浅谈高中物理习题教学中的“情景还原能力”的培养

侯君

【摘 要】 针对高中物理习题进行情景还原，让学生在感受物理过程中建立物理模型，培养逻辑思维能力，加深对物理的实际性、情景性的体会，教师在习题教学中注重培养学生的情景还原能力，助于增强学生的学习兴趣，提升学习的成就感，使学生提高学习的时效性。

【关键词】 习题教学；情景；还原；物理模型；积极评价

【中图分类号】 G63.23 【文献标识码】 A 【文章编号】 2095-3089（2016）31-0-01

所谓物理情景是指物理问题经过理性思考后在人脑中形成的关于物理现象、物理过程等的反映，即表象。物理情景不完全等同于物理现象，它有两层含义：一是具象，是人脑对具体物理现象形象化的反映；二是概象，是人脑对某一类物理现象经过抽象概括后形成的模型化的形象。在物理的习题教学中，将物理题目中的情景形象化，是学生形象思维和逻辑思维能力培养的重要途径。

一、还原物理情景，让学生体会物理过程，感受物理的思想方法

新课改理念，学生从“学会”转变为“会学”，教师依据学生的年龄特点和认知特点，设计探索性开放新的物理情景，给学生提供自主探索的机会，让学生具体的体会和感受中理解问题建立的过程，并通过物理规律解决问题。

例如：如图所示，线拴小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，圆的半径是1m，球的质量是0.1kg，线速度v=1m/s，小球由A点运动到B点恰好是半个圆周。那么在这段运动中线的拉力做的功是（ ）

A.0 B.0.1J C.0.314J D.无法确定

解析：对“功”的理解中，“力和力方向上的位移的乘积”，一个力做功，需要在力的方向上有位移，而物体的实际位移“由初位置到末位置的有向线段”，这样一来，物体圆周运动中恰好转一圈位移就是零，小球做匀速圆周运动，线的拉力为小球做圆周运动的向心力，由于它总是与运动方向垂直，所以，这个力不做功。故A是正确的。

而题目：用水平拉力，拉着滑块沿半径为R的水平圆轨道运动一周，如图所示，已知物块與轨道间动摩擦因数为μ1物块质量为m，则此过程中摩擦力做的功为___________。

对于一部分学生来说，容易直接通过判断物体运动一周而断定位移为零，即摩擦力做功也为零。这时，可以创设情景，把具体的物理问题放入现实生活中，老师或者同学在操场（圆形）上，用绳拉着轮胎在操场上运动（绳子水平拉轮胎），甚至用身体语言示范，摩擦力做不做功呢？绳子的拉力做不做功呢？学生通过经验感知，容易“体会”到“累”，而做功的感受就显而易“见”了，进而，引导学生采用“微元法”将整个过程分段处理，直到每段可以看做是直线，这样全过程摩擦力做功就是摩擦力μ1mg乘以周长。

还原物理情景，贴近了学生的生活，容易在学生头脑中形成表象，使学生易于接受，创设物理情景的过程，是一个丰富学生表象的过程。表象是思维的“细胞”，表象的积累是形象思维的基础。学生可供想象的表象越多，学生的想象力就越强。丰富的想象力，才能使学生的思维从儿童的具体化的形象思维向成人的一般化的抽象思维迁移，从而提高学生的思维品质。因此，重视物理情景教学，就是重视开发学生的思维能力。

二、还原物理情景，在情景中建立物理模型，应用物理规律

物理习题教学中合理还原物理情境，有利于激发学生的学习兴趣，引导学生观察物理现象，深入分析物理问题，从而自然地导入新课，更好地突出重点、突破难点，并使学生逐步形成正确的物理思维方法和物理建模能力。

由于高中物理习题的综合性、复杂性和多样性特征，题中涉及的因素较多且相互交织在一起，问题的本质往往被表面现象所掩盖，给解题造成了一定的障碍。从学生在解决新情境问题时的表现来看，较为突出的问题是：容易受表象因素干扰，不善于抽象出问题的本质特征，导致建立模型困难。这反映出理论联系实际的教学确实是我们教学中的一个薄弱环节。

