張波

【摘要】高中物理教學常常遇到一些困難，學生沒有形成分析思考問題的能力是造成困難的因素之一。以問題驅動的方式提問，堅持培養(yǎng)學生定性分析物理過程的能力，將物理問題數(shù)學化等方法滲透在平時物理教學中，幫助學生形成能力，本文做了一些簡單的論述。

【關鍵詞】物理教學；問題驅動；能力形成；獨立思考

【中圖分類號】G6337

【文獻標識碼】B

【文章編號】1671-8437（2017）18-0030-03

高中物理教學過程中，一線教師常常會遇到這樣兩種困惑：第一，很多物理問題和知識，學生上課能聽懂，但是在課后作業(yè)和各種考試中往往又漏洞百出，似乎這種問題根本沒有搞懂。第二，在課堂教學中，很多教師極力想將更多的知識和方法傳遞給學生，想使知識內容更豐富飽滿，想將更多的物理思想傳授給學生，但是往往限于課堂時間及學生水平參差不齊等原因，美好的愿望最終付之東流，不能有效實行或者說需要花更多的時間才能實現(xiàn)；即使這樣的效果得以實現(xiàn)，效率也是很低的。學生不能有效的解答題目，根源還是在于沒有理解物理規(guī)律的本質，不能獨立地分析題目中的物理情景，不能將問題和解決問題的方法有效對應，也就是沒有熟悉基本方法和沒有形成基本能力。教師在課堂上訓練學生的能力需要有重點、有計劃地實施，需要高效的課堂來實施，并且需要一個長期的過程，不能急于求成，要眼光長遠，有的放矢。點點滴滴，將有針對性的訓練滲透到三年的課堂中去，就會看到學生的成長和進步。

1以問題驅動的方式對學生進行提問

高效的課堂一定會貫穿教師與學生之間的提問活動，如何才是高質量且有效的提問，是我們常常探究的問題。以問題驅動的方式進行全班或者個別提問是一種訓練學生思維、形成分析思考問題能力的有效途徑。

例1，月球質量是地球質量的181，月球半徑是地球半徑的14，如果以同一初速度在地球和月球上豎直上拋一物體，求：兩者上升的最大高度之比。

這是一道《萬有引力》章節(jié)中的典型題目，多數(shù)學生都能解決題目中的兩個問題，但在課堂教學中如何通過問題驅動方式訓練學生的思維呢？

要求解上升高度之比，需要找什么關系呢？通過運動學公式發(fā)現(xiàn)，需要找到地、月表面重力加速度之比就能解決。要求地月表面重力加速度之比，需要找什么關系呢？通過黃金代換公式發(fā)現(xiàn)，只要知道地、月質量之比和半徑之比。這樣通過問題驅動的方式進行引導，將未知的問題就引導到了已知的條件上。（見圖1）

問題驅動方式進行課堂互動，可以將解決物理問題的的思路進行有效呈現(xiàn)，能將解決問題的思路清晰的呈現(xiàn)在學生面前，能鍛煉學生獨立思考和解決問題的能力。并且能將一個較難的問題進行有效分割，將難題、大題進行碎片化，就能循序漸進的訓練學生的思維能力。問題驅動方式進行課堂互動，是一種可以常態(tài)化的課堂教學模式，絕大多數(shù)計算類型的物理問題都可以采用此方法，并且這種方式和課堂傳統(tǒng)提問方式本身就是一脈相承的，只是它注重了學生思維的訓練，鍛煉了學生分析處理問題的能力。

2注重培養(yǎng)學生對復雜物理問題的定性分析

高中物理學習中會涉及到很多復雜運動過程的問題，例如滑塊模板模型，帶電粒子在電磁場中的運動，電磁感應與牛頓運動定律的結合，動量定理和動能定理結合問題等等，這些問題中會涉及到很多過程，過程與過程之間被一些物理量聯(lián)系。要解決好這一問題，首先就是要學會對運動過程進行定性分析。這樣的能力并非是一朝一夕能形成，這樣就需要教師一定要在課堂上利用好這些問題，訓練學生定性分析復雜運動的能力。

例2，如圖2甲所示，水平地面上有一靜止平板車，車上放一質量為m的物塊，物塊與平板車的動摩擦因數(shù)為02（設最大靜摩擦等于滑動摩擦）。t=0時，車在外力作用下開始沿水平面做直線運動，其v-t圖像如圖2乙所示，已知t=12 s時，平板車停止運動，此后平板車始終靜止。g取10 m/s 2，在運動過程中物塊未從平板車上掉下。

（1）求t=3 s時物塊的加速度；

（2）求t=8 s時物塊的速度；

（3）若物塊相對平板車的運動會留下痕跡，請求出物塊整個運動過程中在平板車上留下的痕跡的長度；

此題的第（2）問，就是需要對運動過程進行定性分析的，0-6 s過程中物塊向右做加速度為2 m/s2的勻加速直線運動，而平板車加速度為4 m/s2，t=6 s 后發(fā)生變化，平板車開始減速運動，但是此時平板車仍然比物塊運動得快，所以物塊繼續(xù)加速，平板車繼續(xù)減速；當二者共速后，物塊就將減速運動，通過計算發(fā)現(xiàn)t=8 s時，二者剛好共速。

雖然這樣的定性分析運動過程顯得比較粗糙，但是這樣的粗糙正是為了之后細致的定量計算做準備。對運動過程的定性分析，能鍛煉學生分析思考問題的能力，讓學生在解決復雜問題時不至于無從下手，不至于滿腦漿糊不知所措。并且必要的定性分析，能發(fā)現(xiàn)運動過程中變化的節(jié)點，能為之后的定量計算掃除一些障礙。但是在平時的課堂教學中，講評此類習題十分消耗時間，這就需要教師精心備課，精心組織語言，爭取在課堂上以最高的效率講評此類習題，堅持讓學生進行定性分析訓練。

