巧用變式教學提高學生物理解題能力

肖秋芳

摘? ?要：如何提高課堂效率，培養(yǎng)學生的解題能力，這是每一位高三物理老師面臨的共同問題，要解決這一問題，在物理課堂教學中，習題的變式教學尤為重要。課堂變式教學中，可以讓學生從“變”的現(xiàn)象中找出“不變”的本質，從“不變”中總結規(guī)律，漸漸地培養(yǎng)學生靈活多變的思維品質，從而提高學生應變應用能力，努力培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)造意識，達到對學生能力的培養(yǎng)落到實處。

關鍵詞：習題教學;變式教學;多題歸一; 一題多問;一題多解;? 一題多變

1? 質不變形變

所謂“質不變而形變”是指穩(wěn)定的本質屬性不變，而非本質物理屬性處于經(jīng)常的變化中。教學中加強“質不變而形變”這一類題目的訓練，讓學生學會排除非本質的干擾，形成正確的方法，從而加強對物理問題本質的理解。[? 1? ]質不變形變也就是多題歸一，有些題一看似乎是不同的類型的題目，或是不相關的題目，當我們認真分析、比較，排除題目的不必要的、干擾的文字，挖掘本質的屬性時卻發(fā)現(xiàn)是同一類物理模型或是涉及相同的物理知識。多題歸一可以讓學生觸類旁通、舉一反三，提高物理課堂復習效率。習題教學最關鍵在于讓學生在審題時能夠把握題目最本質的特征，通過模型認知，重現(xiàn)這類問題的解決思路和方法，達到物理知識的遷移應用。[ 2 ]

例1：在光滑的水平面上，質量為m1的小球以速度v1與質量為m2的小球發(fā)生彈性正碰，求：碰撞后它們的速度分別為v3和v4。

由動量守恒定律和機械能守恒定律得

例2：如圖1所示，質量為M半圓軌道小車靜止于光滑的水平面上，小車上表面水平部分及1/4半圓都是光滑，一個質量為m的小球以初速度v0水平?jīng)_向小車，當小球再返回左端脫離小車時，小球與小車的速度分別為多少？

分析：小球在圓弧軌道上運動與軌道相互作用，把小球與小車看成一個系統(tǒng)，除重力外，不受其他外力，所以小球當回到左端時，小球與軌道組成的系統(tǒng)機械能守恒，動量守恒，列例1中①②可以計算得出數(shù)據(jù)。本題與彈性碰撞的模型相同。

例3：如圖2所示，一輕質彈簧的兩端與兩物塊A、B相連接，彈簧處于原長并靜止在光滑的水平面上，物塊A、B質量分別為m1=2Kg和m2=3Kg，現(xiàn)物塊A獲得瞬時向右水平的速度v0=3m/s，求當彈簧再次恢復到原長時A、B的速度分別多少？

分析：A、B從原長到壓縮到最短再原長通過彈簧的彈力作用，把A、B、彈簧看成一個系統(tǒng)，動量守恒，機械能也守恒，在原長時彈性勢能為0。因此這時求彈簧再次恢復到原長時A、B的速度，只要列例1中①②可計算得出A，B的速度，本題也是相當于彈性碰撞。這三題是不同題型，但通過分析題目得出都滿足彈性碰撞。這就要求平時教學中重視物理模型教學，例如（平拋運動、圓周運動、豎直上拋、人船模型、彈性碰撞、等時圓、子彈打木塊等等）掌握各種物理模型具有哪些特點。這是變式教學中的多題歸一，形變而質不變，教學引導學生掌握物理模型，在審題中排除干擾因素抓住本質建立物理模型，應用物理模型。這樣可以大大提高解題的速度與準確率。

2? 形不變質變

物理是一門嚴謹?shù)膶W科，形不變質變包括一題多解、一題多問、一題多變。是從一典型題通過改變條件、物理情景，改變問題等等，問題本質也隨之而改變。解題過程中就要求認真審題從不同角度思考，重新建模尋求解題方法從而達到培養(yǎng)學生靈活應變能力。形不變質變既加強對概念的理解，不同條件的理解。抓住物理問題的本質以不變應萬變。

