为“模”所惑，为“型”所困

张秀亮

新课标特别强调过程目标，强调学生探索新知识的经历和获得新知的体验.新课标实施以来，“满堂罐”式的教学模式已逐渐被广大教师所摈弃，取而代之的是凸显学生主体、关注师生情感互动的“主体性的情境教学”模式.但实际操作中，我们发现物理课堂上一些教师为了赶进度、上难度，对课堂上生成的原生态的资源、情境、模型不善于处理或处理不当，只顾知识的教学，忽视情境的分析，物理建模的指导，使学生解题时生搬硬套，常常为“模”所惑，为“型”所困.这样的物理课堂要想实现“使每一个学生都能充分发展”只能是“海市蜃楼”.下面以江苏省2012年高考物理第13、14小题为例，加以说明.

例1 （2012年江苏高考第13题）某兴趣小组设计了一种发电装置，如图1所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为4π/9，磁场均沿半径方向.匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、bc=ad=2.线圈以角速度 绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场.在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直.线圈的总电阻为r，外接电阻为R. 求：

（1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em;

（2）线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F;

（3）外接电阻上电流的有效值I.

试题分析 本题以交流发动机为背景，考查了法拉第电磁感应定律、安培力、交变电流、描述交变电流的物理量、闭合电路、电功、电功率、焦耳定律和匀速圆周运动等知识，要求考生具有一定的推理和分析综合能力.由于与教材中发电机的磁场是匀强磁场，而本题呈现的是一种辐射状磁场，所以，线圈在转动过程中，两条边始终垂直切割磁感线，产生的感应电流为“方波式”交变电流.要求学生根据以上的分析，运用相关的物理规律解答（1）、（2）问.在解决第（3）问时，不能套用正弦式交变电流有效值与最大值的关系，而应从有效值的定义入手进行求解.

答题主要错误：①审题不清，粗心大意，主要有漏掉匝数N、切割长度用代入、没有注意到bc和ad 边同时进入磁场.②不会分析物理模型、迁移能力不强.许多学生误认为线圈产生正弦式交变电流，从而直接套用正弦式交变电流有效值与最大值的表达式，如“E=NBSωsinωt”、“I=Im/2”等.

错误原因 题中发电机的辐射状磁场使试题的内涵有了新意，和平时所做的练习题中的模型有所不同，要求考生在答题时不能仅依靠机械记忆、模仿.但许多考生不会对新的情境进行分析，而是凭着直觉将比较熟知的正弦交变电流的模型直接套用过来，导致解题错误.这恰是题海战术的负面效应.

点评 本题采用了学生较为熟悉的发动机模型，难度不算大，意在考查基础知识和基本能力，但得分率只有0.35.近年来，江苏物理高考题力求原创，要求中学物理教学中，让学生走出题海，加强物理方法的学习.培养学生的审题能力，使学生会根据具体条件的变化，探索如何排除思维定式的干扰，尽可能地激活学生思维，提高学生解题思维能力.

例2 （2012年江苏高考第14题）某缓冲装置的理想模型如图2所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f. 轻杆向右移动不超过l 时，装置可安全工作.一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动l/4.轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦.

（1）若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x;

（2）求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度vm;

（3）讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v'和撞击速度v的关系.

试题分析 本题考查动能定理、功、弹性势能、滑动摩擦和静摩擦、胡克定律、共点力作用下物体的平衡等知识，要求考生在理解相关知识的基础上，能正确构建物理模型.

该题中缓冲装置工作中涉及多个物理过程.小车运动情况：小车撞击弹簧后，使弹簧处于压缩状态，弹簧对小车和轻杆都有力的作用，小车减速运动，但弹簧压缩量逐渐增大，弹力增大.若小车速度减小到零时，最大弹力仍小于轻杆与槽间的滑动摩擦力f，则轻杆不能运动，小车被弹回，小车弹回速度就等于小车的撞击速度.若小车速度未减小到零时，弹力就等于轻杆与槽间的滑动摩擦力f了，则轻杆发生移动，由于弹簧和杆的质量均不计，所以小车做匀减速运动，此过程中弹簧的压缩量保持不变，直到速度减为零，然后小车再被弹回.

答题主要错误：①第（1）问中部分考生误认为弹簧的弹力等于2f，得出错误结论.②第（2）（3）问的得分率很低，注意错误是：一是考生考虑问题不全面，在弹簧压缩过程中漏掉弹性势能的增加量，动能定理错写成“14fl=12mv20”或“fl=12mv2m”.二是不能依据题意写出相应的表达式.如不能将动能定理与具体的物理过程联系起来，只笼统写出“W合=ΔEk”，还有的写出“12mv2-12mv′2=Fl”、“W=Fs=Fl4，F=ma”.

错误原因 本题有两个难点，许多考生不能突破.第一不理解“轻杆”意味质量为零，这与考生平时练习中常见的两体模型有很多不同，不掌握这种理想模型的处理方法.第二是大部分考生由于没有能分析出小车的运动过程、建立出物理模型，所以感觉此题无从下手.

