倡導一題多變提高學生分析與綜合能力

黃雪芳

摘? ?要：針對物理復習以及試卷講評等低效問題，倡導一題多變，基于典型物理情境模型進行變式拓展系列題型設計，對習題模型進行廣度與深度的加工，讓學生從不同情境、不同層次、不同角度、不同深度分析物理問題，綜合歸納，做到同中求異，異中歸一，達到能力素養落實。

關鍵詞：一題多變;科學思維;試卷講評;分析與綜合

1 提出問題

隨著大數據時代的到來，高三學生的復習資料堆積如山，學生沉于題海，刷題成為一種常態，而教師的教學行云流水，學生的學習云里霧里，試卷講評大部分基于逐題點評與拓展。學生對于復習除了做題聽題之外，就沒有之后。學生對知識的應用能力，分析與綜合能力沒有辦法得到提高，致使復習效率低下。基于此本人在教學過程中倡導一題多變，基于試題導向教學，引導學生進行思維的發散，模型的建構，方法的統合，以達到教而有序，學而有效之目的。

2? 分析與綜合

科學思維作為物理學科核心素養，是認識物理本質屬性與規律聯系的方式，是模型構建的抽象過程，是分析與綜合的內化過程，是培養學生創造性思維的路徑。科學思維能力的培養要在分析問題與綜合思辨的過程中慢慢形成。

2.1? 分析

分析是把研究的對象在物理情境中分解成為它的若干獨立情境組成部分，然后分別在獨立情境中加以研究，研究它們之間的相互作用、相互聯系以及在整個情境中的地位，從而揭露物理問題本質屬性的方法。

2.2? 綜合

綜合是在分析的基礎上，將各自獨立的情境回歸整個物理情境中加以考量，從而在整體上把握物理問題的本質規律。

在科學思維中，分析與綜合具有辯證統一的關系，他們既有區別，又有聯系，不可分割[ 1 ]。

3? 試卷講評與一題多變

試卷講評講什么，怎么講，為什么講。筆者認為：講主干知識，講了學生能夠接受的;大部分學生懂的不講，少部分同學完全可以利用課間VIP服務或者同學之間交互解決;講了大部分學生不懂的不講。基于此試卷講評不是每題都講，不是面面俱到，也不是一節課講完一張卷。而是抓住一個點講，把一個點講透，講縱深。為做到這一點，應大力提倡一題多變教學模式。

一題多變是基于一個典型物理情境模型進行變式拓展系列題型設計，對習題模型進行廣度與深度的加工，讓學生從不同情境、不同層次、不同角度、不同深度對知識體系再認識的教學模式。

典型物理情境模型，可以是生產生活中的原型，可以是課本上的習題、也可以是試卷上的考題。它是一個題群中的代表，具有基礎性、代表性、輻射性[ 2 ]?；谀Ｐ瓦M行變式拓展讓學生能夠清楚掌握基本知識、基本方法、基本技能，領悟物理的本質，從而達到對物理知識的理解和掌握，促進分析與綜合能力的提升。

3.1? 原題模型

2019年3月福建省質檢卷第16題：如圖1所示，一輕繩跨過輕定滑輪，兩邊各掛一質量均為m的重物A、B，整個系統處于平衡狀態。若減小A的質量，系統將無法保持平衡，A質量減小量為Δm，B的加速度為a，重力加速度為g，則a與Δm的大致關系是：

本題考查動力學問題中連接體問題，①模型認識構建，在研究中要先建立理想化物理模型，兩物體看成質點，滑輪是理想化模型，承軸摩擦力不計、滑輪繩子質量不計、繩子不伸長;②學生分析過程中存在問題，認為繩子拉力等于重力;③常規方法，隔離牛頓第二定律或整體牛頓第二定律，用隔離法牛頓第二定律展開討論分析，再用整體法牛頓第二定律綜合分析;極限排除法或特殊值法，從圖象的差異性角度，假設Δm=m，則a=g，綜合選C。

