提高学生物理解题能力的教学策略研究

黄发庆

(广东省茂名市第一中学，广东　高州　525000)

提高学生物理解题能力的教学策略研究

黄发庆

(广东省茂名市第一中学，广东高州525000)

摘要：高中物理是一门相对难学的自然学科，学生普遍反映“听得懂、不会做”.就算学生的物理知识掌握得不错，也往往需要老师先帮助分析一下题目的已知条件和求解的内容才能顺利解题，若独自分析时常出现“阅读理解障碍”，无法正确理解题意.在日常教学中该如何开展有效教学，以提高学生解题能力？笔者根据自己多年的探究，总结出有效提高学生解题能力的教学策略.

关键词：高中物理；教学策略；解题能力；物理建模

物理是高中理科综合中重要部分，人们常说“得物理者得高考”，可见物理有决定性作用.在高考中扮演筛选尖子生的重要角色，学生物理解题能力直接影响高考的成绩，笔者就提高审题和解题的能力的教学策略进行探讨.

1加强建模能力训练，注重模型转化能力的培养

一般物理习题是编题者根据自己脑海里的理想化物理模型，结合某些问题情境和物理条件而拟定的，解题过程就是还原编题者物理模型的构建过程.因而在解物理问题时，能否顺利找到解题思路的关键在于模型的构建与转化.加强对物理模型的认识，学会建立物理模型，是提高学生解题能力的根本，其教学策略如下.

1.1加强物理模型积累，形成“模型知识库”

习题课上教师应教会学生抓住题目中物理性质和物理过程的本质特征，由物体受力及运动的类型等多角度构建物理模型，从而形成“模型知识库”.可在阶段性复习中进行建模能力强化训练，如：弹簧模型、斜面模型、天体运动模型、人船模型、碰撞模型、传送带模型等.

1.2把复杂问题转化为基本模型的组合

图1

一个复杂的问题都是由若干种简单的物理模型组合而成的.因此可以根据其运动过程中的受力和初始运动状态的特点，把复杂的物理情景分解为几种简单的物理模型，化整为零，合理地进行物理模型转化，从而把已有的模型知识库中的基本模型有效地迁移到复杂问题中.例如：两个小球A和B用轻质弹簧相连静止于光滑水平面上，右边有一小球C以水平速度v射向B球，如图1所示，C与B发生碰撞后结合成一个整体D.在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变，在A球与墙发生碰撞后，A、D静止且A与墙接触而不粘连.过了一段时间，锁定解除.若三球的质量均为m，则在A球离墙后的运动过程中弹簧的弹性势能最大.仔细分析此题的运动过程，可以把此题分解成以下几种模型.

模型1：小球B与C碰撞获得共同速度，属于完全非弹性碰撞.

模型2：物体D与小球A碰撞获得共同速度，属于类完全非弹性碰撞.损失的动能转化为弹性势能.

模型3：解锁后，物体D与弹簧系统相互作用，属于能量转化模型.系统总能量为模型2中弹性势能，弹性势能全部转化为物体D的动能.

模型4：弹簧恢复原长时，小球A与墙弹力为零，二者分离，物体D拉动A的运动属于两球连弹簧不受外力作用的简单模型，两球速度相同时动能损失最大，即弹性势能最大.

上述几个物理模型属于力学问题中比较典型的基本模型，对每个模型的受力特点、动量关系、能量关系，学生都不陌生，从而使很复杂的问题得到简化.

1.3创设新的物理情景进行模型转换

在解题训练中通过创设物理情景进行模型转换，多角度、多方位，全面地看问题，有利于模型的迁移.如图2所示，长度为5d，相距为d的两板间有垂直纸面向里的匀强磁场.一个质量为m，电量为e的电子，以水平速度v射入磁场，要使电子不从两板间飞出，磁感应强度B应满足什么条件？

模型转换：把例中的磁场改为电场(如图3)，其他条件不变，求两板间所加的偏转电压U应满足什么条件？

改变条件后此题转为新的物理模型，一个为“磁偏转”，另一个为“电偏转”.这两道题形似神离，教学中可从不同角度、不同侧面发散进行比较，如受力特征、运动规律、偏转角度等差异.通过以上几种差异的分析，两个物理模型变得清晰而且容易理解，有助于模型的转换.

