物理习题课教学中启发性原则的应用

常俊波

启发性原则的精神是在教师的引导下，调动学生的主动性使他们通过自己的独立思考，在领会和掌握知识的同时开发智力，特别是思维能力，本文以习题课教学为例对启发性原则的应用做一些初步探讨。

习题课是复习课中的一种常见类型，单一的一个习题，往往涉及面较窄，概括不全面，很难达到举一反三，触类旁通的目的。为了培养学生的能力，我在习题课教学中很注重启发性原则的应用。

一种做法是：一节习题课，精选一个有多中解法的例题，让学生自己去解，在教师的启发下，鼓励多种解法，然后教师小结，用分析法启发学生得出多种解法的思路。例如，普通高中课程标准实验教科书（物理选修3-1）第34页，带电粒子在电场中偏转的例题。讲完课本上的解法后，可进一步启发学生寻求新的解法。经他们认真分析题目给出的物理过程后，能总结出：除了用运动学规律求解电子离开电场时的速度V以外，还可以利用动能定理或包括动能和电势能在内的能的转化和守恒定律求出电子离开电场时的速度V，然后由三角函数关系，求出电子偏离原来方向的角度α。除进行一题多解外，并通过让学生试着改变已知条件或通过改变已知量和待求量间的关系，把该题变成多个有意义的题目，进行一题多变。例如，在学生对较简单的例证理解的基础上，通过开拓思路，从不同侧面提出问题或配置对比题加以适当的补充和扩展，以取得好的效果。

另一种做法是：一节习题课，列出多个同类题，在教师启发下，进行多题归一和异中求同的训练。例如：复习碰撞时，在教师的适时引导下，通过学生的讨论，不仅要使学生知道光滑水平面上两钢球的相互作用过程为碰撞过程，还要是学生理解穿在同一水平绝缘杆上的两带电小球间的相互作用过程；及处在匀强磁场中的水平导轨上的两金属棒间的相对运动过程等均可视为碰撞过程。通过这类问题的教学，启发学生学会善于抓住事物本质，善于异中求同的归纳问题的方法。

再一种做法是：综合题的教学过程中，分析是主要的，解答是次要的。在分析过程中主体应是学生，教师只能起主导作用，怎样才能真正起到主导作用呢？备课时精心设置问题情境，适时点拨关键，启发思维，只有这样才能真正突破学生的思维难点。

例：在光滑水平面上，有一质量m1=50Kg的小车，通过几乎不可伸长的轻绳与质量m2=25Kg的足够长的拖车连接，质量m3=15Kg的物体在拖车的长木板上，与平板间的动摩擦因数μ=0.2，开始时，物体和拖车静止，绳未拉紧，小车以3m/s的速度向前运动。求：

三者以相同速度前进时速度的大小。

到三者速度相同时，物体在平板车上移动的距离。

设置问题如下：

1.从开始到三者以同一速度前进共包含了几个物理过程？

学生讨论热烈，但不少学生易忽视绳子绷紧这一隐含过程。

教师小结：此题包含四个物理过程。第一个过程：小车匀速运动到绳绷紧之前；第二个过程：绳子绷紧的过程；第三个过程：m3相对小车和拖车的运动过程；第四个过程：三者共同匀速运动的过程。

2.第二个过程的时间长还是短？此过程中以整个系统为对象动量是否守恒？以小车和拖车组成的系统为对象动量是否守恒？此过程结束时，物体m3的运动情况怎样？

学生展开讨论，但此过程学生难以理解，为该题难点所在。故此间需以教师点拨小结为主。

教师小结：在绳绷紧过程中，小车和拖车通过绳子相互作用且相互作用时间极短，实为一种完全非弹性碰撞。若以系统为对象，所受外力的合力为零，动量守恒；若以小车和拖车组成的系统为对象，在此期间虽然拖车受物体m3的摩擦作用，但因该过程时间极短，且摩擦力远小于绳子中的张力，仍可认为小车和拖车组成的系统的动量守恒。同样的思路可得出该过程结束时m3的速度为零。这是对实际情况的高度近似，是把物体所處的条件理想化的方法，是物理学研究问题的方法之一。该过程满足：m1v0=（m1+m2）v1，v1是绳绷紧时小车和拖车的速度。

3.要求物体在平板车上移动的距离，应研究哪个过程？该过程涉及的是时间还是位移？优先考虑什么规律？

对该问题大多数同学经分析能由系统的动量守恒及对物体m3和拖车（包括拖车）分别由动能定理列方程解出。

教师小结：第三个过程涉及的是相互作用的m3与平板车之间存在相对位移的问题，优先考虑两大守恒定律。

4.第三个过程中，系统克服一对摩擦力做功，而损失的机械能转化成了什么形式的能？怎样来量度其大小？

学生展开讨论，但应注意摩擦生热问题亦是本题的又一难点。

教师小结：Q=f地l相对=μm3gl；系统动量守恒：m1v0=（m1+m2+m3）v系统能量守恒：μm3gl=1/2（m1+m2）v12-1/2（m1+m2+m3）v2。

在教学中，只是激发学生思维的积极性还不够，还要通过教师精心设计教学过程使学生把握正确的思维方法，从而提高课堂效率。

【责编 张伟飞】