习题教学中要重视过程分析能力的培养_
时间：2019-04-30 03:21:35 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
习题教学是高中物理教学中极其重要的一部分，是教学效果反馈的重要渠道。在多年的教学实践中我们感到，即使师生常年在习题中摸爬滚打，但提高学生解答创新题的能力依然是个难题。学生在考试中对经常讲的题能解答，但对情景新颖的创新题根本无法下手，有的甚至连题目都看不懂。出现这种现象，我们认为与平时习题教学中，只求答案，不重视过程分析，有着直接的关系。
其实，在物理习题课教学中，重视过程分析，让学生知道为什么要这样做，为什么要这样分析。对培养学生解决实际问题的能力，把学生从题海中解脱出来，让学生在学习上收到事半功倍效果，都具有重要意义。重视物理过程分析能力的培养，对培养学生的创新能力有着积极的作用。
【例1】 （2010年浙江省理综第23题）
如图1所示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动，其在纸面上OA的长度为L1，垂直纸面的宽度为L2。在膜的下端(图中A处)挂有一平行于转轴，质量为m，长为L2的导体棒使膜绷成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板，能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能，并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个电池，输出电压恒定为U；输出电流正比于光电池板接收到的光能(设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定)。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中，并与光电池构成回路，流经导体棒的电流垂直纸面向外(注：光电池与导体棒直接相连，连接导线未画出)。
图1
(1)若有一束平行光水平入射，当反射膜与竖直方向成θ＝60°时，导体棒处于受力平衡状态，求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。
(2)当θ变成45°时，通过调整电路使导体棒保持平衡，光电池除维持导体棒力学平衡外，还能输出多少额外电功率？
在考后的分析统计中，本题学生的得分率非常低。得分率低的原因是学生看不懂题目，不懂得把原题转化
为熟悉物理模型。其关键问题在于学生不懂得过程分析，缺少了分析具体问题的能力，碰到问题只是在脑海中搜索做过的题目，看看有没有对上号的，进行“简单机械照搬”。因此，遇到像本题一样情景新颖的题目就束手无策了。
仔细分析本题物理情景，可发现有几个创新：第1新，新在用平面膜代替了以前常见的导轨；第2新，用光电池板接收膜的反射光产生的电流作为以前常见的确定电源的电流；第3新，把以前固定角度的问题变为可以改变角度的问题。连续三个创新使学生搜索不到了老师讲过的原题。结果自然就做不下去了。其实认识了这三个创新，通过分析就可以把这道题作如下简化处理(见图2)。
图2
相信当分析到第三个等效图时，绝大多数的考生都会做出正确解答。这从侧面反映了物理习题教学中存在：“忽视了解决问题时，过程分析的能力培养”的问题。经常看到有的教师在解决一个难题时，不是教会学生如何分析过程，而是把解答过程很详细的抄在黑板上。这样的结果就是学生最多只会机械记住解题的过程，考试时又机械地照搬答案。因此，对类似这样的创新题型就不会分析过程了，有的甚至连题目都看不懂。
过程分析是正确解决问题的关键。提高学生这方面的能力，己成为我们提高学生解决实际问题能力的首要任务，也成为在高考物理中取胜的关键。物理教学中我们应该重视学生过程分析能力的培养。在平时的习题教学中采用不同的方法，培养学生这方面的能力。这里结合几个例子来说明如何培养学生的过程分析能力，以其达到抛砖引玉的作用。
1.过程分析之一——实物情景还原再现，构建物理过程
高中物理中，许多物理问题的设计都源于生产生活的实际，这一类题型情景新颖，是考查学生解决实际问题能力的好题。
【例2】 跳起摸高是学生经常进行的一项活动，某同学身高1.80cm，体重65千克，站立举手达到2.2米，他用力蹬地，0.4秒竖直离地跳起，设他蹬地的力大小恒为1300牛顿，则跳起后可摸到的高度为多少？
