“变式”问题在高中物理中的应用

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1、“习题变式”在物理教学中的实践研究摘要：“变式教学”已经成为教师公认的行之有效的教学方法，但在实施过程中，又苦于没有具体的变化方法。本文就“习题”教学进行变式，从多个方面为教师提供了变式题的具体变化方法。为“习题变式”教学打开了一扇智慧之门。关键词：变式、创新、发散思维、物理情景随着教育改革的不断深化，素质教育越来越受到全社会的重视，培养新世纪的开拓创造型人才，是新时期教师的历史使命。而“习题变式”恰恰要求学生在不同角度、不同方面思考问题的过程中获得对问题深入的认识，它是培养学生思维能力的有效教学方法，是创新的重要途径，恰当的运用“习题变

2、式”能点燃学生的心智之火，激发学生探求思索，有拔云见日之功效。下面是本人在教学实践中总结的变式题的具体变化方法，供同行参考。一、变更方位：（1）、移位：把某一物理元件移动位置，变成新的题目。如下图1所示的电路中，电池电动势为ε，内阻为r，R是一个定值电阻，当可变电阻的滑片向上端滑动时，通过干路中的电流I将怎样变化？对此题可做如下移位变式：[变式一]：如图2所示，将R移位成和可变电阻并联，再求电流？当滑片向上滑动时，减小，I将增大。[变式二]：如图3所示，将R移位到图中滑片位置，电流如何变化？(设可变电阻的阻值为)这时的滑动变阻器的电阻一部

3、分和定值电阻R并联，另一部分和整个并联电阻串联，利用闭合电路欧姆定律，求得此时的电流I。图3RRR图1图2通过这两种变式，使学生对电阻的串并联知识掌握的更为牢固，知识难度逐渐增加,提高了学生思维的敏捷性和灵活性。（2）、旋转：把某个物理量进行角度旋转，将形成新的物理情境。如下图4所示，在场强为E，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电量分别为和，两小球用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点而处于平衡状态。重力加速度为g，细线对O点的作用力等于（）此题可以从下往上取各个小球为研究对象，最终算出上面绳

4、子的拉力，也可以取两带电小球为一整体，分析整体的受力得出结论。[变式一]：如图5,当把电场旋转到水平向右，继续提出上面的问题？[变式二]：如图6,当把电场旋转到与水平成300角，上面的问题又如何？[变式三]：当把电场旋转到与水平成θ角，研究上面的问题是否具有普遍实用性？[变式四]：当把电场旋转到与水平成θ角，研究两球组成的系统的总能量的变化？图6图5图4O-q+q+q-qOO-q+q通过以上四种“变式”的练习，使学生循序渐进地掌握知识，有意识地培养和增强了学生的发散思维能力。（3）、改变观察角度：如变化地要求学生画各个观察角度电流磁场的磁

5、感线平面图。如：通电直导线竖直放置时的正面磁感线图，以及直导线向里放置时，电流向纸内的磁感线图和电流向纸外的磁感线图等。二、变更研究对象的结构形式变更研究对象的结构形式主要包括：(1)、变形：有些具体的结构形式有时是干扰因素，作适当的变更可以起消除干扰、突出本质的作用。例如，判定带有铰链的轻杆的弹力方向到底是拉杆还是压杆，可把杆的一部分变形成一段小弹簧，看小弹簧的伸缩情况判定杆的受力情况．(2)、添加：在对象结构系统中加入物体、元件等。如电路习题中，适当位置添加一只电容形成一个新的问题或在某一段串、并联电路中加上电源，由原来的求电阻问题转

6、变成为求电压问题。(3)、截减：去掉对象结构的某个部位。当去掉对象结构的某一部分时，整个题目可能已经发生了质的变化。这就是物理中常说的“具体问题具体分析”。三、变更物理环境环境是指研究对象周围的物体或场。学生对一些知识的理解和形成的图式往往与特定的环境情况相联系，比较肤浅。改变物理环境可以帮助学生深化对物理问题本质的认识。如图7在竖直平面内有一条圆弧轨道AB，其半径为r，B点的切线方向恰好为水平方向。一个质量为m的小球从轨道顶端A由静止开始沿轨道下滑，小球落地点距底端B的水平距离为s，竖直距离为H，（不计空气阻力，g=10m/）求：（1）

7、小球在A、B轨道上克服阻力做的功？（2）小球落地时的动能？图9H图7HAB图8H学生在上述运算有结果后，可作如下变式：[变式一]：如图8,把底端B距水平面H改为顶端A距水平面H，圆槽光滑，求槽半径多大时，落地点最远？[变式二]：如图9,设半径为r的光滑槽可在高度为H的竖直面内上下移动，问槽放在什么位置，小球落地点最远？以上几种变式，综合了各种运动形式，囊括了数学中极值的求法，培养了学生的变式思维，提高了学生的逻辑思维能力和运用数学方法处理物理问题的能力。四、增减物理量(1)、设置物理量数目。如增加一个作用力。这种变式可以和前面的旋转、移位

8、相结合综合运用，以增加习题的深度和难度。(2)、减少物理量数目。减少作用量等于放宽对问题的要求，可以拓宽问题空间，产生多种可能性，这有利于培养学生的发散思维。(3)、增减物理量数值。物理量数值