[也谈高中物理习题课的教学方法]
时间：2019-01-07 03:37:25 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
习题课教学是物理教学不可缺少的组成部分，是对物理概念和物理规律教学的延续和深化，有利于提高学生应用物理知识解决物理问题的能力和科学表达能力，同时也是反馈学生对知识的掌握程度，了解教学效果的有效途径。
传统习题课教学主要是以教师讲解、学生被动接受为单一手段进行的，大搞题海战术，结果学生疲于应付，苦不堪言，老师也疲惫不堪，而教学效果却不尽人意。经常听到一些老师抱怨：“这道题都讲了许多遍了，仍有很多学生做错。”这其中固然有学生的原因，但老师也需从自身教学的角度反思问题的症结所在。其实学生的懂是老师讲懂的，是假象，而不是真正的懂。由于教师包办了一切，学生的主观能动性得不到发挥，学生的教育主体地位缺失，教育的效果必将大打折扣。
《纲要》指出：“要改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及培养交流与合作的能力。”因此，在习题课教学中，应该从教师满堂灌向采用教师引导和学生自主学习并用模式的转变，培养学生的自学、自助、交流合作的能力。下面我就“带电粒子在有界磁场中运动”的习题课，谈谈自己的教法。
问题引入：我们经常会遇到带电粒子在有界磁场中运动，请同学们想一下，常见有界磁场的边界有哪些？同学们经过思考、讨论后，提出常见的边界有：三角形、圆形、正方形、一边直线有界或两边直线有界等。
师：这节课我们先来分析以“等边三角形”为边界的有界磁场。
问题一：如图1所示，在等边三角形ABC内存在垂直纸面向里、磁感强度为B的匀强磁场，有一质子（电荷量q，质量为m）从AB边上的某点D射入磁场，质子进入磁场时的速度方向垂直于磁场。请同学们以此为背景设计一些物理问题，相互间可以讨论。
经过大家认真分析、激烈讨论后，先请成绩中等的学生a上讲台，谈谈他的设计思想。
生a：如果D点在AB边中点，而且速度方向与AB边垂直。质子的初速大小不同，它可能从不同边射出，如右图2所示。若等边三角形的边长为L，要让质子从AC边射出，质子的初速率应满足什么条件？
在解决该问题后，我又提出问题：在同学a的问题情境中，还可以提出什么问题？
生b：质子在磁场中运动的最长时间？
生c：质子初速满足什么条件时，质子在磁场中运动时间与初速大小无关？
显然同学c的问题更加隐蔽些。
在同学们解答上述问题后，我又提出问题：
如果射入的速度方向不垂直AB边，或射入点不在AB边的中点，情况又如何？
在学生讨论后，师生一起完善数据，提出以下三个问题，让学生一起完成。
1.在边长为L的等边三角形ABC内存在垂直纸面向里、磁感强度为B的匀强磁场，若在AB边中点D处以速度v发射一个质子（电荷量q，质量为m），质子进入磁场时的速度方向与AB边的夹角为60°，如图3所示。
若质子能从AB边穿出磁场，则质子在磁场中运动的过程中，到AB边的最大距离？质子在磁场中运动的最长时间？
2.在等边三角形ABC内存在垂直纸面向里、磁感强度为B的匀强磁场，若等边三角形边长为L，质子（电荷量q，质量为m）从距A点L/2的D点垂直AB方向进入磁场，如图4所示。若质子能从AC边离开磁场，则粒子速率应满足什么条件？并求出质子从AC边什么位置射出？
3.在等边三角形ABC内存在垂直纸面向里、磁感强度为B的匀强磁场，如图5所示。三角形边长为L，若在三角形AB边中点D处以速度v发射一个质量为m、电量为e的电子，为了使电子不射出这个三角形匀强磁场，则该磁场磁感应强度的最小值为多少？
问题二：若质子从等边三角形ABC的一个顶角射入，如图5所示，又可以设计怎样的问题？
经过学生的讨论后，请了同学d来谈谈他的方案。
生d：在边长为L的等边三角形ABC内存在垂直纸面向里、磁感强度为B的匀强磁场，如果质子（电荷量q，质量为m）从顶点A以速度v沿AB边射入，当速度v大小满足什么条件时，质子在磁场中运动时间长短与速度大小无关，并求该条件下质子在磁场中运动时间。
在学生d解答该问题后，又请了其他同学来补充。
生e：若质子以速度v从A点沿AB边入射，欲使质子经过BC边，磁感应强度B的取值范围？
