巧用習題教學啟迪學生思維

李世陽

摘 要：本文通過高中物理教學案例來談習題教學啟迪學生的思維。一題多問和一模多變、以及疊加法都是習題教學啟發學生思維的重要手段。教師要以基礎題為習題課的引入點，再通過變式不斷深挖，從而提高習題教學的實效。

關鍵詞：高中物理；習題教學；啟迪；思維

近年來全國高考物理試題越來越重視考查學生的核心素養，特別注重學生思維能力的考查。物理教學中教師要根據教學實際有意識地培養學生建構理想模型的意識和能力。習題教學是學生提高學習成績的重要平臺，習題評講課中教師要給予學生充裕的時間思考并引導學生參與交流。當學生出現困難時，教師要引導學生嘗試用科學思維方法去解決。本人聽課中發現有不少老師在高中物理習題教學中還是滿堂灌，不注重學生思維能力培養，甚至有些老師不懂如何入手去培養學生的思維能力。因此本人結合近年來的高中物理教學來談談如何在平時的習題講評中啟迪學生思維。

1 巧用一題多問發散學生的思維

物理建模能力是高考物理考查的重點。習題教學中通過物理模型來發散學生的思維，在幫助提升學生解題能力的同時，要用心尋找激發學生思維的切入點。教學中教師不可能像公開課一樣每節習題講評課都精心準備學案，但是在講評練習時要根據學情，精心挑選合適的題目發散學生思維。一題多問模式是充分利用學生練習中物理模型題，通過不同的設問來啟發學生的思維?，F在以下面例題的教學為例。

例1：如圖1所示，一個滑塊從斜面的P點由靜止開始運動，最終停在水平面的Q點。已知滑塊的質量為m， P點離BQ水平面的高度為h，PQ的水平間距為s。若所有接觸面的動摩擦因數相等，那么動摩擦因數為多少？

本題是動能定理在高一物理必修二練習冊中一種基礎模型。高一動能定理例題講評后，批改學生課后作業時發現還有很多學生對這種類似的題目還是稀里糊涂的，究其原因是學生對本模型理解不到位，解題的思維沒有跟上。為了提高學生這種題的解題能力，本人在教學中做了如下的拓展。

1.1 增加設問，探索應用

在原題基礎上增加設問，引導學生積極思考，探索動能定理的應用。設問：若用力將滑塊從Q點再拉回到P點，則拉力至少需要做多少功？通過設問改變，激發學生思考有哪些過程、分析受的力、如何列出關系式。講評原題時基本上學生都說會做了，實踐中發現沒有組織思考分析的班級學生，增加的設問方程式列的亂七八糟。說明在教學中引導學生思維、規范學生解題有助于提升學生的解題能力，同時通過增加設問也有效檢測知識應用情況并培養學生的解題習慣。

1.2 改變條件，提高思維

原題基礎上改變條件，設置設問，激發學生思考。設問：如圖2所示改為PD斜面，仍由靜止釋放，所有接觸面的動摩擦因數不變，問滑塊能否到達Q點？若能到達Q點的速度為多少？改造后增大了思維難度。原來情景的基礎上略作變化后，很多學生不知所措。課堂上組織學生討論、交流。首先問學生滑塊能不能沿斜面下滑？交流后得到通過力學判斷滑塊能夠下滑。然后問能不能到達Q點？通過提問交流，統一認識先假設能到達Q點。學生根據過程列式，并經過數學分析得到結果。學生經歷這些過程，思維得到很好的鍛煉。

通過簡單的增加設問，學生整個思維得到很好的發散。經過一系列問題思考的學習過程，今后這種模型的題更得心應手，同時可以遷移到其他模型分析更能積極思考尋求方法解決問題。通過這種模式的教學，學生熟悉了受力分析、過程分析、列式、條件判斷等一系列過程，可以讓學生的解題規范起來，解題的切入點也清晰。教師認真鉆研習題與教材，充分抓住教學資源，努力挖掘學生的能力，從而真正提高習題教學實效。同時一題多問的訓練與講評能夠較好的反映學生解題方面及知識應用能力方面存在的問題，從而真正讓學生感受到上課聽得懂、課后也會做。只有教師教學中用心啟發學生思維，而不就題論題，才能調動學生的思維積極性。教師要及時引導，學生才能逐步形成良好的思維習慣。

2 利用一模多變整合學生的思維

高考物理試題中知識系統的整合度較高，難度也較大。為了讓學生獲得較理想的成績，除了培養學生的學習興趣，還要求高中物理教師在習題評講中注重知識的融合，提高學生解題能力。教師在大容量的知識體系的評析中，要讓學生感受到物理知識的融合，一模多變是重要手段之一。教學中發現很多學生在同一模型中運用不同元件組件時束手無策、無從下手，主要原因是學生知識系統性不強，解題方法欠缺。針對這種情況，以下面例題2教學實踐為例來分析一模多變在習題教學中的運用。

例2：2016年新課標Ⅱ理綜高考24題（原題略）

如圖3所示，金屬桿在恒力F的作用下，在勻強磁場外做勻加速運動，然后在磁場內金屬桿做勻速運動。根據牛頓第二定律、運動學公式求出剛進入磁場時的速度，再根據法拉第的電磁感應定律求出切割電動勢。進入磁場后勻速運動，通過金屬桿受力平衡求出安培力，再利用閉合電路歐姆定律求電流，則可求電阻。