3教會學生將物理情景數(shù)學化

以前常常聽我的老師講，“數(shù)學家不一定是物理學家，但是物理學家一定是數(shù)學家”這樣一句話，當然這句話是否嚴密也不需要去考證，但是至少能說明一點就是物理與數(shù)學的聯(lián)系是非常緊密的。高中物理教學中一些物理問題就需要借助數(shù)學的工具才能得以解決，比如借助輔助角公式求最值，利用均值不等式求最值，利用二次曲線交點找落點，利用三角函數(shù)解決機械振動和機械波問題等等。能將物理問題與數(shù)學結合，利用數(shù)學工具解決物理問題也是一種能力的體現(xiàn)。

例3，一探險隊員在探險時遇到一山溝，山溝的一側豎直，另一側的坡面呈拋物線形狀。此隊員從山溝的豎直一側，以速度v0沿水平方向跳向另一側坡面。如圖3所示，以溝底的O點為原點建立坐標系。已知山溝豎直一側的高度為2 h，坡面的拋物線方程為y=12 hx2，探險隊員的質量為m，視人為質點，忽略空氣阻力，重力加速度為g。endprint

（1）求此人落到坡面時的動能；

（2）此人水平跳出的速度為多大時，他落在坡面時的動能最??？動能的最小值為多少？

解析：（1）設該隊員在空中做平拋運動的時間為t，運動到另一坡面的落點坐標為（x，y），則有x=v0t，2h-y=12gt2，消去參數(shù)t，得到平拋運動拋物線方程 y=2h-gx2/2vo2

結合坡面方程：y=12hx2，根據(jù)機械能守恒，此人落到坡面的動能：

Ek=12mv20+mg（2h-y）

聯(lián)立以上各式得：Ek=12m（v20+4g2h2v20+gh）

（2）把上式利用配方法變形Ek=12m（v20+gh-2ghv20+gh）2+32mgh

當式中的平方項為零時，即v0=gh，動能Ek最小。

最小的動能Ekmin=32mgh。

利用數(shù)學工具解決物理問題，需要學生有較強的數(shù)學能力和對物理問題本質較為深刻的理解。平時教學過程中需要多滲透這種物理與數(shù)學結合的思想方法，教會學生利用數(shù)學語言翻譯物理問題，將數(shù)學學以致用。

4教會學生學以致用，用所學物理規(guī)律合理解釋生活中的物理現(xiàn)象

理論知識掌握的最高層次就是應用，將理論成就轉化為科技成果也是科學家所追求的。雖然給高中生談科技成果轉化可能有些不切實際，但是我們的教學一定要引導學生學會學以致用，用所學物理規(guī)律合理解釋生活中的物理現(xiàn)象。第一，這樣學生才會漸漸學會思考問題，在思考生活中物理現(xiàn)象的過程中，才會發(fā)現(xiàn)更多問題，才會有動力去解決問題，才會利用所學知識進行創(chuàng)新。第二，在嘗試解釋生活中物理現(xiàn)象時，需要有將實際現(xiàn)象抽象成物理模型的能力，并且這樣的過程也是鞏固、提升所學知識的一種有效方式。第三，我一直認為，只有加入了自己思考的過程才是真正有效的學習過程，這樣的思考過程是非常寶貴的，而我們的學生似乎已經習慣了老師全盤講解，如果有什么不懂，在不自己思考的情況下立即就問，這樣的過程其實學生根本沒有得到訓練。就像一杯茶一樣，第一次泡出的茶湯是最好喝的，越到后面泡的次數(shù)越多茶水就越淡。無效的詢問越多，自然收獲就越少。

曾經，有一位學生在學習《萬有引力》一章的內容后，問我在宇宙空間站工作的宇航員能飄起來，是不是因為在太空中不受引力的作用的結果？顯然，這位同學是沒有深刻理解本章的知識。為了解決這位同學的疑惑，我給他提了幾個問題：第一，宇航員在太空中真的就不受力嗎？當時這個同學十分疑惑，他很不確定宇航員是否受力。我當時很肯定告訴他即使在太空中宇航員肯定受到地球的吸引力，因為萬有引力定律告訴我們任何兩個有質量的物體之間都有相互作用。第二，既然宇航員受力，那為什么宇航員沒有落下反而飄起來喃？這個引力的效果到底是什么，請思考清楚以后來告訴我。第二天，他告訴我這個引力的效果全部用來改變宇航員的運動方向了，所以就沒有這種“落下來”的效果。其實，通過這個過程，我相信這位同學對于勻速圓周運動、向心力等知識的理解又上升了一個層次。

其實，這其中的道理就像我們小時候學騎自行車一樣，試問有誰是在父母的語言教授下學會騎自行車的？能學會自行車的同學，都是在不斷嘗試、不斷摔倒，不斷再站起來，最后在爸爸放手的那一刻學會了騎自行車。與學習一樣，只有自己勇于嘗試、獨立思考才能有所收獲。當然教師的教學過程中要多給學生引導，多給學生實例，給予學生適當?shù)狞c撥和引領，學生才能真正的成長。

物理教學如何幫助學生學會分析思考問題，是一個很大的話題。其實每一位老師平時的教學都在滲透。以上提到的方法是我在平時的教育教學過程中堅持使用的方法，對學生能力的提高有切實的幫助，尤其是問題驅動和物理過程的定性分析的訓練更是每堂課都在進行，學生的進步和成長是點點滴滴的，要想能力提升，堅持長期訓練也是非常重要的環(huán)節(jié)。endprint