段祝霞

摘 要

物理習(xí)題教學(xué)中從“是什么”、“為什么”、“錯(cuò)在何處”等方面對(duì)習(xí)題開展設(shè)問、追問，讓學(xué)生掌握物理學(xué)科本質(zhì)和背后隱藏的邏輯，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，提升物理習(xí)題教學(xué)的效果。

關(guān)鍵詞

物理習(xí)題 教學(xué) 學(xué)科邏輯 思維能力

習(xí)題教學(xué)在物理教學(xué)中具有舉足輕重的作用。在物理習(xí)題教學(xué)中，教師很關(guān)注習(xí)題的變式教學(xué)的追問，通過“一題多解、一題多變、一題多問、多題歸一”提升物理習(xí)題教學(xué)效率，這是值得肯定的。但習(xí)題教學(xué)中除了開展變式教學(xué)的追問，還得有“是什么”、“為什么”、“錯(cuò)在何處”等的追問。通過追問探尋物理問題的本質(zhì)，讓學(xué)生“知其然，更知其所以然”。通過這樣的追問讓學(xué)生透徹理解物理學(xué)科蘊(yùn)藏的邏輯，抓住物理問題的本質(zhì)，只有這樣才能活學(xué)活用，才能走出物理習(xí)題教學(xué)中學(xué)生“一聽就懂，一做就錯(cuò)”的泥潭，改善物理習(xí)題教學(xué)的效果。

一、追問“是什么”

“是什么”的追問包括：?jiǎn)柫?xí)題中的物體為何物，問習(xí)題中的情景與生活中的什么場(chǎng)景一樣或相似。通過“是什么”的追問可以促進(jìn)學(xué)生加強(qiáng)物理習(xí)題與所學(xué)知識(shí)的聯(lián)系，可以促進(jìn)物理習(xí)題與生活的聯(lián)系，增強(qiáng)物理習(xí)題教學(xué)趣味性?！笆鞘裁础钡淖穯柾趲熒詢烧Z的交流之間就解決了，然而其帶來的啟發(fā)性、趣味性卻不容小視。

例1.將一電荷量為+Q的小球放在不帶電的金屬球附近，所形成的電場(chǎng)線分布如圖1所示，金屬球表面的電勢(shì)處處相等。a、b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，則（ ）。

A.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大

B.a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高

C.檢驗(yàn)電荷-q在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的大

D.將檢驗(yàn)電荷-q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功

本例題的解答難度并不大，解決完問題之后，可以追問學(xué)生：什么樣的帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng)能用如圖1所示的電場(chǎng)線描述？通過這一追問讓學(xué)生構(gòu)建起本題情景與之前所學(xué)習(xí)的感應(yīng)起電知識(shí)和實(shí)驗(yàn)聯(lián)系，加深學(xué)生所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的橫向和縱深聯(lián)系，讓物理更具有“質(zhì)感”，不僅加深了對(duì)物理知識(shí)的理解，也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、追問“為什么”

物理習(xí)題教學(xué)中進(jìn)行“為什么”的追問目的在于不僅讓學(xué)生知道要怎樣做，更應(yīng)知道為什么要這樣做，弄清楚這樣做的道理何在，其背后隱藏怎樣的邏輯，即“知其然，知其所以然”。物理習(xí)題教學(xué)中除變式練習(xí)外還可從如下三個(gè)方面進(jìn)行“為什么”的追問。

1.為何要這樣規(guī)定

在物理學(xué)中有很多規(guī)定。比如：在電磁學(xué)中規(guī)定電子所帶電荷量為負(fù)值，質(zhì)子所帶電荷量為正值，電流方向?yàn)檎姾啥ㄏ蛞苿?dòng)的方向；規(guī)定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向?yàn)檎姾稍陔妶?chǎng)中的該點(diǎn)的受力方向；用符號(hào)表示電場(chǎng)方向時(shí)，用“×”表示磁感應(yīng)強(qiáng)度方向（或者電流，或者電荷運(yùn)動(dòng)速度方向）垂直于紙面向里，用“·”表示垂直于紙面向外。在物理習(xí)題教學(xué)中，若能因勢(shì)利導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生思考，并給學(xué)生講清楚“為什么”要這樣規(guī)定，必然能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的把握。

