(三)怎样上好习题课

现代教育理论指出:能力的培养应当从知识、方法和实践三个方面入手,并强调个体参与实践的重要性。而习题课就是在教学过程中,由学生参与实践的一个重要环节。教师的责任在于通过各个教学环节,对学生的弱点有针对性地训练和培养。为此,就要把习题课作为一种重要的教学补偿手段,精选一些与教材内容相联系的习题,集中地展开分析和讨论。进一步深化、活化概念和规律,提高运用所学知识分析和解决较为复杂的具有灵活性和综合性的问题的能力。在习题课的教学中,要通过从纵向延伸、横向发展和变式训练等几方面来充分发挥习题课的补偿与提高作用。

  1. 纵向延伸

在习题课上,常常可以结合基本概念和规律,讨论一些典型问题或易犯的错误。以便对概念、规律的内容,物理含义,成立条件和适用范围有确切的理解。在教师的指导下,按不同阶段,纵向延伸,进一步发挥出习题的潜在功能。

例如,把支在绝缘座上不带电的导体 A 移近带电体 B,用手指接触一下 A,然后移开手指,握住绝缘座移开导体 A,导体 A 就带电了,若 B 原带正电,则 A 带什么电?采取分阶段处理,步步加深,使学生对问题的探讨不断深入。

首先,学完静电感应和电荷守恒定律后,按照静电感应理论,判明结果应带负电。

其次,学完电势和电势差后,又作进一步的讨论。当带电体 A 放在正电荷 B 形成的电场中,选取大地电势为零,根据等势体,电势差等概念证明仍有上述结果。

再次,学完全章进行复习时,再运用反证法和电力线的两个重要特性进行深入的探讨,其结果仍不变。

显然,经过这三个层次的循环,使知识不断纵向延伸,基本能突破静电学这一教学难点。也有助于对若干个概念、规律加深理解,使学生又初步掌握了一套分析问题的思路和方法。

  1. 横向发展

在习题课教学过程中,要培养学生不但会从纵向分析问题,而且还要会从横向分析和研究问题,只有这样,才能对所研究的问题有更加深刻的认识。在分析和研究问题时,可以把问题逐步横向发展形成一个习题群。通过分析和训练,也有助于拓宽学生思维的深度和广度。

图 39

例如,在图 39 中,abcd 是一个固定的 U 型金属框架,ab 及 cd 边足够长,ad 边长为 L,框架电阻不计,ef 是放置在框架上与 bc 平行的质量为 m 的金属杆,可在框架上自由滑动,不计其摩擦和电阻,匀强磁场垂直纸面向里且磁感应强度为 B,当用恒力 F 向左拉杆运动时,求杆达到匀速时的速度。

在分析时,可取 ef 为研究对象,运动后在水平方向受拉力及安培力作用,当二力平衡时可得速度为最大,经分析可得 vm=FR/B2L2。如果把

原图改为竖直放置,可使 F 向上,这时在竖直方向杆受重力及拉力,运动后还有安培力作用,当拉力与重力及安培力平衡时,仍可达到另一最大速度。类似也可改为拉力 F 向下,或把框改为水平放置,或把框改为与水平方向成夹角,或在原框架中接入一个恒定电动势 E,内阻为 r 的电源等进行各类形式的分析和讨论。

  1. 变式训练

运用思维变式解决问题,主要表现为探索多种方案或寻求多种途径。其显著特点就是求异性和多样性。

①多角度地处理问题能促进思维变式的发展

运用多种规律处理同一问题是培养思维变式的有效手段。例如,一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下,山坡倾角是 30°,滑雪板与雪地的滑动摩擦系数是 0.04。求 5.0 秒内滑下的路程。该题可以采用多层次处理。而且,不同层次处理应遵循相应的思维程序。

第一个层次,讲新课后,运用牛顿第二定律求解。 第二个层次,学完功能定理后,再用动能定理解答。

第三个层次,学了动量定理,再应用动量定理重解此题。第四个层次是复习时的综合性应用。

通过三种规律分为四个不同层次的运用,沟通了前后知识,发现了其间的内在关联。这样,既可使学生掌握的知识信息大量增值,又可扩展思路,有助于培养学生全方位、多角度的思维习惯。

②逆向思考问题有利于思维变式的深化

例如,图 40 中 L1 和 L2 是两个互相平行,且相距为 D 的透镜,一束单色光平行于主轴由左方射来,通过两透镜后变成截面积较小的一束平行光线,则两透镜焦距可能的关系是什么呢?

图 40

作为选择题,黑箱的内容和结构有几种可能情况。这就需要运用不同手段进行操作,通过比较不同方法的共性与特性。有利于培养学生逆向思维的能力,从而使思维变式进一步深化。

③类比方法的运用加速思维变式的升华

借助物体在重力场中的运动,类比带电粒子在静电场中的运动。发现两者可归结为同一物理模型。因而,就使学生对这两种场中的运动本质特征的认识达到了新的高度。通过类比,比出运动特征和规律,比出分析和研究问题的思路与方法。总之,通过分析比较各类情况来训练学生的思维,总结不同情况下的解题规律,使学生对一个习题群有一个全貌的了解,对其中的问题会有更加深刻的认识。