提高習(xí)題教學(xué)有效性的實(shí)踐探索

蘇媛媛

摘 ? 要：本文以“電磁感應(yīng)力電綜合——雙動(dòng)式導(dǎo)體棒同向運(yùn)動(dòng)”為例，體現(xiàn)教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的教學(xué)觀。教師通過(guò)精選習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生自主分析，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力和思維能力，進(jìn)而提高習(xí)題教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞：電磁感應(yīng);習(xí)題教學(xué);有效性

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1003-6148（2019）5-0022-3

習(xí)題教學(xué)是高中物理教學(xué)的重要組成部分，它可以幫助學(xué)生深入理解和掌握物理學(xué)的基本概念和規(guī)律，促進(jìn)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)用于解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和學(xué)習(xí)能力。因此，探索課堂教學(xué)模式，提高習(xí)題課的課堂效率至關(guān)重要。尤其是高三，一學(xué)年大都是講與練，傳統(tǒng)的教師講學(xué)生聽的復(fù)習(xí)方法不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，不利于學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮。高三學(xué)生已經(jīng)具備一定的知識(shí)和能力，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，教師可以用學(xué)案的方式提前安排學(xué)生練習(xí)，通過(guò)批改了解學(xué)情，甚至將課堂交給他們自行講解。例如，在電磁感應(yīng)的復(fù)習(xí)教學(xué)中，雙桿模型是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)知識(shí)掌握程度的好載體。它涉及高中所學(xué)的力學(xué)、電磁學(xué)、電路及能量等方面的知識(shí)，能力要求很高。在二輪復(fù)習(xí)中，筆者設(shè)置了專題“電磁感應(yīng)力電綜合——雙動(dòng)式導(dǎo)體棒同向運(yùn)動(dòng)”進(jìn)行習(xí)題教學(xué)有效性的實(shí)踐探索，希望能給教學(xué)同仁一定的借鑒作用。

首先，教師陳述本節(jié)課內(nèi)容，說(shuō)明該部分內(nèi)容在高考中的重要性，呈現(xiàn)其具體考查方式。

例 足夠長(zhǎng)的固定金屬軌道位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)，導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，如圖1所示。兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m1、m2，電阻均為R，回路中其余電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直整個(gè)導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，不計(jì)一切摩擦?，F(xiàn)將ab棒固定，瞬間給cd棒向右的初速度v0，求：（1）分析cd棒的運(yùn)動(dòng)情況，畫出v-t圖;（2）計(jì)算cd棒運(yùn)動(dòng)的距離x;（3）整個(gè)過(guò)程中，安培力做了多少功？有哪些能量轉(zhuǎn)化？

本題難度不大，教師先引導(dǎo)學(xué)生讀題，圈出有用信息“不計(jì)一切摩擦”“ab棒固定”等。分析：cd棒以一定速度向右切割磁感線，則cd棒等效成電源，由此abdc即形成一個(gè)閉合回路，回路有電流產(chǎn)生，cd棒隨之受到一個(gè)與其運(yùn)動(dòng)方向相反的安培力的作用而減速。由閉合電路歐姆定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知，cd棒做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，最終停下。整個(gè)過(guò)程中僅安培力做功……

本題意在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)讀題，強(qiáng)調(diào)作圖及書寫的規(guī)范并及時(shí)總結(jié)（如圖2）。

變式1 足夠長(zhǎng)的固定金屬軌道位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)，導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，如圖1所示。兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量分別為m1、m2，電阻均為R，回路中其余電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直整個(gè)導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦的滑行，開始兩導(dǎo)體棒靜止，瞬間給cd棒向右的初速度v0，若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸。求：（1）分析兩導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)，畫出v-t圖;（2）穩(wěn)定時(shí)兩導(dǎo)體棒的速度;（3）整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)兩導(dǎo)體棒的電量及距離增加量的最大值;（4）整個(gè)過(guò)程中，安培力所做的功。

