以习题演练为基础，以原始物理问题解决为升华

康贤明

中图分类号：G633.7文献标识码：B文章编号：1672-1578（2017）12-0188-01

多年来，我国的中学物理教育一直被认为是应试教育。很多专家将矛头指向题海战术，认为罪魁祸首是物理题。甚至将中国本土没有人获诺贝尔物理奖的"罪过"也扣给中学物理教育。认为一切都是物理题害的，是因为学生做了太多物理题导致的。

有专家指出，"解决我国物理教育低效能的根本措施就是要在物理教育中打破习题教学一统天下的传统局面，通过引进原始物理问题来逐步取代物理习题，从而达到提高物理教育效能的目的。"[1]专家认为传统物理习题只有演算，并且要引进原始问题逐步取代物理习题。我认为这样的看法有失偏颇，而且不合实际。

比如"某卡车在限速60km/h的公路上与路旁障碍物相撞。处理事故的警察在泥地中发现了一个小金属物体，可以判断，它是事故发生时车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的。警察测得这個零件在事故发生时的原位置与陷落点的水平距离13.3m，车顶距泥地的竖直高度为2.45m。请你根据这些数据为该车是否超速提供证据。"解决本题，学生要选择零件为对象，判断零件做平抛运动，再利用平抛的规律求解。这样的习题只有演算吗？如果不能辨别出平抛模型，如何演算？老师指导学生解决这样的习题是能只教演算吗？所以说物理习题教学是与演算对应的具有可操作性的物理教育方式的说法是错误的。大多数的物理习题，如果不先找到模型，无法进行演算解题的。

选择一个模型以后，把模型放在一个合适的条件当中，设置问题，就形成一个物理习题。物理题可以抽象出两个部分：模型和条件，把模型和条件有机的结合起来。这是一个由简到繁的过程。解决物理习题的操作过程，就是通过阅读审题，从复杂化的问题中找出它的模型和特定条件，然后根据模型对应的规律以及条件所要求的，确定这道题数学运算方法。这是一个由繁到简的过程。由此看来学生解决物理习题并非只有演算，物理习题教学也不仅仅是演算教学。

"所谓原始物理问题，是指自然界及社会生活、生产中客观存在且未被加工的物理问题。"同物理习题相比，原始物理问题具有客观真实性、生态性、隐蔽性、迁移性和开放性等特点。构成原始物理问题的背景信息往往来源于现实世界中或客观存在的、或曾经发生过的、或可能发生的事件，其中一些量的赋值也都和客观实际相符合，是对现实世界真实的反映或模拟，保持着物质世界的原始特点。[2]运用原始物理问题进行教学，能够促进学生认知水平的发展，有助于对学生进行科学方法教育，有助于培养学生的物理学习兴趣，有利于学生创新能力的培养。原始问题有这么多的功能，是不是可以抛弃传统习题，以原始问题取代呢？

比如，1984年高考题"估算大气的质量"。让一个不具备专业物理素养的高中生做这样的题目，学生能做出什么？高考命题组认为与这种试题类似的题目在高考中应用要十分慎重。这样的考题区分度太低。所以我认为，用原始问题取代物理习题，从而达到提高物理教育效能的目的是不现实的。学生的学习是循序渐进的。如果提供给学生解答的问题处于学习的恐慌区，再好的问题也无法达到功效。没有经过基本习题的有效训练，很难解答具有开放性，条件不明的原始问题。

原始问题无法取代物理习题，但是也并非一无是处。现象是物理的本源。离开现象的物理题也不是好的物理题。如何将原始问题融入到习题中呢？新课程改革以来，很多物理题在这方面做了探索。大量的物理习题、试题都结合生活实际、结合科技前沿来命制。将原始问题转化为典型的物理习题的过程具有独特的教育价值。基于以上分析，笔者提出以习题演练为基础，以原始问题解决为升华的习题教学模式。

在某科幻小说中读到这样的问题，挖一条贯穿地心的隧道，可以直接从中国直接到达阿根廷，从中国到达阿根廷的时间为42分钟。笔者利用这一有趣的问题，编写了下面几题习题，用于高三物理复习课教学。

1.已知地球半径为R，地球密度为ρ，求：地球的第一宇宙速度。

2.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体.一矿井深度为d.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零.矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为多少？

3.满足回复力与位移成正比的运动称为简谐运动。光滑水平面上，轻弹簧一端固定在竖直墙壁，另一端连接一质量为m的物体，将物体拉开使弹簧伸长，由静止释放物体，试证明物体的运动是简谐运动。

4.设地球是一个密度均匀的球体，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，如果沿地球的直径挖一条隧道，将物体从此隧道一端由静止释放刚好运动到另一端，不考虑阻力，画出在此过程中关于物体的运动速度v随时间t变化的关系图象。

5.假定地球是一个均匀球体，沿直径挖一条隧道。甲从隧道一端由静止跳入隧道，同时乙以第一宇宙速度沿垂直隧道直径方向出发，问谁先到达地球另一端？

在这套复习题中，前4题是基础习题，第5题是原始问题。学生通过这几道基础习题的演练，可以回忆起几个基本的物理模型，对解决第5题奠定了基础。

从应试教育向素质教育转变，是物理教育本性的回归，是物理教育的正本清源问题。现实是我们无法回避应试，那是不是教学生应试的过程就没有素质教育呢？学生在学会应试的过程中必然会提高素质。关键是如何指导学生进行应试。教师需要做的是如何在教学生应试的过程中做到素质教育。

参考文献：

[1]邢红军、陈青梅，论原始物理问题的教育价值及其启示[J]，课程教材教法，2005年1月，

[2]于克明.谈"原始问题"与能力培养[J].大学物理，1997，（5）.