淺議物理學科中如何運用難題教學

姜龍

摘 要：物理教學中，習題課是教學的重要組成部分。教師在物理教學中把握好難題的選取和運用，可以更好地使學生鞏固舊知識，掌握新知識，培養思維的創造性和靈活性，掌握解決物理問題的方法，提高分析問題、解決物理問題的能力。如何運用難題上好習題課，提高教學質量，該文通過實例探討了如何選取難題及注意事項。并從5個方面介紹了常用的難題教學手段。

關鍵詞：物理教學 難題 選取與運用

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（b）-0216-02

習題是課程內容的重要組成部分，而難題教學是習題教學的重要組成部分。教學活動中，怎樣運用難題教學并取得良好效果，提高教學質量，值得我們認真探討。事實上，教師能否成功地運用難題教學，關鍵在兩點：一是運用哪些題，即選題；二是怎樣運用題，即運用手段。

1 怎樣選取難題

所謂難題，是指多數學生在特定時間內難以完整解答的習題。難題大致可分為技巧性難題和綜合性難題兩類。

技巧性難題難在學生不易考慮到或容易忽視的某個關鍵點上，一且能找到這個關鍵點，問題即可迎刃而解。例如，“某物體在四個共點力作用下處于平衡狀態，若將其中的一個力Fl旋轉 90°。求這4個力的合力。若將Fl旋轉180°，結果又如何？”此題關鍵點在于，物體處于平衡狀態時Fl與其余3個力合力的大小相等，方向相反。清楚了這點，問題就變得很簡單了。

綜合性難題難在它往往包含著多個物理過程，且各過程間有著錯綜復雜的因果關系。解決此類難題，學生必須對已有知識有足夠扎實的基礎，對各物理過程及其關系有明確的認識，并具有一定的運用知識分析問題解決問題的能力。以下是一道綜合性題如圖1（a）所示。豎直致置的U型金屬框，處于磁感應強度為B的勻強磁場中，導體AB可緊靠框架無摩擦地上下滑動，并在滑動中永遠保持水平。若AB的質量為m，有效長度為L，電阻為R，U型框電阻可忽略不計，求導體AB下落時所能達到的最大速度。該題包括的物理過程有：導體AB在重力作用下下落，隨著速度的增大，引起感應電動勢E=BLv增大→感應電流I=E/R增大→安培力F=BIL增大→當F=G時，因其方向相反，AB受力平衡而做勻速直線運動，從而速度達到最大值。明確了物理過程，根據各量之間關系即可求解。

教學過程中，教師對難題的選取是難題教學的基礎。教師選題時，要突出“五性”，即科學 性、典型性、針對性、新奇性和適當性。所謂典型性，就是題要具有代表性，要能起到舉一反三觸類旁通的作用；所謂針對性是指題要針對所授內容，針對知識重點和難點，針對學生易混淆易出錯的知識點。所謂新奇性是指題要能引發學生興趣，激發學生強烈的求知欲和思維的興奮性。所謂適當性是指題難易要適當，不要過難，不要超綱，教師要充分考慮到學生的知識水平和解決問題的能力，以免挫傷學生學習的積極性和創造性。

以下是一道多變型習題，教師可針對不同的學習內容， 選用不同形式的變換。如圖1（b）所示，有一質量為2 kg的物體自傾角30°的斜面頂端由靜止開始滑下，設物體與斜面間滑動摩擦系數為μ。（1）若物體勻速下滑，求摩擦系數μ；（2）若斜面光滑，即μ=0，求物體下滑的加速度；（3）若μ=0.3，求物體下滑的加速度；（4）若μ=0.3，要使物體產生1m/s2沿斜面向下的加速度，求沿斜面施加外力的大小和方向；（5）若μ=0.3，斜面高為5 m，求物體到達底端的速度。這是典型的斜面問題，設計了5種變換〈事實上還可設計更多的變換），教學時教師可根據教學進度和要求選用 。如學習了矢量合成和分解，可選（1）做練習，學習了牛頓運動定律，可選（2）、（3）、（4）做練習，學習了機械能可選（5）或其他變換來鞏固功能關系等知識。

總之，教師選題時，目的住要明確，不能信手拈來、盲目取題，否則難以達到理想的教學效果。

2 怎樣運用難題教學

選題是基礎，運用是關鍵。怎樣運用難題來進行教學，值得教師在課前認真思考。取用哪些題，取用哪種方式，要達到何種目標，怎樣來實現這個目標，教師應做到心中有數。

我們的學生，正值好奇心強、求知欲強、精力旺盛、思維活躍的年齡，他們具有強烈的創造欲和成功欲 。因而在難題教學過程中，教師應抓住學生的心理特點，充分發揮學生的主體作用。讓學生有參與意識 ，想方設法吸引學生進入情境，從而發掘出學生潛在的智能。要實現這點，教師應在教學手段上多加研究。

難題教學手段通常有以下幾種：課下思考式、 課堂討論式、教師講解式、課堂練習式或學生演板式 。

2.1 課下思考式

這種方式就是將較大難度的題留給學生在課下思考解答，因時間充分，利于學生充分思考或查閱資料，尋找出正確答案。例如，在講過平面鏡成像規律之后，可留給學生下面思考題“如圖1（c）所示，為垂直放置的兩個平面鏡，S為一點光源，問S能通過平面鏡呈幾個像，并畫出各像的位置”。采用這種形式時，題難度可適當大些，綜合型、技巧型題均可。

2.2 課堂討論式

這種方式是教師在講課過程中，把問題出示給學生，讓學生討論后抽查解答。例如，在講“天然放射現象”一節時，讓學生討論產將鈾礦石放在一玻璃容器內，然后密閉，幾天后容器內發現了氦氣，怎樣解釋這種現象？在講“牛頓第二定律”一節時，讓學生討論產幾個大小和方向均不改變的共點力作用在物體上，物體可能的運動狀態有哪些？諸如此類的問題，難度不大，學生經過幾分鐘討論，一般能夠解決。課堂討論形式，目的是使學生加深對一些問題的認識，澄清一些模糊問題，因時間較短，題不要太難，更不宜出綜合題。

2.3 教師講解式

這種方式多選用綜合性難題，學生在教師啟發引導之下，循序漸進，將所學知識運用掌握。運用這種方法教學時，教師應注意加強對學生解題方法的培養，如極限分析法、類比法等。例如在直流電路習題課上，教師可選用下面習題講解“如圖1（d）所示電路中，當變阻器Rl阻值減小時，伏特表和安培表讀數怎樣變化？”教師可先用常規解法分析解題，然后再介紹極限分析法求解。

2.4 課堂練習式或學生演板式

這種方式就是課堂上教師板示一些題讓學生練習，或抽學生在黑板上演板，從中發現問題予以糾正。采取這種方式時，教師選題難度要適當小些，盡量簡捷明快，沒有過多計算，以作圖題或選擇題為宜。

以上介紹了常用的難題教學手段，事實上難題教學方法很多，教師應根據具體情況靈活選用。順便指出，教師在難題教學過程中，還可以讓學生自編題或仿編題，鼓勵學生口頭或書面提出疑難問題，從而強化學生對物理知識和規律的掌握和運用。

總之，教師在物理教學中把握好難題的選取和運用，可以更好地使學生鞏固舊知識，掌握新知識，培養思維的創造性和靈活性，掌握解決物理問題的方法，提高分析問題、解決物理問題的能力 。

參考文獻

[1] 彭云雄.物理學習中的思維障礙及其克服方法[J].湖北師范學院學報：自然科學版，2006（3）：116-118.