再次變式，要求學(xué)生自行分析、比較，然后進(jìn)行講解（要適時(shí)給學(xué)生上臺(tái)表現(xiàn)的機(jī)會(huì)，鍛煉其語(yǔ)言表達(dá)能力，同時(shí)教師也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題）。

變式2 在如圖4所示的水平導(dǎo)軌上（摩擦、電阻忽略不計(jì)），有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌左端的間距為L(zhǎng)1=4L，右端間距為L(zhǎng)2=L。在導(dǎo)軌上放置AC、DE兩根導(dǎo)體棒，質(zhì)量m1=2m，m2=m，電阻R1=4R，R2=R。若AC棒以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過(guò)程中，AC棒均在左端導(dǎo)軌上。求：（1）分析整個(gè)過(guò)程中導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)，畫出對(duì)應(yīng)的v-t圖;（此問(wèn)與變式1的不同之處在于：導(dǎo)軌不等間距，致使兩導(dǎo)體棒受到的安培力不同。通過(guò)學(xué)生課前解答發(fā)現(xiàn)此題難在畫圖，因此設(shè)計(jì)了幾個(gè)思考題“什么時(shí)候達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)？從初狀態(tài)到末狀態(tài)，兩棒分別做什么運(yùn)動(dòng)？?jī)砂裟┧俣扔惺裁搓P(guān)系？”分析得到結(jié)論，最終穩(wěn)定狀態(tài)的實(shí)質(zhì)是要求回路中總電動(dòng)勢(shì)為零，因此有BL1v1=BL2v2，不難得出圖5所示的結(jié)論。引導(dǎo)學(xué)生課后思考“若是AC靜止，DE棒以一定的初速度向右運(yùn)動(dòng)呢？）（2）求通過(guò)導(dǎo)體棒的總電量q;（部分學(xué)生套用例題的方法導(dǎo)致出錯(cuò)，此處設(shè)計(jì)意在讓學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，相互糾錯(cuò)，判斷系統(tǒng)是否動(dòng)量守恒，強(qiáng)調(diào)動(dòng)量守恒定律的適用條件，加深學(xué)生對(duì)動(dòng)量守恒定律的理解。引導(dǎo)學(xué)生一題多變，類似習(xí)題要比較、總結(jié)，拓展思維與方法）（3）AC棒運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的總焦耳熱QAC，以及通過(guò)它們的總電量q。

學(xué)生對(duì)比各題進(jìn)行總結(jié)：此類題目由于兩導(dǎo)體棒處于平行不等間距的導(dǎo)軌中，兩棒所受安培力的合力不為零，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒。兩棒初態(tài)、末態(tài)可知，安培力作用的時(shí)間相同，因此可分別對(duì)兩棒用動(dòng)量定理來(lái)求解，這也是解決此類問(wèn)題的重要思維方法。

教師最后總結(jié)：兩棒組成的系統(tǒng)在無(wú)外力作用（安培力除外）的情況下，以一定的初速度運(yùn)動(dòng)，由于雙導(dǎo)體棒的相對(duì)速度減小，因此回路電流逐漸減小最終為零，棒的運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（至于這兩根導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)態(tài)的速度是否相同，則視具體物理情境而決定），常用到的方法有動(dòng)量守恒定律、動(dòng)量定理、能量守恒等，課堂重點(diǎn)內(nèi)容到此結(jié)束，隨之呈現(xiàn)隨堂練習(xí)，意在讓學(xué)生及時(shí)應(yīng)用，加以鞏固。

通過(guò)實(shí)踐探索，筆者發(fā)現(xiàn)習(xí)題教學(xué)首先要精選習(xí)題，以問(wèn)題為主線，設(shè)置問(wèn)題由易到難，步步提高，組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師適時(shí)點(diǎn)撥和歸納，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生跳出“題?！?，激發(fā)學(xué)生的主體參與意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，進(jìn)而提高習(xí)題教學(xué)的有效性，實(shí)現(xiàn)物理習(xí)題教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)。

（欄目編輯 ? ?劉 ? 榮）