例2.試判斷如圖2所示的各圖中帶電粒子所受洛倫茲力的方向或帶電粒子的電性。

一次習(xí)題教學(xué)中，讓學(xué)生完成例2。在完成了該題后，有學(xué)生提出問題：為什么要做出這樣的規(guī)定？學(xué)生問的這一問題非常的有價(jià)值。從兩個(gè)方面給學(xué)生做出解釋。第一，為什么需要這一套符號(hào)？在磁場(chǎng)中經(jīng)常涉及不在同一個(gè)平面內(nèi)的3個(gè)方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流（或電荷運(yùn)動(dòng)方向）、安培力（或洛侖茲力），要把這三者的方向都表示出來就需要畫立體圖，發(fā)明這套符號(hào)可以用平面圖代替立體圖，使得畫圖簡(jiǎn)單，也最大限度避免了學(xué)習(xí)者因?yàn)樽鲌D能力不足而導(dǎo)致解決物理問題結(jié)果錯(cuò)誤。第二，為什么是這樣的符號(hào)？在物理學(xué)上，用帶箭頭的有向線段來表示物理量的方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度也不例外。射出去的“箭”，觀察者在“箭”尾后方看到的是“×”的十字，故而用“×”表示遠(yuǎn)離觀察者，即垂直于紙面向里；觀察者在“箭”頭前方看到的是一個(gè)“·”，故而用“·”表示靠近觀察者，即垂直于紙面向外。

2.規(guī)律為何不能適用

很多物理規(guī)律都有一定的使用范圍，學(xué)生不清楚就會(huì)亂套公式。在解決物理問題的習(xí)題教學(xué)中，除了要解決規(guī)律只適用于什么范圍，不適用什么范圍，更要講清楚為何規(guī)律不適用。即要弄清楚：應(yīng)怎樣？不能怎樣？為何不能？

例3.一臺(tái)電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，接上220V電壓后正常工作，消耗功率66W，求：

（1）電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少？（2）（略）

在解決非純電阻電路問題中，要引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出計(jì)算“非純電阻”用電器電流的方法：從功率入手，用P=UI計(jì)算；從串聯(lián)電路電流相等的特點(diǎn)入手，計(jì)算出流過與“非純電阻”用電器串聯(lián)的電器的電流即可；從并聯(lián)分流入手，計(jì)算出電路中的總電流和與“非純電阻”用電器并聯(lián)支路的電流，即可得到流過“非純電阻”用電器的電流。到此，解決了應(yīng)該怎樣的問題。在例3中，還應(yīng)該知道計(jì)算流過電動(dòng)機(jī)電流不能用部分電路的歐姆定律I=。為何不能？給學(xué)生解釋如下：電動(dòng)機(jī)消耗的電功大于產(chǎn)生的焦耳熱，UIt>I2Rt，約去It得U>IR，故部分電路的歐姆定律不適用。

3.為何要這樣

習(xí)題教學(xué)中，不能只局限于告訴學(xué)生正確的做法是怎樣。僅僅如此的話，學(xué)生可能會(huì)自己想明白為何要這樣，但是有些問題以中學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備和思維能力是不能想清楚的。清楚了“為何要這樣”比知道“要這樣”更重要，只有清楚前者，學(xué)生才算正真掌握物理的本質(zhì)。

例4.如圖3所示，做勻速直線運(yùn)動(dòng)的小車A通過一根繞過定滑輪的長(zhǎng)繩吊起一重物B，設(shè)重物和小車速度的大小分別為vB、vA，則（ ）

A.vA>vB

B.vA

C.繩的拉力等于B的重力

D.繩的拉力大于B的重力

解決本題的關(guān)鍵在于如何分解速度，教師會(huì)告訴學(xué)生要把小車的速度分解在沿繩和垂直于繩的方向，至于為什么要這樣做沒有解釋或者解釋得并不是很清楚。也正是學(xué)生不清楚“為什么”要這樣做，只是機(jī)械地按照老師所說的照葫蘆畫瓢。這樣的習(xí)題講解僅停留在以題論題的層面。關(guān)于這一個(gè)問題教師至少要講清楚以下5點(diǎn)：第一，分解的是研究對(duì)象實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度；第二，矢量的分解是任意的，它有無數(shù)多解；第三，為了把小車的速度和繩子的速度聯(lián)系起來，要將小車的速度沿繩子方向分解；第四，另一個(gè)分速度如何確定？與繩子垂直，因?yàn)閮蓚€(gè)垂直的分量互相獨(dú)立，它們?cè)趯?duì)方上的投影為0，一個(gè)分量的變化不會(huì)引起另一個(gè)矢量的變化；第五，分解為兩個(gè)相互垂直的分量，計(jì)算最簡(jiǎn)單。

三、追問“錯(cuò)在何處”