3.2? 變式拓展

變式1：如圖2所示，若A、B兩物體的質量分別為2m和m，開始A、B處于同一高度，現將兩物體由靜止釋放，在A落地之前的運動中，求：

（1）物體A的加速度是多少？

（2）物體A下落h時，A的速度大小是多少？

（3）下落t秒時，物體B所受拉力的瞬時功率為多少？

（4）下落t秒時，A的機械能減少量？

本題以問題串的形式考查牛頓第二定律、運動學、功率、機械能守恒等物理知識，考查動力學觀念和能量觀念。基于原題模型的一個簡單應用于知識拓展，針對同一模型可以有不同的考查方式。對第（2）問可以進行方法拓展一題多解，讓學生對比動力學方法、單體動能定理、系統機械能守恒等方法的特點，以達到“綜合”的目的。

變式2：如圖3所示，一豎直放置光滑“T”形架，可看做質點且質量相等滑塊A、B分別套在水平與豎直桿上，A、B用一輕繩相連，A、B靜止從水平釋放。釋放B后，當輕繩與豎直桿的夾角為60°時，B的速度為v，則連接A、B的繩長是多少？（輕繩不可伸長，且整個過程處于拉直狀態。）

本題將一維運動變二維運動，考查運動觀念和能量觀念。①變力不能用動力學觀念直接求解，只能用能量觀念求解;②區別一維運動，在二維情況下，關鍵要處理兩滑塊間的速度關聯關系，兩滑塊沿繩子方向的速度大小相等。

變式3：如圖4所示，質量均為m的滑塊a、b，a套在光滑固定豎直桿上，離光滑水平地面高度為h，b放置在地面上。通過鉸鏈剛性輕桿與a連接，從靜止釋放。不計任何阻力，a、b可視為質點，重力加速度大小為g。求：滑塊a落地時速度大小。

本題將軟性鏈接變剛性鏈接，同樣考查運動觀念和能量觀念，不同的物理情境，類似的處理問題的方法。①明確兩滑塊之間的速度關聯關系，沿桿的方向速度大小相等;②滑塊a落地前系統機械能守恒，同時可以求出a落地時滑塊b的速度，然后根據動能定理來分析桿的做功情況，進而理解單體機械能的變化，以達到思維拓展的目的。

變式4：如圖5所示，半徑為R=0.4m的1/4圓弧形軌道固定豎直面內，下端與足夠長的水平軌道相切連接，甲、乙小球質量均為m=0.5kg，用長為R的輕桿連接，置于圓弧形軌道上，小球甲與O點等高?，F將小球從靜止釋放，甲、乙和輕桿組成的系統最終在水平面上運動。忽略一切阻力，g取10m/s2。則（ ）

A.兩小球從靜止釋放下滑的過程速度大小相等

B.兩小球在水平面上運動的速度大小均為2m/s

C.小球甲下滑過程中其重力的功率一直增大

D.整個過程中輕桿對小球甲做功為1J

本題對剛性桿連接體問題進一步細化拓展，考查系統機械能守恒、動能定理、速度關聯等問題。從速度關聯的角度分析兩小球速度問題，利用系統機械能守恒分析最終狀態的速度，與過程無關，利用單體動能定理討論做功情況，利用初末特殊位置分析功率變化。采用選擇題模式一題多問，擴大廣度進行考察，培養學生分析綜合能力和發散思維能力。

4? 結束語

在物理復習教學的過程中，倡導一題多變，善于同中求異，異中歸一。引導學生從對象、過程、受力、狀態等方面分析考量物理情境，從多結構、多序列、多層次構建知識網絡，從而達到能力素養的落地。

參考文獻：

[1]普通高中物理課程標準修訂組.普通高中物理課程標準解讀[M].北京：高等教育出版社，2017：55.

[2]董馬云.高中物理母題與衍生力學篇[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2015.