1.4合理选编题目，创设积极的转化氛围

为使学生有更多机会接受有效转化题目信息的训练，教师可在课堂上多选择些类似例1和例2的题目,来培养学生转化意识和能力.

例1：一水平长传送带上放置一煤块(可视为质点)，煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.开始时，传送带与煤块都是静止的.现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动.经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动.求此黑色痕迹的长度.

图4

本题涉及两个物体、两个过程，学生解决此题有一定的困难，需学生养成画草图即运动过程示意图的习惯，画草图实际上是将语言信息转化成物理情景，这也是解决此题的关键.画出的示意图如图4所示，题目的表述可进行以下转化.这样，本题的物理情景已经非常清晰地展现在学生面前，接下来学生就可以比较容易地列出物理表达式求解了.

煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动.煤块相对传送带上的P点滑动一段距离与传送带等速后，就不再相对P点滑动.

图5

例2：如图5所示，S为一个电子源，它可以在纸面的360°范围内发射速率相同的质量为m、电量为e的电子，MN是一块足够大的挡板，与S的距离OS=λ，挡板在靠近电源一侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，求：(1) 若使电子源发射的电子有可能到达挡板，则发射速度最小为多大？(2) 如果电子源S发射电子的速度为(1)中的2倍，则挡板上被电子击中的区域范围有多大？

这道题目的第(1)问学生容易认为从S点以垂直MN板方向的速度发射电子最容易到达挡板，可将此问转化成一个几何问题，便容易得多且不易出错.

第(2)问中学生不难看出电子运动的圆轨道半径为λ，求出这一步后再进行以下转化，这样转化后，这一物理问题就变成了一个很简单的几何问题了.

如果教师在平时的习题教学能多给出几道类似需要转化的题目让学生练习，并明确告诉学生这样的题需要怎样进行转化，这其实是在引导学生认真审题，将语言信息转化为具体的物理情景.通过训练可以提高学生的转化意识和能力.

2加强图表题目训练，提高挖掘隐含条件的能力

物理题目是通过文字、函数、图像、表格来提供物理信息的，因此学生的审题过程就是从文字、函数、图像、表格中获取相关物理信息(尤其是隐含信息)的过程.学生能否获取正确信息和挖掘出隐含的物理信息是解题的关键，其中最难的就是从图像、表格中获取信息，而近年来高考试题中包含图像、表格信息的题目有所增加，那么提高学生对图像和表格的分析能力是提高其解题能力的保证.涉及图表类型的试题重在考查学生的分析、综合以及灵活运用数学处理物理问题的能力，即经过对图表的分析，使其转化为物理情景，再寻找合适的物理规律把物理情景转化为数学语言.解决对策要求在掌握物理知识，同时还要求学生做到四会：(1) 会识图，即认识图像，理解图像的物理意义；(2) 会作图，即依据物理现象、物理过程、物理规律作出图像，且能对图像进行变形或转换；(3) 会用图，即能通过图像分析挖掘隐蔽条件，用图像描述复杂的物理过程，能抓住图像物理量的变化关系，对照题目有关的物理定律、定理，阐述有关的物理问题；(4) 会读表，即能从某个物理量与多个物理量之间关系的数据中寻找物理规律，进行计算、判断、论证.鉴于此，日常教学应注意以下三个方面.

