1、习题教学中培养学生的思维能力 诏安一中 郭勇其在物理教学中，习题教学是物理教学的重要组成部分，是概念、原理和规律教学的延续和深化，是达到教学目的，使学生掌握基础知识和基本技能，培养和提高能力的重要环节。它贯穿于整个物理教学的始终。作为教师，习题教学中应避免出现“题海操练”的模式，充分发挥习题课的功效，开拓思维，培养能力。一、 一题多解，培养学生思维的求异性一题多解，就是启发和引导学生从不同角度、不同思路，运用不同的方法和不同的思维过程，解答同一道问题。一题多解是培养学生发散思维的好方法，通过纵横发散、知识串联、综合沟通，达到举一反三、融会贯通的目的。解题过程中教师要引导学生从一个问题出发，根据
2、所给条件，突破固有的解题思路和思维定势，思维活动要“多向”，不局限于单一角度，不受一种思路的束缚，寻找多样化的解决方式，谋求多种可能。教学中，积极、适宜地进行一题多解的训练，有利于充分调动学生思维的积极性，提高学生综合运用已学知识解答物理问题的技能和技巧；有利于锻炼学生思维的灵活性，促进学生知识与智慧的增长；有利于开拓学生的思维，引导学生灵活地掌握知识之间的联系，培养和发挥学生思维的创造性。例1（2004年全国理综）如图1所示，在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C重物A（视为质点）位于B的右端，A、B、C的质量相等现A和B以同一速度滑向静止的C、B与C发生正碰碰后B和C粘在一起运动，A在C
3、上滑行，A与C有摩擦力已知A滑到C的右端而未掉下试问：从B、C发生正碰到A刚移到C右端期间，C所走过的距离是C板长度的多少倍 解：设A、B、C的质量均为m碰撞前，A与B的共同速度为v0，碰撞后B与C的共同速度为v1对B、C，由动量守恒定律得 mv02mv1 ， 设A滑至C的右端时，三者的共同速度为v2对A、B、C，由动量守恒定律得2mv03mv2 ， 设A与C的动摩擦因数为，从发生碰撞到A移至C的右端时C所走过的距离为s，C的长度为l，（以下为各种不同的解法）解法一：用动能定理：对B、C由动能定理得 对A，由动能定理得 ； 联立解得解法二：用功能关系：对B、C由功能关系 对碰后A、B、C整体用
4、能量守恒定律，由于A、C的摩擦而产生的内能为 ； 联立解得解法三：用匀变速运动的位移：设碰后B、C的加速度为，A的加速度为，对B、C有：， 对A有：； 联立解得解法四：用匀变速运动的平均速度：设B、C发生正碰到A刚移到C右端所用的时间为t，对A、C分别用平均速度有： ， ； 联立解得解法五：用匀变速运动的图像法设B、C发生正碰到A刚移到C右端所用的时间为t，对碰后A、C 以后的运动情况做出V-t图像，如图2，则有： 通过上例可见，应用不同的方法解决同一问题，可以增强思维的开阔性，还可以通过不同方法的对比，找到在不同条件下最佳解题方案，同时对物理规律之间的联系、应用条件也会有更深刻地认识。二、多
5、题归一，有助于学生构建物理模型，培养学生思维的迁移能力、归纳分析能力多题归一是指将有待解决或未解决的问题，通过转化过程，归结为一类已经解决或较易解决的问题中去，以求得解决。在研究一般性问题之前，先研究几个简单的、个别的、特殊的情况，从中归纳出一般的规律和性质，这种从特殊到一般的思维方式称为归纳思想。运用归纳思想，既可以由此发现给定问题的解题规律，又能在实践的基础上发现新的客观规律，提出新的原理或命题。因此，归纳是探索问题、发现问题、解决问题的重要思想方法，也是思维过程中的一次飞跃。上例中，可归纳为两个模型，第一种模型是三个物体两两发生碰撞模型，第二种模型是子弹打木块模型。针对第一种模型下面再做