怎样从错综复杂的实际问题中抽象出物理模型呢？这就需要对所给的信息进行提炼和加工，突出主要因素，忽略次要因素。通过思维加工，采用恰当的方法，找到新问题与熟悉的物理模型之间的联系，使新信息与原有知识之间的联系通道保持畅通无阻，就可以使新问题顺利地实现模型化，构建起符合新情境的物理模型。

如以带电粒子在复合场中的运动为素材背景，把目前世界上正在研制一种新型发电方式，即磁流体发电机的最新原理构建现代科技新情景，使学生从现代科技新情景中及时有效进行信息获取和迁移，提高建构物理模型、学以致用的能力。磁流体发电机涉及知识点较多：二力平衡、电场力、洛仑磁力、匀强电场的场强公式、闭合电路的欧姆定律、闭合电路的路端电压等。磁流体发电机结构原理如图（1）所示，其平面图如图（2）所示。M、N为平行板电极，极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，让等离子体平行于极板从左向右高速射入极板间，由于洛伦兹力的作用，正离子将向M板偏转，负离子将向N板偏转，于是在M板上积累正电荷，在N板上积累负电荷。这样在两极板间就产生电势差，形成了电场，场强方向从M指向N，以后进入极板间的带电粒子除受到洛伦兹力之外，还受到电场力的作用，只要，带电粒子就继续偏转，极板上就继续积累电荷，使极板间的场强增加，直到带电粒子所受的电场力与洛伦兹力大小相等为止。此后带电粒子进入极板间不再偏转，极板上也就不再积累电荷而形成稳定的电势差。

要求学生较强知识的综合应用能力，能将通电气体在横向磁场中的流动等效为导体切割磁感线，从而产生感应电动势，同时对磁流体发电所涉及的物理问题进行准确的分析，把导体切割磁感线，回路中的电流、电离气体受力平衡、能量转化与守恒等联系起来，从不同角度进行综合分析，在实际问题的解决中，构建物理现象的场景，建立模型，应用理论规律，拓宽视野。

三、还原物理情景，及时积极的课堂评价，使学生获取成功感

培养学生“还原”物理情景能力，要求每一位学生主动去感知、去接受、去探求知识，这就需要每个学生都具有学习兴趣。教师如何在习题教学中引导学生，使学生对面对的问题乐于探究？

首先，教师应注重个体差异，学困生被尊重的欲望要比其它学生强烈得多，若教师尊重他们、信任他们，他们会迸发极高的学习热情，因此，哪怕他们只有小小的进步，教师都要充分肯定和鼓励他们，同时应不失时机地指出努力方向。其次，教师应关注学生的个性差异，允许学生思维方式的多样化和思维水平的不同层次。教师应尊重学生的想法，不急于评价各种做法，要引导学生比较各种做法的特点，选择适合自己的做法。鼓励解决问题策略的多样性，并让学生明确表达想法，强化合理判断与理性沟通的能力，在师生、生生互动中建构物理知识。最后，物理情景通常是通过实物、音响、图形、模型等形象化的东西创设的，解决物理问题时通过形象思维，运用经验、表象、意象等，能迅速、准确地形成物理图景。在高中物理习题教学中，特别应当重视课件、题目插图和教学简笔画的应用。这些辅助教学对学生具有强烈的吸引力，诱发解题思路，顺利实现由感性认识向理性认识的过渡。

通过习题中的情景还原，让学生将一个个抽象的问题具体化，往往这个时候教师及时加入肯定的评价，让学生有获取认知后的成功的喜悦，从而对接下来运用已有的物理规律解决问题产生了信心，自然会取得不错的成果。

现行高考物理考试说明中关于能力层次的要求中指出：能够独立地对所遇到的问题进行具体分析，清楚其物理状态、物理过程的物理情景。在以教师为主导，以学生为主体的习题课堂教学中，更需要教师们耐心的为学生铺设通往成功的阶梯，通过引导学生养成还原物理情景的能力，在实际的物理情景中运用物理规律解决问题，获得收获成功的喜悦。同时将思维引领到新的高度，从而真正为未来生活服务。