巧用习题教学启迪学生思维

李世阳

摘 要：本文通过高中物理教学案例来谈习题教学启迪学生的思维。一题多问和一模多变、以及叠加法都是习题教学启发学生思维的重要手段。教师要以基础题为习题课的引入点，再通过变式不断深挖，从而提高习题教学的实效。

关键词：高中物理；习题教学；启迪；思维

近年来全国高考物理试题越来越重视考查学生的核心素养，特别注重学生思维能力的考查。物理教学中教师要根据教学实际有意识地培养学生建构理想模型的意识和能力。习题教学是学生提高学习成绩的重要平台，习题评讲课中教师要给予学生充裕的时间思考并引导学生参与交流。当学生出现困难时，教师要引导学生尝试用科学思维方法去解决。本人听课中发现有不少老师在高中物理习题教学中还是满堂灌，不注重学生思维能力培养，甚至有些老师不懂如何入手去培养学生的思维能力。因此本人结合近年来的高中物理教学来谈谈如何在平时的习题讲评中启迪学生思维。

1 巧用一题多问发散学生的思维

物理建模能力是高考物理考查的重点。习题教学中通过物理模型来发散学生的思维，在帮助提升学生解题能力的同时，要用心寻找激发学生思维的切入点。教学中教师不可能像公开课一样每节习题讲评课都精心准备学案，但是在讲评练习时要根据学情，精心挑选合适的题目发散学生思维。一题多问模式是充分利用学生练习中物理模型题，通过不同的设问来启发学生的思维。现在以下面例题的教学为例。

例1：如图1所示，一个滑块从斜面的P点由静止开始运动，最终停在水平面的Q点。已知滑块的质量为m， P点离BQ水平面的高度为h，PQ的水平间距为s。若所有接触面的动摩擦因数相等，那么动摩擦因数为多少？

本题是动能定理在高一物理必修二练习册中一种基础模型。高一动能定理例题讲评后，批改学生课后作业时发现还有很多学生对这种类似的题目还是稀里糊涂的，究其原因是学生对本模型理解不到位，解题的思维没有跟上。为了提高学生这种题的解题能力，本人在教学中做了如下的拓展。

1.1 增加设问，探索应用

在原题基础上增加设问，引导学生积极思考，探索动能定理的应用。设问：若用力将滑块从Q点再拉回到P点，则拉力至少需要做多少功？通过设问改变，激发学生思考有哪些过程、分析受的力、如何列出关系式。讲评原题时基本上学生都说会做了，实践中发现没有组织思考分析的班级学生，增加的设问方程式列的乱七八糟。说明在教学中引导学生思维、规范学生解题有助于提升学生的解题能力，同时通过增加设问也有效检测知识应用情况并培养学生的解题习惯。

1.2 改变条件，提高思维

原题基础上改变条件，设置设问，激发学生思考。设问：如图2所示改为PD斜面，仍由静止释放，所有接触面的动摩擦因数不变，问滑块能否到达Q点？若能到达Q点的速度为多少？改造后增大了思维难度。原来情景的基础上略作变化后，很多学生不知所措。课堂上组织学生讨论、交流。首先问学生滑块能不能沿斜面下滑？交流后得到通过力学判断滑块能够下滑。然后问能不能到达Q点？通过提问交流，统一认识先假设能到达Q点。学生根据过程列式，并经过数学分析得到结果。学生经历这些过程，思维得到很好的锻炼。

通过简单的增加设问，学生整个思维得到很好的发散。经过一系列问题思考的学习过程，今后这种模型的题更得心应手，同时可以迁移到其他模型分析更能积极思考寻求方法解决问题。通过这种模式的教学，学生熟悉了受力分析、过程分析、列式、条件判斷等一系列过程，可以让学生的解题规范起来，解题的切入点也清晰。教师认真钻研习题与教材，充分抓住教学资源，努力挖掘学生的能力，从而真正提高习题教学实效。同时一题多问的训练与讲评能够较好的反映学生解题方面及知识应用能力方面存在的问题，从而真正让学生感受到上课听得懂、课后也会做。只有教师教学中用心启发学生思维，而不就题论题，才能调动学生的思维积极性。教师要及时引导，学生才能逐步形成良好的思维习惯。

2 利用一模多变整合学生的思维

高考物理试题中知识系统的整合度较高，难度也较大。为了让学生获得较理想的成绩，除了培养学生的学习兴趣，还要求高中物理教师在习题评讲中注重知识的融合，提高学生解题能力。教师在大容量的知识体系的评析中，要让学生感受到物理知识的融合，一模多变是重要手段之一。教学中发现很多学生在同一模型中运用不同元件组件时束手无策、无从下手，主要原因是学生知识系统性不强，解题方法欠缺。针对这种情况，以下面例题2教学实践为例来分析一模多变在习题教学中的运用。

例2：2016年新课标Ⅱ理综高考24题（原题略）

如图3所示，金属杆在恒力F的作用下，在匀强磁场外做匀加速运动，然后在磁场内金属杆做匀速运动。根据牛顿第二定律、运动学公式求出刚进入磁场时的速度，再根据法拉第的电磁感应定律求出切割电动势。进入磁场后匀速运动，通过金属杆受力平衡求出安培力，再利用闭合电路欧姆定律求电流，则可求电阻。