2.1引导学生掌握研读图像的基本方法

研读图像的基本方法就是从六个方面去看图：坐标轴、截距、斜率、交点、“面积”和图像的特征.不同图像表示的物理意义不同，坐标轴代表的物理量不同，因此，只有首先看清坐标轴所代表的物理量，才能明确究竟研究的是哪两个物理量之间的制约关系.物理图像的截距常用来表示初状态物理量的大小和方向，但某些截距有着丰富的内涵，需要经过深入分析才能揭示出其隐含的物理内容，如闭合电路的U-I图像.另外，图像斜率或某点的斜率也是隐蔽条件所在处，不仅反映了一个物理量的变化快慢，还隐含了一些物理量的信息，如纯电阻和闭合电路的U-I图像中的斜率就分别代表电阻和回路内阻的阻值.同样，图像的交点、图线与坐标轴所围的“面积”一样有丰富的内涵.如力和力方向上的位移的F-s图像，“面积”代表功的大小，从中能判断功的正负；位移图像交点代表两物体相遇等.可见解决图像信息题时想从图像中获得更多信息，对截距、斜率、交点和“面积”意义的分析挖掘必不可少.图像的变化特征则是获得物理规律和物理量间的函数关系的主要来源.对待复杂的图像需分段分析，分别找出各段的不同函数形式的图线所表征的物理过程，了解物理现象的全貌，为进行物理图像的定量计算奠定基础.综合上述，在物理教学中，尤其在图像习题讲解时应引导学生注意上述六个方面，逐渐养成研读图像的好习惯.

2.2加强作图在物理习题教学中的作用

物理图形能够把抽象复杂的物理过程和现象、规律有选择地、具体地表示出来，它简单明了，启发思维，使人们能全面而动态地把握物理过程，抓住问题的关键.利用图形把物理量转化为直观的几何量，能够快速地对问题进行定性分析和定量计算.因此，在习题教学中，如果我们善于应用图形来分析具体问题，引导学生分析问题隐含的因素，把物理问题转译为一定形式的图形，化抽象思维为形象思维，借助图形进行逻辑分析，对于学生学习乃至研究物理学都将起到立竿见影的作用.所以要加强培养学生作图能力，从而提高学生图形应用的能力，以期达到逐步提高学生“转化”意识和能力的目的.

2.3充分发挥实验中数据处理过程的训练功能

图表信息题的出现，不会使学生养成对号入座、死搬硬套的陋习.由于它源于物理实验的控制变量法、数据列表法和图像分析法等，解题时对表格和图像相关信息的挖掘和破解，实质也是学生实验数据处理能力的重要体现，因而不要弱化了实验探究中数据处理过程对学生“转化”意识和能力培养的教育功能.譬如：利用实验记录的数据引导学生掌握研读表格的基本方法.例如在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，教师通过引导学生测量加速度、力、质量，分别作出表示加速度与力、加速度与质量的图像，根据图像写出加速度与力、质量的关系式.让学生充分体会在这一探究过程中所使用的科学方法，同时教师要积极引导，实验中所涉及到控制变量法、图像法也是研读表格、寻找物理量间关系常用的方法.另外，计算机辅助物理教学的效果，已为很多教师叹服，基本形成共识.它以动态模拟的特长，能辅助教学，优化效果.采用数和形结合的相关教学课件进行实验数据处理，如用“几何画板”建立数理模型,模型建立的过程即为图形动态形成的过程，尤其是在寻找加速度与力、质量的关系中所采用的“化曲为直”法，有助于学生了解如何作图分析表格数据的方法，开拓学生思维.

总之，物理题虽千变万化，但解题的思路、方法却有共同的规律，只要教师在平时的教学中，能够培养学生的转化意识，在复习过程中加强学生转化能力的训练，使学生在审题时能够将题目有效的信息转化为具体的物理情景，那么，学生在实际解题过程中就会游刃有余.

参考文献：

[1] 张梅.高三物理迁移能力的培养[J].物理教学，2006，(9).

[2] 魏林明.提高物理复习课有效性的教学策略[J].中学物理教学参考，2008，(9).