在習(xí)題教學(xué)中，學(xué)生的錯(cuò)誤也是不錯(cuò)的教學(xué)資源。追問“錯(cuò)在何處”就是要深入探尋學(xué)生的錯(cuò)因，讓習(xí)題教學(xué)不是簡(jiǎn)單停留在什么是錯(cuò)的，什么是對(duì)的，還更應(yīng)該讓學(xué)生清晰地知道我錯(cuò)在何處，為何出錯(cuò)。這樣學(xué)生才會(huì)對(duì)自己的錯(cuò)誤印象深刻。

數(shù)理結(jié)合是物理上常用的解決物理問題的方法。但是如果不搞清楚數(shù)學(xué)與物理的區(qū)別，生搬硬套，就很容易出錯(cuò)。分析物理公式，需要用數(shù)學(xué)方法，但是在條件變化中要注意物理公式的適用范圍，如根據(jù)F=G，僅從數(shù)學(xué)角度分析得到：“當(dāng)兩個(gè)物體靠的很近的時(shí)候，R→0，它們之間的萬有引力是無窮大”的錯(cuò)誤結(jié)論。在圖象中，也要注意數(shù)學(xué)和物理的區(qū)別，否則也會(huì)出錯(cuò)。

例5.假如某白熾燈的U-I圖象如圖4所示，圖象上A點(diǎn)與原點(diǎn)的連線和橫軸所成的角為α，A點(diǎn)的切線與橫軸所夾的角為β（橫、縱坐標(biāo)均為國(guó)際單位），以下說法正確的是（ ）。

A.白熾燈的電功率隨電壓U的增大而增大

B.白熾燈的電阻隨電壓U的增大而增大

C.在A點(diǎn)，白熾燈的電阻為tanα

D.在A點(diǎn)，白熾燈的電阻為tanβ

本題學(xué)生容易出錯(cuò)之處是：OA的斜率k為A點(diǎn)白熾燈的電阻，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可得OA的斜率為k=tanα，故而認(rèn)為C正確。α是幾何角，tanα=，在數(shù)學(xué)中橫縱坐標(biāo)是不需要選標(biāo)度的，而在物理上橫縱坐標(biāo)代表不同的物理量，需要選擇標(biāo)度，選了不同的標(biāo)度A點(diǎn)到橫縱坐標(biāo)的距離就會(huì)不同，相應(yīng)的α角也會(huì)不同，但是A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓U0，電流I0是不會(huì)隨坐標(biāo)選不同標(biāo)度而改變。如果把圖4中橫軸標(biāo)度變小為原來的一半，縱軸標(biāo)度不變，得到圖5，得到的圖象相當(dāng)于把圖4水平放大兩倍，而豎直方向不變。對(duì)比圖4和圖5，OA的斜率沒有變，但是角及其正切值都變了。教學(xué)中，應(yīng)該作圖5讓學(xué)生比對(duì)圖4和圖5，從而清楚數(shù)理的區(qū)別，探尋到錯(cuò)因。

只有學(xué)生具有“打破沙鍋問到底”的學(xué)習(xí)勁頭，把自己的疑問解決，把學(xué)科邏輯弄清楚，理解透徹，才能掌握物理的本質(zhì)，才能學(xué)好物理。為了能夠讓學(xué)生敢問、會(huì)問、善問，教師應(yīng)該做到以下幾個(gè)方面：第一，鼓勵(lì)與保護(hù)。教師應(yīng)多讓學(xué)生大膽說出自己的疑問，大膽追問。一開始學(xué)生也許不敢問、不懂該怎么問，教師要對(duì)學(xué)生的問題采取包容的態(tài)度，并客觀評(píng)價(jià)，以保護(hù)學(xué)生追問的積極性。第二，教會(huì)技巧與方法。教師要善于引導(dǎo)學(xué)生追問，教會(huì)學(xué)生問的技巧，讓學(xué)生知道該何處生疑，找出可問之處，讓學(xué)生懂得提問，慢慢變得善問。第三，給學(xué)生時(shí)間和機(jī)會(huì)。課堂不應(yīng)該一味追求進(jìn)度，更不應(yīng)該滿堂灌，教師應(yīng)該要學(xué)會(huì)“留白”，多給學(xué)生思考的時(shí)間和機(jī)會(huì)，多給學(xué)生表達(dá)的機(jī)會(huì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉桂枝.順學(xué)而導(dǎo)補(bǔ)全原解——基于學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”的“拉船模型”糾錯(cuò)策略[J].物理教師，2013，34（12）.

【責(zé)任編輯 孫曉雯】