电磁感应的试题综合应用比较强，教学中很容易融合高中物理的主干知识和物理方法的运用。 学生学习和教师评析过程中，解决电磁感应的基本解题思路：找电源、看电路、受力分析、列式等。但是电磁感应知识应用比较抽象，模型也比较多变化。这就要求教师在教学中整合知识应用，提升学生思维能力。本人教学中对本题做了下列拓展。

2.1 更换元件，激发思考

如图4所示，用电容器替换原题中的电阻，再设置问题。问：若磁场区域无限大，框架足够长，试分析金属棒进入磁场后金属棒速度大小随时间变化的关系？学生在解题时除了运用动力学，还需要了解电容器的工作原理。教学中引导学生分析金属杆进入磁场前后受力的变化，哪些力是恒力、哪些力是变力、变力又如何变化。通过思考与交流，让学生深刻认识到电容器与电阻不同工作原理，及处理速度与时间关系的方法。通过训练，学生解似曾相识的题目时认真思考，从而培养学生认真审题的习惯。

2.2 改变情景，化静为动

原题的基础上略作修改如图5所示，让静止的磁场匀速运动起来。修改部分：t0时刻，当金属杆刚进入匀强磁场时，恰好匀强磁场也开始以速率v1向右匀速运动。金属杆在磁场中能始终保持匀速运动。修改后看似没有多大变化，但学生解题时又很茫然。其实学生主要是切割磁感线产生电动势公式E=Blv中的速度理解不透彻。在教师的启发和交流中，理解E=Blv中的速度是相对磁场的速度。这样的改造促使学生平时学习中重视物理概念，理解清楚物理公式中各个符号的意义，碰到不熟悉的题目要从物理概念入手去思考问题。

通过一模多变这种模式教学引导学生整合物理模型、理解物理概念、物理规律，激发他们的思维，从而提升学生的思维能力。习题教学中教师调动学生思考的同时，又让学生体会解题的快乐，感受解题方法，使课堂变得高效。

3 善用叠加法激发学生的思维

高考中物理部分题量较少，但考查知识又广，所以很多题目都体现了组合的味道。有物理情景的组合，也有物理知识的组合应用。通过组合提高试题的广度，也提高了思维深度。因此高中物理习题教学中教师要从易到难、由浅入深逐步提高思维能力，从而夯实学生的基础。这种组合性的叠加法教学模式能够使学生的知识系统化，应用思维化。下面以例3教学为例。

例3：如图6所示，在a点处固定一孤立点电荷+Q，c为ab中点，d为ac的中点，ec垂直ab，比较d、c、e、b点的场强大小和电势的高低。

本题考查孤立点电荷中电场的性质。电场的性质是高考重要的考点，叠加法是重要的物理思想方法。习题教学中如果把几种常见的电场分开评析，不利于学生的思维发展，而且浪费时间。教学中要充分利用这种叠加组合思想，突破思维瓶颈，让学生在学习中事半功倍。习题讲评中本人做了如下实践。

3.1 同类叠加，启发思考

首先原题的基础上引入一个等量正电荷加在b点如图7所示，让学生分析例3中各点场强的大小和电势的高低。虽然这是常见的一个电场模型，但是交流中教师让学生领略是两同种点电荷电场进行叠加而成。启发学生思考得到除了用抽象的计算式进行叠加，还可以利用电场线模式进行形象分析。课堂上让学生充分讨论交流中得到结论，而不是让学生死记硬背。

其次换成引入一个2倍电量的正电荷同样放在b点如图8所示，再让学生分析从ab连线上电场和电势的变化。这样加大了学生的思维力度，在前面的基礎上引导学生思考，得到本题结论。通过叠加法的应用，让学生的思维得到升华。

最后引入一个等量负电荷同样放在b点如图9所示，通过差异性，让学生思维碰撞，从而真正理解点电荷电场的叠加。

3.2 组合叠加，引导应用

孤立点电荷+Q所在空间引入场强为E沿ab方向的匀强电场，仍然比较d、c、e、b点所在位置的场强大小及电势的高低。课堂上激发学生积极思考，引导学生应用叠加法分析问题，得出结论。然后把匀强电场改为沿ba方向、沿e c方向、沿c e方向，让学生感受变化，达到熟练掌握电场的性质。

这种叠加法在习题教学中的应用，不但可以复习电场性质，同时也培养了学生的思维能力。针对这道题，我们还可以运动电荷在孤立点电荷+Q电场中直线运动、曲线运动的叠加，经过训练让学生达到熟练掌握解题方法。教学内容先简单后复杂，符合高中学生认知规律。习题教学中，特别是高三复习课多一些叠加法的训练，学生的解题思路将更加清晰，知识运用更加熟练，同时习题的功能也更好的展现。

习题教学要以培养学生的思维能力为主要切入点，教学中及时抓住有效的教学资源，充分拓展学生的思维。教师要充分利用基础模型题作为习题课的引入点，再通过基础模型的变式不断深挖，从而提高课堂教学的实效性。一题多问、一模多变、叠加法模式是习题教学培养学生思维的有效手段。通过设问、情景的改变，引导学习积极思考、敢于提出问题、尝试解题、尝试交流，这样有利于激发学生积极思考。教师选择试题要关注：学情、高考考查的要求与方向、物理学科核心素养。高三教学中更应该以基础题为跳板，面向高考把握试题的难度，应注重引导学生感悟物理学科的科学思想、方法，养成积极思考、大胆分析问题的习惯。