这是学生常见，也经常参与的体育活动。然而许多学生碰到这个问题时，却不能利用条件解答。教师在分析这个问题时，可以让学生在课堂上完成这一动作，展示出实际情景，细心体会这一过程：人要跳起必先蹲下，此时重心下降(图3中a所示)，然后用力蹬地，重心由于受到向上的合外力，从静止开始加速上升；上升h位移时，身体伸直，脚刚要离开地面(图3中b所示)，人获得一个初速度；离开地面后人只受重力作用，开始做竖直上抛运动，上升H位移时，人的速度为零，达到最高(图3中c),此时手伸直触摸到最高点。
图3
通过这种具体场景回放，帮助学生构建物理过程模型：人起跳必先下蹲，重心先下降，在蹬地的恒力作用下重心开始匀加速上升(时间为0.4秒，F合=FN-mg，初速为零,求离地瞬间速度vt=?),双脚离地时速度最大，然后做匀减速上升(初速为vt，F合=mg，末速度为零。求H=?)。接下来的方法就是用熟知的物理公式计算。
学生有了过程分析的体会，在以后遇到类似问题时，就能模仿这一“过程”，把问题情景建构成过程模型，将过程模型所遵循的物理规律建构成数学模型，最终解决问题。
2．过程分析之二——类比场景，化抽象为具体
【例3】 国庆阅兵式上，我国新型战斗机水平飞越北京天安门上空。已知在该位置，具有一个斜向下的地磁场分量。则以说法正确的是（ ）。
A.飞机由南向北飞，驾驶员左侧机翼电势高
B.飞机由北向南飞，驾驶员左侧机翼电势低
C.飞机由东向西飞，驾驶员左侧机翼电势低
D.飞机由西向东飞，驾驶员左侧机翼电势高
该题中和方向有关物理量有：磁场方向、飞机飞行的方向、机翼切割的方向、驾驶员方位等，所给情景抽象又复杂。对学生的空间想象力提出了很高的要求。同时由于考试空间、时间的限制，学生不可能驾驶飞机现场体验，但通过场景模拟，可以化抽象为具体，化复杂为简单。
例如，分析A选项时，可这样引导学生进行过程分析。想象一下，你自己就是一个战斗机驾驶员，你的前面就是北方，你正在向北飞行，有一个竖直向下的地磁场分量正从你的头顶穿下来。此时，伸开你的两臂作为飞机的机翼，它正在向前切割竖直向下的磁场，应用右手定则，可以判定，电流从你的右侧流向左侧。根据内电路特点，左侧电势较高，A正确。其他各项可参照此方法进行判断，B、C错，D正确。
有了这种场景的类比，化抽象为具体。教育心理学认为，人们对眼前能看见的事物感知能力要比用抽象语言描述的事物敏感得多，更便于人们接受和理解。再比如，空间中三维直角坐标，在教学中可用教室中三个互相垂直的墙角线作为x、y、z的三个坐标轴，有了看得见的实物场景，学生能够很快地接受。因此对于类似的复杂场景，教师可以引导学生用类比的方式进行过程分析。
3.过程分析之三——构建模型，触类旁通，并举一反三
【例3】 如图4，AO是橡皮绳，BO为不可伸长的细绳，A、B点固定在木板上，木板竖直放置。绳OC穿过定滑轮，其下端悬吊一个砝码。此时O点到达某一位置。问：如果在任意改变定滑轮的位置，是否可以找到不在OC直线上的另一处，也能使结点O到达原来的位置？
【例6】 如图5所示，把一个篮球用网兜挂在竖直墙壁上，当悬挂绳子变长时，分析竖直墙对球的弹力和绳子对球的拉力的变化情况。
图5 图6
分析以上两题，我们发现虽然题目情景不同，但有一个共同特点：物体处于平衡状态，现改变其中某个因素，破坏原有平衡，分析在使物体重新达到平衡状态的过程中，各力的变化情况。为帮助同学们能顺利解决此类问题，在过程分析的基础上，可引导学生建立物理模型。
模型：物体受到多个(一般为三个)力作用而处于平衡状态，保持某个力大小和方向以及另一个力的方向不变，分析第三个力的大小和方向及另一个力的大小变化情况。
解决方法：画受力分析图，找出不变量，从三角形中寻找制约关系(分别见图7、图8)。至此类似的受力分析题学生就能轻松作答。
图7 图8
提高学生解决创新问题的能力，必须重视习题教学的过程分析。过程分析的方法、途径多种多样，这需要教师引导学生具体问题具体分析，选用合适的分析方法，避免机械照搬，简单重复。学生学会了过程分析，就可以把创新问题化抽象为具体，抽丝剥茧，构建模型，还原转化。这样一来，学生解决实际问题的能力就有了质的飞跃。让学生体会到物理世界丰富而精彩的一面，从而激发学生学习物理，研究物理的浓厚兴趣。
参考文献
韩涛.对高中物新课程习题教学的一点思考［J］.中学物理教学参考，2011(3).
(责任编辑 易志毅）
