用变式训练提高学生的模型迁移能力

李 鹏

（瓦房店市第二高级中学，辽宁 瓦房店116314）

近几年的高考中，很多物理试题都是几种模型构建的复合模型，如理综的第25题经常是带电粒子在电场中的类平抛运动和在磁场中的圆周运动这两种模型构建的复合模型。要正确解答这类试题，需要学生具有一定的模型迁移能力。在高三复习时，教师可采取变式训练的方法提高学生的模型迁移能力。

变式训练是指对基本模型进行条件变换，设计一些习题，让学生多情景、多层次、多角度认识问题本质的一种教学形式。在变换过程中，变换事物的非本质特征而保持本质特征不变，变换后所得的不同表现形式和原有的事物之间保持一定的相似性。变式训练能够培养学生运用已有知识完成新情境习题的迁移能力，达到开拓学生视野、激发学生思维的目的。迁移能力是学生在物理学习中从“学会”走向“会学”的前提。

在复习中知识要问题化，这不仅能避免知识点的简单重复，而且能培养学生用已学的知识去解决实际问题的能力。同时问题要模型化，把实际物理情境抽象成物理模型，做一题会一类，培养学生归纳总结和迁移的能力。

简单问题可以抽象成一个已知的物理模型，对某些比较复杂的问题可以通过联想旧模型、创造新模型来构建复合模型。构建复合物理模型，能将复杂问题分解为几个简单问题的组合，降低学生分析问题的难度，使复杂问题得到顺利解决。笔者通过具体案例来探讨瞬时加速度求解问题中如何应用复合运动模型。

瞬时加速度问题有两种基本模型：一是刚性绳模型，如细钢丝、细线等，不发生明显形变，形变的发生和变化过程时间极短，在物体受力情况改变（如某个力消失）的瞬间，力随之改变。二是轻弹簧模型，像轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等，形变明显，形变发生改变需要较长时间，在瞬时问题中弹力的大小可看作不变。

例1 质量分别为m和2m的小球P、Q用细线相连，P用轻弹簧悬挂在天花板下，开始系统处于静止（见图1）。分别判断突然剪断细线、剪断弹簧的瞬间P、Q的加速度大小。

首先分析原状态（给定状态）下物体的受力情况，求出各力的大小；然后分析当状态变化时各力的变化情况；最后求物体在状态变化后所受的合外力，再利用牛顿第二定律，求出瞬时加速度。

图1

例1变式 如图2图3所示，小球P、Q质量均为m，分别用轻弹簧b和细线c悬挂在天花板下，再用另一细线d、e与左边的固定墙相连，静止时细线d、e水平，b、c与竖直方向夹角均为37°。求剪断d瞬间P的加速度大小和剪断e瞬间c的拉力大小。

图2

图3

此变式题尽管物理情境不同，但仍是一个复合物理模型，只要掌握独立的轻弹簧模型和刚性绳模型在物体受力情况改变瞬间受力的变化情况，再将这种复杂问题分解为两个简单问题的组合，此类问题就能迎刃而解。

在复习时多采用变式训练，注重方法的总结，启迪学生的思维，实现模型的迁移，能帮助学生提高解题能力。