行推廣,從而使學生在更深的層次上理解有關問題,做到舉一反三,從個性中總結共性,實現由“一個題”到“一類題”的飛躍,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。
例:用一根長為15cm絕緣細繩懸掛一個帶電小球,小球的質量為0.5×10-2kg,所帶的電荷為+2×10-8C,現加一水平方向的勻強電場,平衡時絕緣細線與豎直方向成30°角,如圖(2)所示。求該勻強電場的場強。
此問題是電場知識和力學知識的結合,容易求解,但僅滿足于此是不夠的。引導學生將題目的條件變一變,又會怎么樣呢?在教師引導下,學生集思廣益,提出如下問題:
(1)在平衡位置時,突然剪斷細繩,小球如何運動?
(2)若將小球緩慢拉回到豎直方向最低位置,拉力要做多少功?
(3)將小球拉到與豎直方向的夾角多大時,由靜止釋放,恰好使小球到達豎直位置的速度為零?
(4)要使小球繞O點做完整圓周運動,應滿足什么條件?
(5)現將細繩向右拉到水平位置后釋放小球,求小球運動到最低位置時的速度和細繩的拉力。
通過引導、變化,此問題已涉及帶電體的平衡、加速、偏轉、圓周運動等方面問題。這樣啟發(fā)學生從不同角度多個側面進行剖析思考,能很好地培養(yǎng)學生思維的創(chuàng)造性。
三、題后及時反思是升華
物理習題總是針對某些知識點而設置,因此在練習后,應對所用知識點進行總結,多問幾個為什么,如解題時用了哪些基本物理概念和物理規(guī)律,運用了哪些基本物理方法,題型有何特征,解題的關鍵是什么,等等。學生訓練中的錯答往往具有迷惑性和潛在性,教師要從源頭上幫助學生理順關系,從正面、反面、側面等不同角度去分析和討論,使學生對錯誤有深刻的認識,這樣才能有效防止再犯類似錯誤。
系統(tǒng)科學的“反饋原理”認為,學習是學習者吸收信息并輸送信息,通過反饋和評價知道結果正確與否的整個過程。這表明,只有輸入信息而沒有反饋信息并不是一個完整的學習過程。因此,習題教學中引導學生養(yǎng)成題后反思的習慣,反思習題的物理思想和物理方法,反思習題設計的目的和原理,反思自己學習的體會和收獲,這樣比盲目做大量的習題更有價值,也更有效。