6、个分析和举例。两个物体碰撞时动量守恒 ， 第一过程损失的动能；两个物体与第三个物体碰撞时动量守恒 ；第二过程损失的动能；系统损失的总动能下面几例请读者根据上面碰撞模型自行分析。例2如图3所示，小车A、B质量均为M，在B上挂着质量为的小球C，C相对于B静止。悬线长l=0.40米，B车（和C）以速度 v=3.6米 / 秒在光滑的水平面上向A滑行，相碰后两车连在一起运动，设碰撞时间很短，则当C球摆到最高点时，两车的速度大小为多少？C球上升的最大高度是多少？（答案：， ）例3如图4所示，在光滑水平轨道上有一小车质量为M2，它下面用长为L的绳系一质量为M1的砂袋，今有一水平射来的质量为m的子弹，它射入砂
7、袋后并不穿出，而与砂袋一起摆过一角度。不计悬线质量，试求子弹射入砂袋时的速度V0多大？（答案： ）例4如图5所示，两个质量均为m的物块A、B通过轻弹簧连在一起，并静止于光滑水平面上，另一物块C以一定的初速度向右匀速运动，与A发生碰撞并粘在一起，若要使弹簧具有最大弹性势能时，A、B、C及弹簧组成的系统的动能刚好是势能的2倍，则C的质量应满足什么条件? （答案：mC=m ）例5如图6所示，两端足够长的敞口容器中，有两个可以自由移动的光滑活塞A和B，中间封有一质量的空气，现有一块粘泥C以Ek0的动能沿水平方向飞撞到A并粘在一起，由于活塞的压缩，使密封气体的内能增加，设A、B、C质量相等，则密封空气在
8、绝热状态变化过程中，内能增加的最大值是多少（答案： ）教学过程中要帮助学生建立各种典型过程模型，如子弹打木块模型、人船模型、速度选择器模型等，认真分析归纳，真正做到掌握一个模型，会解一片问题，即多题一解。三一题多变，培养学生的逆向思维能力、观察力、应变力和创造力“一题多变”是指从多角度、多方位对例题进行变化，譬如变换命题的条件与结论或深化结论等，引出一系列与本例题相关的题目，实现由一个知识点的一个侧面考核变为多个方面的考核，变单一知识点的考查为多个知识点的考查，形成多变导向，使知识进一步精化的教学方法习题教学中如果能对一个问题进行一题多变，从变中总结解题方法；从变中发现解题规律，可使学生观察到
9、这类题的内在联系和区别，弄清知识的来龙去脉。创造性地提出问题并解决问题。有利于培养学生的求异思维、发散思维、逆向思维，有助于提高分析问题、解决问题的应变能力和创造能力。例：静止在湖面的小船上有两个人同时向相反方向抛出质量相同的小球，甲向左抛，乙向右抛，（抛出时不计水的阻力）如图所示，抛出时两小球相对岸的速率相等，问两球抛出后船的运动情况。（答案：船静止）甲乙变换1：静止在湖面的小船上有两个人同时向相反方向抛出质量不同的小球，甲的质量大于乙的质量，（抛出时不计水的阻力）如图所示，抛出时两小球相对岸的速率相等，问两球抛出后船的运动情况。（答案：船向右运动）变换2：静止在湖面的小船上有两个人分别向相
10、反方向抛出质量相同的小球，甲向左抛，乙向右抛，（抛出时不计水的阻力）如图所示，甲先抛，乙后抛，抛出时两小球相对岸的速率相等，问两球抛出后船的运动情况。（答案：船静止）变换3：静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向抛出质量相同的小球，甲向左抛，乙向右抛，（抛出时不计水的阻力）如图所示，甲先抛，乙后抛，抛出时两小球相对船的速率相等，问两球抛出后船的运动情况。（答案：船向右运动）变换4：静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向抛出质量相同的小球，甲向左抛，乙向右抛，（抛出时不计水的阻力）如图所示，甲先抛，乙后抛，抛出时两小球相对岸的速率相等，问哪个球受到的冲量较大。（答案：甲球）总之，习题教学不仅要体现教师主导地位，精选知识覆盖面广、典型的习题组织练习与剖析，从中启发、引导学生学会观察、分析和总结，以达触类旁通之功效。同时要发挥学生学习主体的地位，最大程度地调动发挥学生的内在因素和他们的积极性，组织学生积极讨论，适时启发点拨，帮助学生实现知识的转化。通过习题的讲、练、评、议，培养学生分析问题、解决问题的能力，教会学生总结解题规律，掌握解题思路和方法。全面提高学生的思维品质。