張丹彤

(揚(yáng)州市教育局教研室,江蘇揚(yáng)州 225007)

高中物理教學(xué)過(guò)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(píng)課外,新授課、實(shí)驗(yàn)課中也會(huì)涉及例題講解和課后練習(xí)的講評(píng).在教學(xué)實(shí)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(gè)難題,學(xué)生在考試中還是會(huì)出現(xiàn)諸如容易的題做錯(cuò),經(jīng)常講的題做不對(duì),稍難一點(diǎn)的題不會(huì)做等現(xiàn)象.這種現(xiàn)象與平時(shí)習(xí)題教學(xué)的簡(jiǎn)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(jī)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(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)研究,充分把握學(xué)生的成長(zhǎng)規(guī)律,深刻領(lǐng)會(huì)學(xué)生的思維規(guī)律,深入研究教材,勇于創(chuàng)新,概括起來(lái)要做到就是“四求”.

1 求是——選擇合適起點(diǎn),反對(duì)一步到位

求是就是要求我們遵循規(guī)律,要遵循人的成長(zhǎng)規(guī)律和思維規(guī)律.高中3年盡管在同一個(gè)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(duì)一個(gè)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(duì)本課所學(xué)知識(shí)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(qiáng)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(guò)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(shì)能可忽略.現(xiàn)通過(guò)電熱絲對(duì)氣體 a加熱一段時(shí)間后,a、b各自達(dá)到新的平衡

(A)a的體積增大了,壓強(qiáng)變小了.

(B)b的溫度升高了.

(C)加熱后a的分子熱運(yùn)動(dòng)比b的分子熱運(yùn)動(dòng)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(qiáng)比b大,因而活塞向右移動(dòng).(氣體定律)

(2)重新平衡后 a、b壓強(qiáng)相等.(平衡條件)

(3)活塞對(duì)b做功導(dǎo)致b內(nèi)能增大,b溫度升高,選項(xiàng)(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(qiáng)增大,選項(xiàng)(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(xiàng)(D)正確.(內(nèi)能的概念)

由上述的解析過(guò)程,可以看出:本題只有選項(xiàng)B涉及熱力學(xué)第一定律問(wèn)題,而比較難確定的問(wèn)題蘊(yùn)含在選項(xiàng)(C)、(D)中,因此學(xué)生在解決本題時(shí)的思維活動(dòng)主要圍繞著綜合運(yùn)用氣體定律的知識(shí)來(lái)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(duì)學(xué)生全面理解、鞏固熱力學(xué)第一定律會(huì)產(chǎn)生較大的干擾作用.

2 求真——遵循思維規(guī)律,反對(duì)生搬硬套

求真就是要求我們?cè)谧裱?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(huì),學(xué)生在遇到陌生復(fù)雜問(wèn)題時(shí)常常會(huì)搜索記憶中教師講過(guò)或自己做過(guò)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(jiǎn)單遷移”.毫無(wú)疑問(wèn),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(duì)高考中不斷創(chuàng)新的物理問(wèn)題.在教學(xué)過(guò)程中,我們應(yīng)該堅(jiān)持“具體問(wèn)題具體分析”這個(gè)真理,逐步養(yǎng)成學(xué)生求真務(wù)實(shí)的良好品質(zhì),在平時(shí)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(zhǎng)的細(xì)繩,A、B點(diǎn)固定在木板上,木板豎直放置.繩OC穿過(guò)定滑輪(摩擦不計(jì)),其下端懸吊一個(gè)砝碼.此時(shí) O點(diǎn)到達(dá)一定的位置.問(wèn):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(diǎn)O到達(dá)原來(lái)的地方?

解題的思維過(guò)程分解如下表所示:

通過(guò)上述思維過(guò)程的慢動(dòng)作回放,我們應(yīng)該體會(huì)到,解決物理問(wèn)題的思維過(guò)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(duì)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(wèn)題(陳題)出發(fā),進(jìn)行有效的改造和變化,通過(guò)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(shuō)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(shí)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?xiàng)l件和所求結(jié)論之間互換)、縱向延伸(在一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單問(wèn)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(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn),如測(cè)定金屬導(dǎo)體的電阻率這樣一個(gè)常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)在江蘇省2009年高考試卷上拓展為測(cè)定一個(gè)圓臺(tái)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(shí)際上是把平時(shí)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(gè)電荷的靜電場(chǎng)問(wèn)題是從最常見的等量同種和異種電荷的電場(chǎng)變化而來(lái)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(duì)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(shí)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(dòng)態(tài);要求我們深入研究,不斷在司空見慣的物理問(wèn)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(lái)自太陽(yáng)的電子中微子(νC)而獲得了2002年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)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(lái)考查高中學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析解決問(wèn)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(duì)稱分布的電場(chǎng),其電場(chǎng)強(qiáng)度 E隨x變化的圖像如圖4所示.下列說(shuō)法正確的是

(A)O點(diǎn)的電勢(shì)最低.

(B)x2點(diǎn)的電勢(shì)最高.

(C)x1和-x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等.

(D)x1和 x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等.

圖4

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

暫且不去討論本題,而來(lái)看另一個(gè)問(wèn)題:等量同種電荷電場(chǎng)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(chǎng)線的分布圖,但很少關(guān)注場(chǎng)強(qiáng)大小變化的情況.借助這一模型我們來(lái)創(chuàng)設(shè)這樣一個(gè)新問(wèn)題:

如圖5,等量同種電荷處在一豎直線上,過(guò)兩電荷的中垂線作一 x軸,x軸與兩電荷連線的交點(diǎn)為原點(diǎn),試定性在圖6中畫出 x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的E-x圖線.

圖5

圖6

討論:顯然,在 O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為0.沿 x軸正向很遠(yuǎn)處,場(chǎng)強(qiáng)趨近于0.從O點(diǎn)沿x軸正向,場(chǎng)強(qiáng)先逐漸增大,再逐漸減小,途中某處場(chǎng)強(qiáng)一定有一個(gè)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(duì)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(lái)是我們非常熟悉的等量同種電荷的沿中垂線的場(chǎng)強(qiáng)變化圖線,至此,解決這一問(wèn)題就變得十分容易:由熟悉的等量同種電荷的等勢(shì)線分布圖不難知道,在 x軸上O點(diǎn)電勢(shì)最高,x1和-x1兩點(diǎn)處在同一等勢(shì)線上.

本例是一個(gè)非常精彩的創(chuàng)新案例,它從非常熟悉的問(wèn)題情景中以一個(gè)獨(dú)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(shí)也給我們一個(gè)啟示,創(chuàng)新并不神秘,完全可以從教材中、從平時(shí)熟悉的模型中去尋求創(chuàng)新問(wèn)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(shí),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(wèn)題和更有效的解法,減少隨意、雜亂和無(wú)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.