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1、思维的流畅性和变通性_物理习题教学中的思维变通性训练（安庆怀宁）物理习题教学中的思维变通性训练（安庆怀宁）3月20日尽管摆在我们面前的物理习题浩如烟海，模型花样翻新，可谓五花八门，但其设计方法，大都采纳变式，即依据提出的曲型（或志向化）模型交替变更供应材料的形式，设计新的模型，以显示其物理本质。其目的在于帮助读者扩大视野、加深理解、巩固学问、增加思维变通性，进而促进创建性思维实力的发展。 学生在练习中遇到新模型时感到生疏麻烦，其思维障碍在于不擅长把貌离神合的新模型与典型进行比较，去相识和把握新、旧模型物理本质上的共性，从而望题兴叹，无处下手。对此，老师应当通过组织有效的习题教学，帮助学生在形态
2、各异的模型分析和对比中，抽象出共性，洞察共同的物理本质，从而跨越思维障碍，促进其创建性思维实力的发展，实现由学问到实力的质的飞跃。 譬如：在动量守恒定律的教学中，课本中的典型模型多是以两个相互作用的小球为例来绽开探讨的，但在设计试题时，却在不变更系统物理本质动量守恒适用的条件不变的前提下，把球魔术般地演化为各种形态的物体。请看 例1 A、B两小车质量都为m，它们静止在光滑的水平轨道上，一质量为m的人先从A车跳到B车，而后又跳到A车，来回几次手，人又跳回A车，则此时 A.A车和人的动量大小等于B车动量大小。 B.A车和人的速率小于B车速率。 C.在此过程中，两车和人的总动量守恒。 D在此过程中，
3、两车和人的总动能守恒。 在这里，习题所供应的模型与课本提出的典型小球相比，已面目全非。但我们若把题中A车与人视为甲球，把B车视为乙球后，就不难发觉，人在两车之间尽管来回几次跳来跳去使人纷繁芜杂，这不过是施行障眼法，借以扰乱你的视线，干扰你的定势思维。其物理本质是：人从两车间跳来跳去仍等效于两球的相互作用，仍未跳出动量守恒定律，照样适用这一物理本质上的共性。一旦明确了这一点，学生的思维就马上变得开朗流畅，其结论自不待言：A、B、C正确。 例2 质量为m的光滑斜面静止在光滑的水平地面上，另一质量为m的滑快A以初速度V滑上斜面底端： A.若能越过斜面,则它落地速度为V。 B.若B不能越过斜面，斜面速
4、率小于V/2。 C.若A不能越过斜面，则它滑回到地面时速度与初速方向相反。 D.若A不能越过斜面，则它滑回到地面时，斜面速度为V。 对于此题，同样地，我们仍可以把滑块A和斜面B等效为两个质量相等的弹性球相作用，它们遵从的物理规律（动量、能量守恒）仍不变，即二者在相互作用中不断地传递着动量与动能，而系统总动量不变。由此，读者很快即能得到答案：B、D。 可以说，变式的运用几乎全部中学物理习题里都得到体现。如在电磁感应教学中，关于楞次定律的应用习题，其母式（典型模型）是以条磁铁与线圈的相互作用来展示其物理性质的。 例3 如附图，闭合金属圆物从高为h曲面顶端自由滚下，又沿另一面滚上，非匀强磁场沿水平方
5、向，环平面与运动方向均垂直于磁场，环在运动过程中磨擦阻力不计，则： A.环滚上的高度小于h。 B.环滚上的高度等于h。 C.运动过程中环人有感应电动势，无感应电流。 D.运动过程中环内有感应电流。 上面例中，我们看不典型模型中的磁铁与线圈了，可谓面目全非。但我们把它与典型模型加以比较，对其进行去伪（表面形态）存真（物理本质）的分析，就不难看出其共同的物理属性而显示出其庐山真面目。在例3圆环从曲面自由滚下又沿另一曲面滚上的过程中，同样等效于一条形磁铁一端靠近或远离线圈的情形。依据楞次定律，感应电流的磁场择引起感应电流磁场改变的阻碍作用。当它滚至最低点时的速度必小于没有磁场时的速度；而在上升中同样
6、受到阻碍作用，因而回上升度h必小于h（若从能的转化与守恒定律考虑，其结果的产生更简捷，即mgh=mgh+Q，所以h>h）故正确答案是A、D。 限于篇幅，仅举以上几例。 通过上述例析，我们可以得到这样一个解析通过变式的物理习题方法，都就是：反变式过程（从典型到一般）之道而行，从一般的模型中去发觉、分析、对比，从中抽象与已知的典型模型所具有的共性物理本质，然后选择反映这种物理本质的物理学问（概念、规律、理论等）进行解答。从这种“分析、对比、选择、解”答过程中去加深对所学物理学问的进一步理解和驾驭，从而得到思维变通性的训练，进而促进创建性思维实力的发展。 （载波年复旦学报自然科学版增刊号第八届八华东六省一市物理年会沟通论文）