生f：还可以把同学d的初速度方向改成沿角A的平分线射入。
在同学解答后，引导学生对本节课进行小结：带电粒子在磁场中运动的有关问题，最关键的是定圆心、描出轨迹（特别是临界轨迹）、找边角之间的关系，确定轨道半径和运动时间。若是等边三角形的有界磁场，还要充分利用它的特殊几何关系来求解相应的物理量。最后布置作业：
1.在课外继续讨论：若从其他位置、方向射入时，还可以设计怎样问题；若将等边三角形改为等腰直角三角形，情况又如何？
2.选做题：（单独完成有困难的，可以组内同学讨论）
（1）如图7所示，A、B是竖直放置的平行板电容器，B板中央有一个小孔，恰好跟一个边界是等边三角形的一个匀强磁场的顶端相接，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，其中，磁场的边界平行于平行板A和B。若使带电粒子在磁场中的运动时间与平行板A、B间的电压无关，则A、B两板间的电压是多少？
（2）如图8所示，边长为L的等边三角形ABC为两个有界匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，三角形外的磁场（足够大）方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为B。把粒子源放在顶点A处，它将沿∠A的角平分线发射质量为m、电荷量为q、初速度为v=qBL/m的负电粒子（粒子重力不计）。求：
①从A射出的粒子第一次到达C点所用时间为多少?
②带电粒子在题设的两个有界磁场中运动的周期。
边三角形区域。该粒子在运动过程中始终不碰及竖直挡板，且在飞出磁场区域后能垂直打在OA面上，粒子重力不计。求：
①粒子在磁场中做圆周运动的半径；
②粒子在磁场中运动的时间；
③等边三角形磁场区域的最小边长。
（4）如图10所示，一个质量为m，带+q电量的粒子在BC边上的M点以速度v垂直于BC边飞入等边三角形ABC。为了使该粒子能在AC边上的N点垂直于AC边飞出该三角形，可在适当的位置加一个垂直于纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个也是等边三角形的区域内，且不计粒子的重力。
①该粒子在磁场里运动的时间t；
②该等边三角形区域磁场的最小边长；
③画出磁场区域及粒子运动的轨迹。
（5）如图11所示，左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为V；两板之间有匀强磁场，磁场应强度大小为B0，方向平行于板面并垂直于纸面朝里。图中右边有一边长为a的正三角形区域EFG（EF边与金属板垂直），在此区域内及其边界上也有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里。假设一系列电荷量为q的正离子沿平行于金属板面，垂直于磁场的方向射入金属板之间，沿同一方向射出金属板之间的区域，并经EF边中点H射入磁场区域。（不计重力）
①已知这些离子中的离子甲到达磁场边界EG后，从边界EF穿出磁场，求离子甲的质量。
②已知这些离子中的离子乙从EG边上的I点（图中未画出）穿出磁场，且GI长为3a/4，求离子乙的质量。
③若这些离子中的最轻离子的质量等于离子甲质量的一半，而离子乙的质量是最大的，问磁场边界上什么区域内可能有离子到达。
在这节课习题中（我校高三是两节课连上的），我采用教师引导和学生自主学习并用的教学模式，给学生多一点实践的机会、多一点活动的空间、多一点成功的体验、多一点学习的自信，使学生不再是被动接受知识，做物理习题也不再是苦不堪言，在小组长的带动下，在老师鼓励下，快乐地、积极地参与到教学活动的全过程中。
总之，科学合理的习题教学模式使得课堂教学的任务得以具体化，教学的起点得以准确化，便于课堂教学设计的合理安排，在教学实施中有的放矢，从而加强了课堂教学的针对性和实效性，有利于学生主体性的发挥，有利于加强学生对物理概念和物理规律的掌握和理解，提高学生的物理思维能力和解决实际问题的创新能力。
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