物理習(xí)題教學(xué)論文

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摘要：施教之功，貴在引導(dǎo)，要在轉(zhuǎn)化，妙在“開竅”。本文探討了物理習(xí)題教學(xué)過程中，如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，在科學(xué)探究過程中又如何突出物理學(xué)科特點(diǎn)，以學(xué)生自身活動(dòng)為基礎(chǔ)，在學(xué)生獨(dú)立探索發(fā)現(xiàn)與群體經(jīng)驗(yàn)交流結(jié)合的過程中，實(shí)現(xiàn)思維的轉(zhuǎn)化，物理本質(zhì)的“開竅”。

關(guān)鍵詞：相遇點(diǎn)變形式同一時(shí)刻的位置連線穿越平行線

科學(xué)探究被納入課程標(biāo)準(zhǔn)，充分體現(xiàn)了課程的創(chuàng)新教育理念，強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)的方式、方法的重要性。

物理習(xí)題教學(xué)是整個(gè)中學(xué)物理教學(xué)的重要組成部分，習(xí)題教學(xué)的職能一直為教學(xué)一線的教師所重視。

科學(xué)探究滲透在教材和教學(xué)過程的不同部分，在物理習(xí)題教學(xué)的過程中，讓學(xué)生能體驗(yàn)科學(xué)探究，把握科學(xué)探究的原則，對于物理教師來說是極富有創(chuàng)造性的。

如圖1，某人站在距公路40m的B處，發(fā)現(xiàn)公路上有一輛汽車以10m/s的速度從A處沿AC方向勻速行駛，A與人相距100m，問此人要以多大速度沿什么方向奔跑才能與汽車相遇？

探究過程：

一、提出問題

1.放手讓學(xué)生在平等自由的條件下發(fā)表見解，商討問題，教師當(dāng)好“配角”，將自己作為學(xué)生中的一員，與學(xué)生一起，從學(xué)生的角度去參與討論，注意收集學(xué)生討論中的有用信息。

部分學(xué)生認(rèn)為相遇點(diǎn)在點(diǎn)D（如圖2所示），理由是此人沿B→D方向奔跑，走的路程最短；部分學(xué)生認(rèn)為相遇點(diǎn)不是唯一的，可能有多個(gè)答案，理由是多跑或少跑路程并不要緊，只要人有可能趕得上汽車就行。還有部分學(xué)生感到無從下手，總感覺到題目好象少條件。相互交流后，普遍認(rèn)為汽車與人的相遇點(diǎn)是目前大家共同關(guān)心的焦點(diǎn)。

2.教師針對學(xué)生討論中的普遍關(guān)心的焦點(diǎn)問題，以“優(yōu)秀生”的身份切入其中，向同學(xué)們提出建議性解題方案，用以聚合學(xué)生的思維。

雖然，我們在相遇點(diǎn)上存在些分歧，但目前我們至少可以肯定此人與汽車在圖3的點(diǎn)E相遇是不可能的，你們認(rèn)為這種肯定有理由嗎？學(xué)生們集體思考，在相互討論中尋找事實(shí)依據(jù)：百米賽場上，跑在前面的一定是跑得快的，因?yàn)橄嗤瑫r(shí)間比路程，路程遠(yuǎn)的速度快。汽車與人所用時(shí)間相同，汽車速度比人快得多，因此，AE比BE大得多。而圖3中AE＜BE，所以在點(diǎn)E相遇是不可能的；點(diǎn)E必須向右移動(dòng)，以滿足AE比BE大得多。

3.教師再一次扮演“優(yōu)秀生”的角色，點(diǎn)撥學(xué)生，把他們的思考引向深入。

接下來，我們自然會(huì)這么想，如果相遇點(diǎn)點(diǎn)E向右移動(dòng)，滿足AE＞BE是否就行呢？或者是滿足了它的變形式＞1就行嗎？

學(xué)生們深入思考、討論、交流，提出自己的看法：由于汽車行駛的速度比人快得多，所以，AE＞BE還不夠充分，受變形式＞1的啟發(fā)，相遇點(diǎn)應(yīng)滿足的比值大得多才行。并進(jìn)一步提出需共同探究的問題：點(diǎn)E在向右移動(dòng)中，的比值有什么變化規(guī)律？

二、猜想和假設(shè)

教師此時(shí)引導(dǎo)學(xué)生大膽地猜測和假設(shè)，然后，作必要的聚合思維整理歸納。

學(xué)生就本題的意思反復(fù)推敲，討論中大膽猜想出：當(dāng)點(diǎn)E向右移動(dòng)時(shí)，的比值“肯定”會(huì)存在一個(gè)極大值。教師接過學(xué)生們的話題，肯定學(xué)生猜想得有道理，并提出這一猜想能否肯定還需同學(xué)們進(jìn)行探究。現(xiàn)在為讓同學(xué)們看到思路發(fā)展的進(jìn)程，便于今后的學(xué)習(xí)和借鑒，有必要把前面的思維“成果”作經(jīng)驗(yàn)小結(jié)。