2.1? 形不變質變之一：一題多解

在這題教學中，應用變式教學中一題多解，引導學生用四種方法解題，第一種常規(guī)思路，應用基本分式v=2as 和vt=v0-at。 第二種是逆向思維法：物體沿斜面向上做勻減速直線運動，可以看成反向沿斜面向下初速度為0相同加速度的勻加速直線運動，直接應用s=at2/2。第三種應用比例法：物體向上運動可以看成反向做初速度為0相同加速度的運動。做勻加速度直線運動，可應用連續(xù)相等的時間內通過的位移之比為s1∶s2∶s3∶…=1∶3∶5∶…可以求得時間。第四種應用圖象法：根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，畫出v-t圖象，由幾何關系，面積之比等，求得時間。通過這題四解后學生一定對這個題目印象深刻，使物理過程更清晰，對幾種方法、公式的使用更加熟練。

一題多解的變式教學是對同一物理題應用不同物理原理，可以應用牛頓運動定律、動能定理、功能關系，也可以應用動量定理;在解題應用的方法：應用公式法、應用圖象法等等;思考方式：可以是正向思維，也可以反向思維。一題多解從不同角度運用多種方法解決物理問題，可以加深對物理過程的分析，能夠更加靈活、熟練地掌握、應用物理原理、方法，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維和應變能力。

2.2? 形不變質變之二：一題多問

對于一個問題可以從不同角度，不同的側面問問題使問題更加的完整，使學生的思維更加的嚴謹、全面性。

例5：如圖3所示，水平的傳送帶始終以恒定速率v1順時運行，一質量為M物塊以初速度v2從與傳送帶等高的右端A處滑上傳送帶.從物塊剛滑上傳送帶時開始計時，已知v2>v1， 不計物塊的大小，傳送帶足夠長，物塊與傳送帶的摩擦因數(shù)為μ。求：物塊離開傳送帶時的速度大小？

在這題變式教學中應用一題多問。可以增加以下五個問題：

（1）物塊向左運動的最大位移？

（2）物塊離開傳送帶時，物塊運動的時間？

（3）從物塊進入到物塊離開傳送帶時，傳送帶的位移？

（4）從物塊進入到物塊離開傳送帶時，傳送帶對物塊做的功？

（5）從物塊進入到物塊離開傳送帶時，電機對傳送帶多做多少功？

點評：本題通過一題多問的變式教學，使學生在解題中從多角度全面分析、思考問題，運用了牛頓運動定律、動能定理，功能關系的知識解決問題。提高了學生的分析問題與解決問題的能力。

2.3? 形不變質變之三：一題多變

在例5變式教學中再采用一題多變，以下變式

變式1：變v2

點評：這時小物塊離開傳送帶的速度為v2，向左做減速的加速度和向右做加速的加速度大小相等，相同位移根據(jù)v2=2as，使學生在分析過程中對模型和問題更加清晰。

變式2：把小物塊放在左端，v2>v1，v2，v1 都是向右，同樣的問題。

變式3：把水平的傳送帶變?yōu)閭魉蛶ё蠖伺c水平面為θ，以順時針速度v1，物塊從傳送帶的頂端以v2下滑，同樣問題。

變式4：把水平的傳送帶變?yōu)閭魉蛶ё蠖伺c水平面為θ，以逆時針速度v1，物塊從傳送帶的頂端以v2下滑，同樣問題。

點評：通過幾個變式，涉及到水平傳送帶和傾斜傳送帶問題，學生通過變式比較學習中找不同點和相同點及問題的關鍵。在變式教學中，一題多變，從一個題目變換題目的初始條件，或物理情景，或是一個關鍵詞，使一題變?yōu)橐活愵}，這樣變式教學有助于加深理解變式系列的問題，揭露問題的本質。改變題目，進行橫向縱向的聯(lián)系使知識更加系統(tǒng)，學生在高三物理復習中不至于陷入題海中。同時培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力與解題的靈活性。

總之：在高三物理習題復習過程應用到變式教學是可以加強學生對物理知識的理解，達到知識的融匯貫通，從而提高學生解題速度，大大了提高了復習效率。

參考文獻：

[1] 湯家合. 高中物理習題教學實施“變式探究學習模式”初探[J].教學月刊·中學版（教學參考），2011（10）.

[2]鄭偉文.利用習題變式教學提高高三物理復習效率[J]. 物理教學探討，2018（8）.