物理課堂中“變題”的方法與技術

丁廣健

(江蘇省南通市如皋市搬經鎮初級中學 226500)

為了促進學生對知識的鞏固和理解，教師必須引導學生結合習題練習，讓他們在分析過程中推進自己的認識，同時這也能讓學生積累問題解決的經驗，訓練他們思維的靈活性.習題練習并不是讓學生漫無目的地研究和分析大量的習題，有效的習題練習強調少而精，讓學生以有限的投入實現更大幅地提升.這不但要求教師在選擇問題要有更強的目標意識，也要求教師在具體教學過程中靈活地參與變式教學，通過變題處理來引導學生掙脫題海的困擾，提升習題講練的效率.下面，筆者就結合教學實踐探討初中物理課堂上的“變題”的方法與技術.

一、逐層推進，凸顯知識之間的關聯

物理習題教學過程中，教師可以從一個典型的例題出發，逐步展開變題操作，可以將原始例題的部分信息保留下來，同時更改或增刪某些信息，引導學生逐層展開探索，這樣的教學有助于學生整合零碎的認識，讓他們真正感悟到知識之間的關聯，進而幫助學生形成更具系統化的認識，這對學生思維嚴密性的發展大有好處.

例題現有一枚質量為79g的鐵球，它的體積為40cm3，請說明這枚鐵球屬于實心球還是空心球？

上述問題需要學生結合對密度概念的認識來進行處理，在具體操作中有三種不同形式：其一是計算出79g實心鐵球的體積，將數據和40cm3比較；其二是計算出體積為40cm3的實心鐵球的質量，將數據與79g進行比較；其三是結合問題中的現有數據，計算對應鐵球的密度，將其與鐵密度進行比較.學生結合這個問題的處理可以更加深刻地認識密度公式及其變形式，這有助于他們認識的融會貫通.

變題1 體積為40cm3的水全部結成冰之后，體積變成多少？

變題2 現有一只塑料瓶，能夠灌進去1kg的水，請問能灌進去的酒精質量為多少？

變題3 一個氧氣鋼瓶中氧氣密度為9kg/cm3，用掉一半之后的氧氣密度為多少？

上述三個變題的本質是一樣的，都是幫助學生對密度形成更進一步地認識，相比于原始例題而言，變題1和變題2都需要學生在公式理解的基礎上，分析情境中的不變量，變題1是質量不變，變題2是體積不變.變題3的要求又略有提升，貌似體積不變，但是氣體質量變成了原來的一半，如果學生的思維不夠靈活，則很可能墜入陷阱，以此問題情境來訓練學生，能夠讓學生擺脫死套公式的思維框架，這有助于他們思維的發展.

二、由易而難，促進學生對知識的理解

在變式處理的過程中，教師可以逐步增加一些條件，讓原本理想化的模型變得更加實際化，當然這樣的操作必然會增加問題的難度，為此，我們提出問題變式要由易而難，循序漸進地促進學生理解.

例題現有一光滑斜面的高度為5米，長度為20米，如果將一個重力為100N的物體順著斜面向上拉，求解拉力在這個過程中所做的功以及拉力的大小.

學生處理這個問題時可以從做功原理以及機械效率的角度出發，建立方程WF=Gh，可得拉力所做功為500J，在此基礎上可得拉力的大小為25N.上述模型中的斜面是一個光滑斜面，這是一種理想化的場景，我們可以對問題適當調整，將更加實際的元素融入其中.

變題1 將上述斜面中的“光滑”二字刪除，增添“機械效率等于80%”，求解拉力在該過程做功？

這個變題更加貼近真實場景，學生在處理時要充分理解機械效率的概念，并對概念直接應用，計算出總功，即拉力所做的功.

變題2 在變題1的基礎上，增加問題“求解上述過程中物體所受摩擦力的大小”？

這個變題本來是在探求力，可以從受力分析的角度著手，最后結合平衡原理完成對問題的分析和處理，但是對初中生而言，這里還牽扯一個難點，因為這個題目中重力、拉力和摩擦力的方向不在同一條直線上，具體處理時需要用到平行四邊形法則，這顯然超過了初中生的知識范圍，但是這個問題就無法處理了嗎？答案是否定的，這也充分體現出變題的難度所在，指導學生分析這個問題時，我們可以讓學生對原題和變題1進行比較，即前者和后者兩種情境下的機械效率有何差別，這個差別是由什么引起的？學生經過分析之后可以明確：正是由于摩擦力的存在，導致后一場景中機械效率小于1，即要做額外功，這個額外功就是與摩擦力的存在相對應的，學生處理時先求出額外功，再結合額外功的數值即可求得摩擦力的大小.

三、一題多變，拓寬學生問題分析的視野

變題設計的角度有很多，可以轉換題型，即將選擇題改編成計算題，或者將計算題改編成實驗探究題.變題也可以是對條件進行調整，實際操作中，幾個數字略微調整，就可能導致問題發生變化，我們通過這些變化，可以讓學生以更加靈活而動態的視角來分析和研究問題，突破問題研究的片面性.

例題現有兩個燈泡，其銘牌標記為“6V 3W”和“9V 9W”，如果將這兩個燈泡串聯在同一個電路中，兩端所允許加的最大電壓為多少？

這個問題在處理過程中，需要學生把握住串聯電路電流處處相等的關系，即問題是在提問電壓，但是最后的處理是要抓電流的限制條件.進行變題操作時，我們可以將銘牌數據的內容進行調整，由此就能構建一系列新的問題出來.

變題1 將上述兩個燈泡的銘牌數據調整為“0.5A 3W”和“1A 3W”，其他條件不變，求電路兩端所加的最大電壓.

變題2 將上述兩個燈泡的銘牌數據調整為“12 Ω 3W”和“9Ω 3W”，其他條件不變，求電路兩端所加的最大電壓.

在教學過程中，我們將變題的過程展示出來，可以讓學生明確問題之間的關聯和對比，對學生而言他們不一定要定量算出每一個問題的答案，但是卻需要他們在梳理問題時的思路時，明確問題的特點，進而讓他們以更加開闊的視野來分析和研究問題.

以上我們簡要分析了初中物理中常見的變題方法和技術，有關內容還需要廣大物理教師在進一步的實驗中進行探索和總結.