1.思維進(jìn)程小結(jié)。以上討論，我們弄清了點(diǎn)E必須向右移動(dòng)；的比值應(yīng)取最大值。

2.思維方法變通小結(jié)。由AE＞BE變?yōu)椋?進(jìn)而找到了能較準(zhǔn)確地反映題意的的比值應(yīng)大得多的數(shù)學(xué)表達(dá)式。這是思維發(fā)生轉(zhuǎn)向、變通的一種思路，有利于創(chuàng)新思維的靈性勃發(fā)，應(yīng)值得同學(xué)們學(xué)習(xí)借鑒。

3.問題轉(zhuǎn)化小結(jié)。由否定相遇點(diǎn)展開了思維，續(xù)而轉(zhuǎn)向論證相遇點(diǎn)必須滿足的條件，思維拓寬中漸漸悟出了玄機(jī)—相遇點(diǎn)應(yīng)是滿足比值取最大值的那一點(diǎn)。找到了相遇點(diǎn)就解決了本題提出的問題，這確實(shí)是一種問題轉(zhuǎn)化的方法，即把意向上朦朦朧朧的含含糊糊的問題，機(jī)智地引渡為可感或思考的問題，這種方法同學(xué)可要好好地領(lǐng)會(huì)。

4.教師先讓同學(xué)們就上面提出的猜想──當(dāng)點(diǎn)E向右移動(dòng)時(shí)，的比值“肯定”會(huì)存在一個(gè)極大值如何探究作方法上的建議，引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)上的圖像法，制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。并為下一步探究活動(dòng)的展開提供方法，當(dāng)好“導(dǎo)演”這個(gè)角色。

三、制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

1.列表

用圓規(guī)的兩腳量取每次點(diǎn)E移動(dòng)后，線段AE、BE的長度，并用計(jì)算器把求出來，填入表中。

AE/cm

2.畫圖

以點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn)畫好縱橫坐標(biāo)軸。以AE的長度和的比值分別作為橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)繪制出各點(diǎn)。把各點(diǎn)用光滑的曲線連接起來，然后，觀察曲線上點(diǎn)的變化規(guī)律并交流自己的看法。

四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)

學(xué)生用數(shù)學(xué)方法動(dòng)手繪圖時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)好已進(jìn)入角色的“演員們”的“配角”，甘做學(xué)生的助手，讓學(xué)生們自己在動(dòng)手、動(dòng)腦中，尋找規(guī)律，收集證據(jù)。

學(xué)生們繪制出如圖4的動(dòng)態(tài)圖，并由圖可以看出，的最大值確實(shí)存在，但相遇點(diǎn)的位置并不是起初圖2中D的位置。學(xué)生們在動(dòng)手繪制過程中，能真切地感知到取最大值的位置應(yīng)還在點(diǎn)D的右邊。也可以讓學(xué)生從圖4中量取AE距離，比較得出并不是AD的距離，加以證實(shí)。

五、物理本質(zhì)的分析與論證

在學(xué)生們自己排除了種種疑慮后（起初，部分學(xué)生堅(jiān)持相遇點(diǎn)一定是點(diǎn)D，部分學(xué)生以為有多種答案。），教師接下來應(yīng)作進(jìn)一步要求，把探究引向深入，引向問題蘊(yùn)藏的物理本質(zhì)。

考慮到這樣的事實(shí)，汽車與此人最初的位置是確定的，同學(xué)們會(huì)習(xí)慣性地把點(diǎn)A和點(diǎn)B連成線段AB(如圖5)，那為何不把它們后來同一時(shí)刻的位置也連成線呢？細(xì)想一想，這樣做，我們是不是至少能真切地感知到汽車和人在行駛過程中的位置關(guān)系，進(jìn)而也就會(huì)自然地去追問這種連線的位置關(guān)系客觀上存在著什么規(guī)律？這種尋求問題解決的思維方式，不正是我們平時(shí)反復(fù)強(qiáng)調(diào)并提倡的實(shí)事求是的工作作風(fēng)──客觀地分析物理事實(shí)的具體體現(xiàn)么。為分析汽車與人在不同時(shí)刻的位置關(guān)系這個(gè)物理事實(shí)，現(xiàn)在就應(yīng)該考慮怎樣把它們同一時(shí)刻的位置連成線呢？是不是可這樣切入其中：最初時(shí)刻的位置連接為圖5中的AB，接下來的，如時(shí)刻它們的位置連線在哪兒？，呢？學(xué)生們認(rèn)真思考，相互交流，運(yùn)用三角形和梯形的中位線定理，得出老師意料中的位置圖，如圖5所示。并且，同學(xué)們一致驚喜，發(fā)現(xiàn)了意外的從來沒有的規(guī)律：相遇過程中汽車與人的位置連線與最初的位置連線平行。