電磁感應的試題綜合應用比較強，教學中很容易融合高中物理的主干知識和物理方法的運用。 學生學習和教師評析過程中，解決電磁感應的基本解題思路：找電源、看電路、受力分析、列式等。但是電磁感應知識應用比較抽象，模型也比較多變化。這就要求教師在教學中整合知識應用，提升學生思維能力。本人教學中對本題做了下列拓展。

2.1 更換元件，激發思考

如圖4所示，用電容器替換原題中的電阻，再設置問題。問：若磁場區域無限大，框架足夠長，試分析金屬棒進入磁場后金屬棒速度大小隨時間變化的關系？學生在解題時除了運用動力學，還需要了解電容器的工作原理。教學中引導學生分析金屬桿進入磁場前后受力的變化，哪些力是恒力、哪些力是變力、變力又如何變化。通過思考與交流，讓學生深刻認識到電容器與電阻不同工作原理，及處理速度與時間關系的方法。通過訓練，學生解似曾相識的題目時認真思考，從而培養學生認真審題的習慣。

2.2 改變情景，化靜為動

原題的基礎上略作修改如圖5所示，讓靜止的磁場勻速運動起來。修改部分：t0時刻，當金屬桿剛進入勻強磁場時，恰好勻強磁場也開始以速率v1向右勻速運動。金屬桿在磁場中能始終保持勻速運動。修改后看似沒有多大變化，但學生解題時又很茫然。其實學生主要是切割磁感線產生電動勢公式E=Blv中的速度理解不透徹。在教師的啟發和交流中，理解E=Blv中的速度是相對磁場的速度。這樣的改造促使學生平時學習中重視物理概念，理解清楚物理公式中各個符號的意義，碰到不熟悉的題目要從物理概念入手去思考問題。

通過一模多變這種模式教學引導學生整合物理模型、理解物理概念、物理規律，激發他們的思維，從而提升學生的思維能力。習題教學中教師調動學生思考的同時，又讓學生體會解題的快樂，感受解題方法，使課堂變得高效。

3 善用疊加法激發學生的思維

高考中物理部分題量較少，但考查知識又廣，所以很多題目都體現了組合的味道。有物理情景的組合，也有物理知識的組合應用。通過組合提高試題的廣度，也提高了思維深度。因此高中物理習題教學中教師要從易到難、由淺入深逐步提高思維能力，從而夯實學生的基礎。這種組合性的疊加法教學模式能夠使學生的知識系統化，應用思維化。下面以例3教學為例。

例3：如圖6所示，在a點處固定一孤立點電荷+Q，c為ab中點，d為ac的中點，ec垂直ab，比較d、c、e、b點的場強大小和電勢的高低。

本題考查孤立點電荷中電場的性質。電場的性質是高考重要的考點，疊加法是重要的物理思想方法。習題教學中如果把幾種常見的電場分開評析，不利于學生的思維發展，而且浪費時間。教學中要充分利用這種疊加組合思想，突破思維瓶頸，讓學生在學習中事半功倍。習題講評中本人做了如下實踐。

3.1 同類疊加，啟發思考

首先原題的基礎上引入一個等量正電荷加在b點如圖7所示，讓學生分析例3中各點場強的大小和電勢的高低。雖然這是常見的一個電場模型，但是交流中教師讓學生領略是兩同種點電荷電場進行疊加而成。啟發學生思考得到除了用抽象的計算式進行疊加，還可以利用電場線模式進行形象分析。課堂上讓學生充分討論交流中得到結論，而不是讓學生死記硬背。

其次換成引入一個2倍電量的正電荷同樣放在b點如圖8所示，再讓學生分析從ab連線上電場和電勢的變化。這樣加大了學生的思維力度，在前面的基礎上引導學生思考，得到本題結論。通過疊加法的應用，讓學生的思維得到升華。

最后引入一個等量負電荷同樣放在b點如圖9所示，通過差異性，讓學生思維碰撞，從而真正理解點電荷電場的疊加。

3.2 組合疊加，引導應用

孤立點電荷+Q所在空間引入場強為E沿ab方向的勻強電場，仍然比較d、c、e、b點所在位置的場強大小及電勢的高低。課堂上激發學生積極思考，引導學生應用疊加法分析問題，得出結論。然后把勻強電場改為沿ba方向、沿e c方向、沿c e方向，讓學生感受變化，達到熟練掌握電場的性質。

這種疊加法在習題教學中的應用，不但可以復習電場性質，同時也培養了學生的思維能力。針對這道題，我們還可以運動電荷在孤立點電荷+Q電場中直線運動、曲線運動的疊加，經過訓練讓學生達到熟練掌握解題方法。教學內容先簡單后復雜，符合高中學生認知規律。習題教學中，特別是高三復習課多一些疊加法的訓練，學生的解題思路將更加清晰，知識運用更加熟練，同時習題的功能也更好的展現。

習題教學要以培養學生的思維能力為主要切入點，教學中及時抓住有效的教學資源，充分拓展學生的思維。教師要充分利用基礎模型題作為習題課的引入點，再通過基礎模型的變式不斷深挖，從而提高課堂教學的實效性。一題多問、一模多變、疊加法模式是習題教學培養學生思維的有效手段。通過設問、情景的改變，引導學習積極思考、敢于提出問題、嘗試解題、嘗試交流，這樣有利于激發學生積極思考。教師選擇試題要關注：學情、高考考查的要求與方向、物理學科核心素養。高三教學中更應該以基礎題為跳板，面向高考把握試題的難度，應注重引導學生感悟物理學科的科學思想、方法，養成積極思考、大膽分析問題的習慣。