蔣基豪

摘 要：從問題表征的角度去實(shí)施物理教學(xué)，以切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的問題表征能力，筆者以為這是以物理問題來(lái)解決教學(xué)的關(guān)鍵所在。由于教學(xué)習(xí)慣的原因，可能教師更多的時(shí)候還是瞄準(zhǔn)答案來(lái)考慮教學(xué)的。而這種忽視了物理問題表征過程的教學(xué)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力是極為有害的。

關(guān)鍵詞：高中物理；高考；力學(xué)題；問題表征

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）8-0050-2

物理難，難在物理試題，物理試題難在問題的表征。所謂的問題表征，說得通俗一點(diǎn)，就是學(xué)生在面對(duì)問題時(shí)是怎樣“想問題”的。想的過程不同，對(duì)問題的表征就不同。問題表征不同，那所獲得的解決問題的思路就不同。良好的高中物理教學(xué)，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)、準(zhǔn)確地表征問題?，F(xiàn)以近兩年高考物理全國(guó)卷的幾道力學(xué)試題為例，談?wù)劰P者的觀點(diǎn)。

1 問題表征需要正確思維的引導(dǎo)

問題要想得到正確的表征，首先在于正確思維的引導(dǎo)，尤其是對(duì)于高中物理而言。建立一定的思維模式可以讓學(xué)生在面對(duì)相似問題時(shí)能夠最快、最準(zhǔn)確地尋找到表征方法，從而提高解題的效率。正確思維的引導(dǎo)，關(guān)鍵又在于恰當(dāng)?shù)奈锢砉ぞ叩倪x擇與運(yùn)用。

以2014年新課標(biāo)全國(guó)卷第2題為例。如圖1，質(zhì)量分別為mA、mB的兩個(gè)彈性小球A、B靜止在地面上方，B球距離地面的高度h=0.8 m，A球在B球的正上方。先將B球釋放，經(jīng)過一段時(shí)間后再將A球釋放。當(dāng)A球下落t=0.3 s時(shí)，剛好與B球在地面上方的P點(diǎn)處相碰，碰撞時(shí)間極短，碰后瞬間A球的速度恰好為零。已知mB=3mA，重力加速度大小g=10 m/s2，忽略空氣阻力及碰撞中的動(dòng)能損失。求：

（1）B球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度；

（2）P點(diǎn)距離地面的高度。

問題表征分析：

本題的解決需要用到多個(gè)物理工具：自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，豎直上拋的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，短時(shí)碰撞的動(dòng)量守恒與機(jī)械能守恒定律等。

同時(shí)，要注意本題中物體的運(yùn)動(dòng)過程的分解：B球先自由落體后豎直上拋；A球自由落體；A球與B球短時(shí)碰撞。知道了這四個(gè)過程，加上正確工具的使用，然后完成綜合，那本題就完成了正確表征。

具體解題過程簡(jiǎn)述如下：

2 問題表征需要關(guān)注不當(dāng)?shù)乃季S

問題表征之難，常常在于學(xué)生不能一下子正確表征問題。錯(cuò)誤的思維角度，不恰當(dāng)?shù)墓ぞ呤褂茫瑫?huì)讓學(xué)生在表征問題時(shí)走入岔路甚至是死胡同。物理教學(xué)中矯正學(xué)生錯(cuò)誤的思維，顯得非常重要。

以2015年新課標(biāo)全國(guó)卷第25題為例：一長(zhǎng)木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊。在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5 m，如圖2所示。t=0時(shí)刻開始，小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng)，直至t=1 s時(shí)木板與墻壁碰撞（碰撞時(shí)間極短）。碰撞前后木板速度大小不變，方向相反，運(yùn)動(dòng)過程中小物塊始終未離開木板。已知碰撞后1 s時(shí)間內(nèi)小物塊的v-t圖線如圖3所示。木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍，重力加速度g取10 m/s2。

（2）木板的最小長(zhǎng)度；

（3）木板右端離墻壁的最終距離。

在高考結(jié)束后筆者與部分學(xué)生進(jìn)行了聯(lián)系，談及本題時(shí)，有部分學(xué)生反映根本不知道如何去判斷木板的運(yùn)動(dòng)情況（完全不能表征）。也有學(xué)生表示不知道應(yīng)該在什么過程中去求木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)（部分不能表征）。還有學(xué)生說：“我能看出木板彈回之后受到地面的摩擦力、小物塊的摩擦力，但是由于不清楚此時(shí)小物塊向哪邊運(yùn)動(dòng)，因此不知道這兩個(gè)力的方向相同還是相反?！边@表明學(xué)生能正確選擇物理工具，知道問題表征的角度，但由于對(duì)過程尤其是木板碰撞前后小物塊的運(yùn)動(dòng)過程表征不清，因此對(duì)于木板受力方向的判斷也就無(wú)所適從。

分析學(xué)生的這些思維過程其實(shí)可以發(fā)現(xiàn)，要將學(xué)生錯(cuò)誤的思維向正確的方向引導(dǎo)，關(guān)鍵在于物理過程的表征。本題中，碰撞之前，小物塊與木板可以視作一個(gè)整體。碰撞之后，木板以同樣的速度即時(shí)反彈，而小物塊由于慣性將繼續(xù)向右做減速運(yùn)動(dòng)，從其減速開始到速度降為0，可以計(jì)算其運(yùn)動(dòng)的距離。由于小物塊始終未離開木板，說明其運(yùn)動(dòng)的距離小于等于木板長(zhǎng)度，等于之時(shí)即為木板的最小長(zhǎng)度。而木板右端離墻壁的距離則取決于其反彈之后的受力情況（勻減速運(yùn)動(dòng)），用動(dòng)力學(xué)的知識(shí)即可完成解答。

需要強(qiáng)調(diào)的是，在下屆學(xué)生的教學(xué)中遇到本題時(shí)，可以先放手讓學(xué)生思考，看學(xué)生的思維過程與曾經(jīng)的這些學(xué)生的錯(cuò)誤思維有哪些相同或相異的地方。知道了學(xué)生的基礎(chǔ)再去引導(dǎo)，往往可以更有效地幫學(xué)生表征問題。

3 問題表征能力的培養(yǎng)貴在堅(jiān)持

從問題表征的角度去實(shí)施物理教學(xué)，以切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的問題表征能力，筆者以為這是物理問題解決教學(xué)的關(guān)鍵所在。由于教學(xué)習(xí)慣的原因，可能教師更多的時(shí)候還是瞄準(zhǔn)答案教學(xué)。而這種忽視了物理問題表征過程的教學(xué)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力是極為有害的。

因此，培養(yǎng)學(xué)生的問題表征能力，貴在堅(jiān)持。具體有兩個(gè)方面：一是教師的教學(xué)意識(shí)，需要提醒自己遇到復(fù)雜問題時(shí)，幫學(xué)生理清過程，遠(yuǎn)比給學(xué)生提供解題過程更重要；二是學(xué)生方面，需要提醒學(xué)生物理問題的解決，不在于立即選擇好物理公式（甚至是套公式），而在于冷靜地分析問題，以使物理過程在自己的思維中更清晰（這樣實(shí)際上就完成了表征）。

事實(shí)證明，只要堅(jiān)持培養(yǎng)學(xué)生的問題表征能力，就能從根本上抓住物理問題分析的牛鼻子，從而讓學(xué)生在面對(duì)高考時(shí)變得更加從容與自信。

（欄目編輯 陳 潔）