老師與同學(xué)們一起小結(jié)并作下一步引導(dǎo)：這種位置關(guān)系就構(gòu)成了相遇中的平行現(xiàn)象。由于點(diǎn)E是任意的，所以這一規(guī)律適用于此題中每一種可能的相遇點(diǎn)。既然如此，請同學(xué)們看住圖進(jìn)行猜想，此人沿什么方向穿越平行線與汽車相遇才是最佳的選擇？

學(xué)生們進(jìn)一步探究，通過圖形觀察，合理想象得出：此人沿垂直與AB方向穿越平行線與汽車相遇才算是最佳的選擇，即為圖6中的B→P方向。理由：1.只有沿垂直與AB方向穿越平行線,才會(huì)使汽車走的是斜邊，而他走的是較短的直角邊，所以，他能從容不迫地與汽車相遇。2.用圓規(guī)量取AP的長度，發(fā)現(xiàn)正好與圖4曲線的極值所對應(yīng)的橫坐標(biāo)AE的長度相吻合。

教師作集體性小結(jié)：點(diǎn)P相遇點(diǎn)的簡潔確定，可以算是物理解法的共同特點(diǎn)──探究過程規(guī)律求解，比抽象的數(shù)學(xué)求解易為學(xué)生所接受和樂道。這也是我們應(yīng)該倡導(dǎo)的方法。但是，物理與數(shù)學(xué)是不分家的。回過頭來，現(xiàn)在有了點(diǎn)P（如圖7），你是否能論證前面苦于拿不出證據(jù)的點(diǎn)D為相遇點(diǎn)的提法的錯(cuò)誤？其它位置的相遇點(diǎn)，你是否也能證明它們都不是最佳的選擇？這些就留給同學(xué)們課后去完成，以鞏固和加深我們所得的認(rèn)識和方法。最后，請同學(xué)們求出此人沿BP方向奔跑的速度。如圖8，∵BP·AB＝BD·AP∴則(這個(gè)速度一般人都可以達(dá)到)。

六、評估

1.在取點(diǎn)畫圖時(shí)，部分學(xué)生因取點(diǎn)范圍小，后來從圖像曲線的走向上，發(fā)現(xiàn)還需擴(kuò)大取點(diǎn)范圍，自我調(diào)適中既完善了思維，又發(fā)現(xiàn)了結(jié)論的真實(shí)可信；部分學(xué)生取點(diǎn)間隔大，經(jīng)交流補(bǔ)救后，都認(rèn)為的最大值的存在是真實(shí)可信的。

2.物理本質(zhì)的理論探究，讓同學(xué)們感到非常地著迷，不曾料到會(huì)有這種平行現(xiàn)象。經(jīng)過參與探究，學(xué)生們更加堅(jiān)信結(jié)論的真實(shí)可信，并更加樂于知道獲取此規(guī)律的分析方法，懂得努力尋找規(guī)律的價(jià)值。這顯然比獲得的知識更有價(jià)值，更能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)志趣。

七、交流和合作

1.相互交流探究中所作的圖象，用以取長補(bǔ)短，相互促進(jìn)，共同提高。

2.要求同學(xué)們交流科學(xué)探究成功的體會(huì)，激發(fā)科學(xué)的探究精神。

科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是重要的教學(xué)方式，而物理習(xí)題能較好地兼顧課程目標(biāo)各層次之間的關(guān)系也就是知識與技能、過程與方法、情感與價(jià)值觀三者的關(guān)系，能夠充分體現(xiàn)學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)方式、方法的重要性。完全可以相信，在物理習(xí)題中進(jìn)行科學(xué)探究，易于把科學(xué)概念、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度三者相綜合，讓學(xué)生在科學(xué)探究活動(dòng)中有所經(jīng)歷、體驗(yàn)和感悟。使學(xué)生在解答習(xí)題的同時(shí)，也提升了自己的科學(xué)研究、科技創(chuàng)新品質(zhì)。隨著新的課程改革的全面展開，物理習(xí)題教學(xué)將會(huì)演奏出科學(xué)探究的時(shí)代新篇章。

以上是我在物理習(xí)題教學(xué)過程中的初步嘗試，意在拋磚引玉，引起眾多有識之士的關(guān)心，共同推動(dòng)新的課程改革的全面實(shí)施。