点评 本题选取生产实际中常用的装置为背景，意在引导教学活动贴近生活、贴近社会.试题模型新颖，物理内涵丰富，突出考查考生的物理思维能力，是选拨优秀学生的好题.由此可见，中学生对物理学中一个重要的研究方法，即物理建模的能力还比较差，要求我们物理教师在平时的教学中，加强对学生陌生情境的分析、物理建模的指导.

反思 这两题给人的感觉并不难，但考生在考试做题时困难之大、错误之多、得分之低，出乎教师和命题者的意料，笔者经思考，其主要原因是学生分析问题的能力不够，导致情境看不懂，不能建立物理模型，问题无法解决.给我们的高中物理教学带来如下几点启示：

（1）改变传统的教学观念.虽然在新课程的背景下物理教学方式有了很大改变，由于应试教育的影响，教师不自觉的走上传统的教学方式的老路，学生处于被动接受的状态，缺少物理思想和物理方法的感悟和升华，不能完全理解物理概念的本质，解题不是建立在理解的基础上，而是机械模仿，接受的知识和方法是片面的、单一的、苍白的、僵硬的.要改变这种状况，必须让学生参与到教学中来，实现师生交流.有一位名人说得好“告诉我，我不会记住;演示给我看，我可能会记住;让我参与，我就会明白”.课堂上教师应创设一种民主、宽松、和谐的探索氛围，有针对性地指导学生进行观察、实践、阅读、思考、讨论、尝试、练习等探究活动.要降低“教”的“富营养”，增强学生“学”的“饥饿感”.该学生做的事教师绝不插手，更不“越俎代庖”，最大限度地让学生在活动中学习，在主动中发展，在合作中增知，在探究中创新，逐渐步入“教”与“学”互促互动，相得益彰的良好循环轨道.鼓励学生勇于提出不同的观点和见解.面对学生的“节外生枝”，教师绝不能以“自卫”的本能而回避、压制、排斥，而应接纳、鼓励，因为学生的“异类信息”往往孕育着创新的火花，是教学相长的最佳契机.否则就是“入宝山而空返”，学生出错不怕，就怕教师没有处理错误的办法.

（2）注重培养学生的审题能力.物理教学中，培养学生的各项能力是新课程理念下进行素质教育的根本.而“审题”能力是学生解题过程中最根本的一项能力.在近年来的高考试题，由于信息给予量大大增加，对学生“审题”能力的要求越来越高.但由于升学压力，导致题海战术盛行，而忽视了学生“审题”能力的培养，对待学生的错误不是从审题的根本上找原因，而是马马虎虎给予纠正，使得学生在审题方面常会犯以下几种错误：①读题时只注意给出的数字或字母的条件，对一些叙述性的文字视而不见（如光滑、绝缘、恰好、最终等）;②由于物理试题较长，学生在阅读时没有耐性，再加上不注意隐性条件和临界条件及干扰条件，结果就掉进题目设置的陷阱里;③不习惯画草图，碰到一些抽象的、过程比较繁杂的题目就缴枪投降.

平时要教给学生审题的方法.第一步寻找关键词，除注意给出的数字或字母的条件外，对叙述性的文字也要关注，广泛联想，弄清题目中所涉及的现象和过程，正确还原物理模型;第二步画草图，它直接影响解题效果;第三步寻找重要条件，挖掘隐含条件，排除干扰因素，分析临界条件等;第四步与物理知识对接，将题目所给的条件与所学的物理知识相对接，准确无误地应用物理理论解决物理问题.

（3）注重创新思维的训练与创新能力培养.创新思维是培养学生自主学习能力、开发智力、培养综合素质的襁褓.让思维训练为学生的创新能力插上翅膀，是我们每一位物理教师当下的首要任务.注意用好以下几种方法：①在调动学生的兴趣中尝试训练.爱因斯坦说过，兴趣是最好的老师.只有当学生以极大的热情投入到学习活动中，才可能碰撞出智慧的火花，“主动地获取知识，形成能力”，使我们的课堂变得生动、轻松起来，并从中培养学生科学的、正确的情感、态度和价值观.②在鼓励学生质疑设问中尝试训练.清朝一位学者陈宪章认为：“学贵有疑，小疑则小进，大疑则大进.”可见疑问之重要.“疑”不要停留在自己心中，有疑则问.教学过程中应注重鼓励学生质疑，在质疑中不断拓宽思维.质疑的过程是积极思维的过程，是提出问题、发现问题的过程.教师在课堂上提供质疑的契机，教给质疑的方法，让学生有法可循.改变学生在学习中的被动地位，激起探求新知的欲望，迸发出创造的思维火花，能以较高的效率全面发展自主学习能力.③在启发学生无尽的想象中尝试训练.正如爱因斯坦所说：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着社会的进步.”想象切合学生富于幻想的天性，课堂上用开放性的情境，为学生思维的展开提供广阔的空间.鼓励学生放飞想象的翅膀，打破学生的思维定式，让思维放开，纵横驰骋，然后进行合理想象、科学想象等方面的训练.想象以知识积累、生活积累为基础的，课堂上学生解决开放性问题的时候，会有“山重水复疑有路”的感觉，这时教师要善于凝聚学生的点滴想法，点燃他们思维的火花，耐心启发、诱导、“铺路搭桥”，以暴露分析的思维障.