变质量问题的教学研究

马越 曹丽萍

摘 要：变质量问题一直是理论力学教学的重难点，也是学生在学习的过程中难以攻克的环节。本文将从教师教学角度出发，讨论如何转变教学模式，使学生更容易理解并掌握变质量知识体系。

关键词：变质量;质点系;教学

中图分类号：G4     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2021.16.075

理论力学是物理专业学生的一门基础理论课程，也是需要学生运用高等数学作为工具处理物理问题的一门课程。因此，在学习本门课程的过程中，需要学生对于宏观机械运动的概念以及规律有系统的理解，而且能掌握处理实际物理问题的方法。在学生学习质点组力学的问题时，发现变质量物体运动模块具有理论性强、研究模型灵活等特点。学生在学习的过程中常常觉得困难，理论知识接受程度不高，存在解题思路僵化的问题。因此，提高学生在解决变质量问题的能力是每一位物理教师的“攻坚战”，其将在教学的过程体现出来。

1 变质量物体运动在教学中存在的物理问题

理论力学教材中变质量物体的运动相关问题所占篇幅较少，但知识点本身的运用却较多，并且学生在学习的过程中普遍感到不易理解、学习的过程中容易陷入固定思维，从而出现一些常见错误。因此，高校教师如何利用有限的课时计划让学生充分理解概念并能加以运用，是每一位教师必须思考的课题。在学生学习的过程中，常出现的问题有以下几点：（1）受普通物理力学的影响，在变质量物体的研究对象选取上较受限制，如火箭的变质量问题、雨滴下落凝结水汽的问题等;（2）在解决实际问题的过程中需要用到的数学工具种类很多，学生不易掌握，如变质量物体的动力学方程、动力矩定理、机械能守恒定律以及动量定理等;（3）在利用数学工具解题的过程中，不能掌握各个物理量、公式的含义，容易形成解题而解题的死循环。

本题中可以看出对于变质量的动力学问题，由于变质量m是时间t的函数，所以要从变质量动力学方程求解出→r=r（t）或→v=v（t）及物体的受力情况，必须先找出m（t）才能在已知力的情况求解运动或已知运动的情况求解力。这就要求从题设条件列出另外的与m有关的方程，可以是m=m（t）也可以是m与→r或→v的关系，不管是哪种方式最终都可以消去，这就是解决变质量问题的关键。若能理清这个物理思路，那么很多困难也就迎刃而解了。

2 学生学习现状分析

基于以上两道例题，分析学生在学习中常出现的问题有以下几点：（1）对于变质量问题研究对象的选取理解不够，受到高中所学知识的思路限制，学生在惯性思维的影响下容易把质点及质点组的问题理想化，从而不能正确的选择适合解题的研究对象。（2）习惯不分析物理情景就使用机械能守恒定律。由于变质量问题易牵扯到质点系的内力做功的问题，而在一些特定的物理情境中，简单的使用机械能守恒定律是难以解释系统中的能量转化的，极易引起学生混淆。（3）不能熟练的选择合适的解题方法。在解决变质量的问题时，我们常常用到动力学方程、动力矩定理、机械能守恒定律等工具，由于学生相关知识不成系统，所以会有解题难、理解难的情况出现。

3 教师在教学过程中需要注意的问题

3.1 教学设计新颖、逻辑思维清楚

教学设计应遵循系统性、程序性的原则，注重各个要素以及环节之间的联系，在保证教学内容正确科学的情况下跳脱出既有框架，结合学生的实际情况，将旧知识以新的方法展现出来。要以激发学生学习兴趣、培养学生的科学探究能力为基准进行教学设计。如可以进行变质量问题与经典质点模型的比较教学，切忌直接照本宣科，強迫学生记忆物理概念以及知识点。

3.2 教学模式适应教学内容

教学注重培养学生创新意识与实践能力是物理教师的价值导向。以教学内容为基本点，可以采用诱思探究教学、质量效率导向的目标教学模式等。从探究教学模式出发，根据不同地区与课程要求、学生身心发展水平调整适应自身教学实践的合理的教学模式。

3.3 教学方法多样化

考虑变质量问题的知识结构，遵从灵活性及启发性的原则，可以选用讨论法、研究法、讲授法等教学方法。也可多种教学方法综合运用，达到1+1>2的效果。再结合丰富的教学媒体以及教学手段，让原本学生感到困难以及难以理解的变质量问题变得生动有趣。

4 总结及展望

变质量的教学研究作为理论物理知识点的重要组成部分，无论是教师的教还是学生的学都是需要自习推敲与钻研的关键点。希望教师在教学活动中能参悟最适切的教学方法，从而启发、引导学生真正理解变质量问题。

参考文献

[1]杜秀国，刘久凯.处理变质量问题常用方法讨论[J].吉林师范大学学报：自然科学版，2006，（4）：84-85.

[2]殷春英，王泽山.“变质量问题”教学探索[J].衡水学院学报，2011，（13）：77-78.

作者简介：马越（1996-），女，汉族，四川成都人，本科，研究方向：学科物理。