变革习题教学培养创新能力

张艳娜

基础教育课程改革不断深入，作为新课改的重要目标之一，培养学生的创新意识和实践能力也日益受到重视。习题教学是物理教学的重要环节，如何变革传统的习题教学模式，在习题教学中体现新课程理念，实现新课程目标，是广大教师面临的一个重要问题。笔者就物理课习题教学中如何培养学生的创新意识和实践能力，谈谈自己的认识。

习题教学结合演示实验，使习题教学的

体验跟物理知识的构建结合起来

例1 如图1所示的电路中，电源的电动势1.5 V，内阻0.5 Ω，电流表满偏电流Ig=10 mA，电流表电阻7.5 Ω，A、B为接线柱。

1）用一根导线把A、B直接连起来，此时应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？（142 Ω）2）调至满偏后保持R1的值不变，在A、B间接入一个150 Ω的定值电阻R2，电流表指针指着多少刻度的位置？（5 mA刻度位置）3）如果把任意电阻R接在A、B间，电流表读数I与R的值有什么关系？（R＝1.5 V/I－150 Ω）

通过这一习题，学生可以想到当电流表指针指“10 mA”时，AB间电阻为0；指针指“5 mA”时，AB间电阻为150 Ω。如果把电流表指针指“10 mA”的刻度线标为“0 Ω”，“5 mA”的刻度线标为“150 Ω”，其他刻度则按R＝1.5 V/I－150 Ω的规律换成电阻的标度，就成了直接测量电阻的仪表。在此基础上进一步配合真实的演示实验，呈现习题的答案和刻度改装的过程，这样既提高学生对闭合电路欧姆定律的认识，又加深对欧姆表刻度原理的理解，从而自然地把习题教学、实验、刻度改装和欧姆表的新课教学融合在一个真实的、视听同步的过程中，大大提高学生的创新意识[1]。

习题教学结合实验操作，构建手脑并用的活动情景

认知心理学的研究表明，动作思维的操练直接制约物理思维的发展。在进行抽象的物理过程的教学时，教师可以构建学生操作实验的活动情景以培养思维的活跃性。

对习题中的情景进行实验操作，建立理论和实际的联系，培养实践能力

例2 “两力F1和F2的夹角为θ，且F1=F2，两力的合力为F，在F一定的情况下，θ越大，F1和F2也越大”的说法是否正确？

在学习完力的合成与分解时例举以上判断题，在理论分析得到结果后教师可以引导学生设计以下情景进行实验：把质量较大的一个钩码挂在一根细线上缓慢提起，在钩码提起的过程中，开始两细线的夹角较小，随之两细线的夹角逐渐增大，增大到一定夹角时细线断了。这种真实而简捷的情景创设会立刻在学生的大脑里产生撞击，使他们在思维被迅速激活的同时实践能力也得到培养。

结合实验对习题的结论进行模拟或验证，强化实践意识在“闭合电路欧姆定律”习题课中笔者精选以下例题[2]。

例3 如图2所示，R1=14 Ω, R2=9 Ω。当开关S切换到位置1时，电流表的示数为I1=0.2 A；当开关S切换到位置2时，电流表的示数为I2=0.3 A。求电源的电动势和内阻。

该题提供了测电源的电动势和内阻的一种方法，即根据E=IR+Ir，已知2个定值电阻（可用电阻箱代替该两定值电阻）和对应的电路电流，即可求电源的电动势和内阻。在该题基础上进行如下变式后让学生自主设计实验。

变式1 如提供的是2个定值电阻和一个伏特表，能否求电动势和内阻？若能，请画出测量的电路图。

变式2 如果提供的是一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器，能否求电源的电动势和内阻？若能，请画出测量的电路图。

在习题中引导学生自主设计实验，就是将科学探究引入习题教学中，让学生处于动态、开放、生动多元的学习环境中，使其在自主探索中获取新的体验。学生可以通过实验探索验证，自主地分析总结出：如果理论上通过外电路U、I、R关系的变换，闭合电路欧姆定律可以写成多种方式。并且，通过测量I和R或者U和R或者U和I都可以求得电动势和内阻。这样一题多变提供多样的实验方法来测量电源的电动势和内阻，拓展学生的思路，可以避免死记实验步骤，有利于灵活把握实验原理；增强实践意识，提高探究能力；从而顺利地落实“知识与技能、过程与方法、情感态度价值观”三维的课程目标。

一些抽象的运动可以借助多媒体进行模拟，如碰撞过程、带电粒子在电磁场中的运动、天体及人造卫星运动、飞机投弹等。

以“一题多解、一题多变”为技巧，

培养创造思维的灵活性、敏感性

一题多解是指使学生尽量从不同的角度，运用不同的方法来分析解决同一问题

例4 总质量为M的列车，沿水平直轨道匀速前进，其质量为m的末节拖车于中途脱节，当司机发觉时，车已驶过路程L，于是立即关闭汽门，撤去牵引力。设阻力与车重成正比，机车的牵引力恒定不变，求两部分列车完全停止后，它们之间的距离。

解析 对于此题，可用牛顿第二定律和运动学公式分别对拖车和机车分析解答；也可用动能定理和运动学公式解答；如果用能量守恒来分析就很简单。事实上，如果末节拖车脱节时，司机立即撤去牵引力，则列车的两部分完全停止时，它们的距离为零，显然，列车在行驶L路程的过程中，牵引力做的功，可认为完全消耗在列车前部分多走S的距离克服阻力做的功上，考虑到列车开始做匀速运动，设阻力与车重的比例系数为k，则F牵=kMg，则有：kMgL＝k(M－m)g•s，s＝ML/(M-m)。通过一题多解，学生脑海中原已储存的大量力学信息被充分调动起来，在探求问题的解决方案中选取最佳方法，使思维极大地得到发散，并进而激发创新欲。

在教学中精选例题，对学生进行灵活多样的一题多变训练“一题多变”即采用改变叙述方式、数量关系、设问角度或因果关系、已知条件、题目类型等形式，让学生经过思考，在保持原知识点不变的基础上层层逼近，逐步拓展。通过一题多变，引导学生从比较中寻找一类题的解题规律，促使学生从顺、逆、侧等不同角度去思考问题，有效地训练学生思维的完备性、深刻性和创造性，大大激发学生的学习兴趣，对学生创新意识的培养也极有益处。

例5 如图3所示，质量为m的小球从光滑的斜面轨道的A点由静止下滑，若小球恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B而做圆周运动，问A点的高度h至少应为多少？

变式1 如图4所示，在竖直向下的匀强电场中，一个带正电q、质量为m且重力大于所受电场力的小球，从光滑的斜面轨道的A点由静止下滑，若小球恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B而做圆周运动，问A点的高度h至少应为多少？

变式2 如图5所示，一个带正电q、质量为m的电荷，从光滑的斜面轨道的A点由静止下滑，若小球恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B（圆弧左半部分加上垂直纸面向外的匀强磁场）而做圆周运动，问A点的高度h至少应为多少？

变式3 如图6所示，在竖直向下的匀强电场中，一个带正电q、质量为m的电荷，从光滑的斜面轨道的A点由静止下滑，若小球恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B（圆弧左半部分加上垂直纸面向外的匀强磁场）而做圆周运动，问A点的高度h至少应为多少？

通过一题多变的训练，学生能掌握物体在竖直平面内圆周运动的一类问题的本质和规律，不仅培养学生的建模能力，而且对发展学生创新思维、培养创新能力方面都起着积极的作用。

在阶段性复习或高考复习时还应引导学生寻求不同解法的共同本质，乃至不同知识类别及思考方式的共性，上升到思想方法、哲理观点的高度，从而不断地抽象出具有共性的解题思考方法——多题归一。运用多题归一的方法可以培养学生综合运用知识分析解决问题的能力，同时有助于培养学生的创新意识。当然在习题教学中还应充分调动学生的非智力因素，如与学生的情感交流、应试心理辅导、解题格式及书写习惯的规范化等，帮助学生养成良好的思维习惯。

总之，实施物理创新教育，培养学生的创新意识和实践能力，是一项长期的艰巨任务。习题教学中具有创造性的物理教学方法，要靠教师大胆地摸索，大胆地尝试，努力把“习题训练”改进成一种目标合理、目的明确、份量适度、形式多样、高效创新的优化过程。只要勇于改革、坚持不懈，引导学生大胆实践、勇于探索，提高学生的全面素质，就一定能使物理创新教育不断走向成功，培育出更多的具有创新意识和实践能力的学生，使他们成为时代所需要的创新型人才。

参考文献

[1]黄恕伯.高中物理课程标准3-1、3-2模块教材分析和 教学建议[A]

[2]孙德波.竖直平面内圆周运动两种模型的临界问题及 应用[J].中学物理教学参考,2006(8)

（作者单位：浙江省乐清市二中）