摘要：施教之功，貴在引導，要在轉化，妙在“開竅”。本文探討了物理習題教學過程中，如何引導學生進行科學探究，在科學探究過程中又如何突出物理學科特點，以學生自身活動爲基礎，在學生獨立探索發現與羣體經驗交流結合的過程中，實現思維的轉化，物理本質的“開竅”。
關鍵詞：相遇點變形式同一時刻的位置連線穿越平行線
科學探究被納入課程標準，充分體現了課程的創新教育理念，強調了學習過程與學習的方式、方法的重要性。
物理習題教學是整個中學物理教學的重要組成部分，習題教學的職能一直爲教學一線的教師所重視。
科學探究滲透在教材和教學過程的不同部分，在物理習題教學的過程中，讓學生能體驗科學探究，把握科學探究的原則，對於物理教師來說是極富有創造性的。
如圖1，某人站在距公路40m的B處，發現公路上有一輛汽車以10m/s的速度從A處沿AC方向勻速行駛，A與人相距100m，問此人要以多大速度沿什麼方向奔跑才能與汽車相遇？
探究過程：
一、提出問題
1.放手讓學生在平等自由的條件下發表見解，商討問題，教師當好“配角”，將自己作爲學生中的一員，與學生一起，從學生的角度去參與討論，注意收集學生討論中的有用信息。
部分學生認爲相遇點在點D（如圖2所示），理由是此人沿B→D方向奔跑，走的路程最短；部分學生認爲相遇點不是唯一的，可能有多個答案，理由是多跑或少跑路程並不要緊，只要人有可能趕得上汽車就行。還有部分學生感到無從下手，總感覺到題目好象少條件。相互交流後，普遍認爲汽車與人的相遇點是目前大家共同關心的焦點。
2.教師針對學生討論中的普遍關心的焦點問題，以“優秀生”的身份切入其中，向同學們提出建議性解題方案，用以聚合學生的思維。
雖然，我們在相遇點上存在些分歧，但目前我們至少可以肯定此人與汽車在圖3的點E相遇是不可能的，你們認爲這種肯定有理由嗎？學生們集體思考，在相互討論中尋找事實依據：百米賽場上，跑在前面的一定是跑得快的，因爲相同時間比路程，路程遠的速度快。汽車與人所用時間相同，汽車速度比人快得多，因此，AE比BE大得多。而圖3中AE＜BE，所以在點E相遇是不可能的；點E必須向右移動，以滿足AE比BE大得多。
3.教師再一次扮演“優秀生”的角色，點撥學生，把他們的思考引向深入。
接下來，我們自然會這麼想，如果相遇點點E向右移動，滿足AE＞BE是否就行呢？或者是滿足了它的變形式＞1就行嗎？
學生們深入思考、討論、交流，提出自己的看法：由於汽車行駛的速度比人快得多，所以，AE＞BE還不夠充分，受變形式＞1的啓發，相遇點應滿足的比值大得多才行。並進一步提出需共同探究的問題：點E在向右移動中，的比值有什麼變化規律？
二、猜想和假設
教師此時引導學生大膽地猜測和假設，然後，作必要的聚合思維整理歸納。
學生就本題的意思反覆推敲，討論中大膽猜想出：當點E向右移動時，的比值“肯定”會存在一個極大值。教師接過學生們的話題，肯定學生猜想得有道理，並提出這一猜想能否肯定還需同學們進行探究。現在爲讓同學們看到思路發展的進程，便於今後的學習和借鑑，有必要把前面的思維“成果”作經驗小結。
1.思維進程小結。以上討論，我們弄清了點E必須向右移動；的比值應取最大值。
2.思維方法變通小結。由AE＞BE變爲＞1進而找到了能較準確地反映題意的的比值應大得多的數學表達式。這是思維發生轉向、變通的一種思路，有利於創新思維的靈性勃發，應值得同學們學習借鑑。
3.問題轉化小結。由否定相遇點展開了思維，續而轉向論證相遇點必須滿足的條件，思維拓寬中漸漸悟出了玄機—相遇點應是滿足比值取最大值的那一點。找到了相遇點就解決了本題提出的問題，這確實是一種問題轉化的方法，即把意向上朦朦朧朧的含含糊糊的問題，機智地引渡爲可感或思考的問題，這種方法同學可要好好地領會。
4.教師先讓同學們就上面提出的猜想──當點E向右移動時，的比值“肯定”會存在一個極大值如何探究作方法上的建議，引導學生用數學上的圖像法，制定計劃和設計實驗。併爲下一步探究活動的展開提供方法，當好“導演”這個角色。
三、制定計劃和設計實驗
1.列表
用圓規的兩腳量取每次點E移動後，線段AE、BE的長度，並用計算器把求出來，填入表中。
AE/cm
2.畫圖
以點A爲座標原點畫好縱橫座標軸。以AE的長度和的比值分別作爲橫座標、縱座標繪製出各點。把各點用光滑的曲線連接起來，然後，觀察曲線上點的變化規律並交流自己的看法。
四、進行實驗與收集證據
學生用數學方法動手繪圖時，教師應當好已進入角色的“演員們”的“配角”，甘做學生的助手，讓學生們自己在動手、動腦中，尋找規律，收集證據。
學生們繪製出如圖4的動態圖，並由圖可以看出，的最大值確實存在，但相遇點的位置並不是起初圖2中D的位置。學生們在動手繪製過程中，能真切地感知到取最大值的位置應還在點D的右邊。也可以讓學生從圖4中量取AE距離，比較得出並不是AD的距離，加以證實。
五、物理本質的分析與論證
在學生們自己排除了種種疑慮後（起初，部分學生堅持相遇點一定是點D，部分學生以爲有多種答案。），教師接下來應作進一步要求，把探究引向深入，引向問題蘊藏的物理本質。
考慮到這樣的事實，汽車與此人最初的位置是確定的，同學們會習慣性地把點A和點B連成線段AB(如圖5)，那爲何不把它們後來同一時刻的位置也連成線呢？細想一想，這樣做，我們是不是至少能真切地感知到汽車和人在行駛過程中的位置關係，進而也就會自然地去追問這種連線的位置關係客觀上存在着什麼規律？這種尋求問題解決的思維方式，不正是我們平時反覆強調並提倡的實事求是的工作作風──客觀地分析物理事實的具體體現麼。爲分析汽車與人在不同時刻的位置關係這個物理事實，現在就應該考慮怎樣把它們同一時刻的位置連成線呢？是不是可這樣切入其中：最初時刻的位置連接爲圖5中的AB，接下來的，如時刻它們的位置連線在哪兒？，呢？學生們認真思考，相互交流，運用三角形和梯形的中位線定理，得出老師意料中的位置圖，如圖5所示。並且，同學們一致驚喜，發現了意外的從來沒有的規律：相遇過程中汽車與人的位置連線與最初的位置連線平行。
老師與同學們一起小結並作下一步引導：這種位置關係就構成了相遇中的平行現象。由於點E是任意的，所以這一規律適用於此題中每一種可能的相遇點。既然如此，請同學們看住圖進行猜想，此人沿什麼方向穿越平行線與汽車相遇纔是最佳的選擇？
學生們進一步探究，通過圖形觀察，合理想象得出：此人沿垂直與AB方向穿越平行線與汽車相遇纔算是最佳的選擇，即爲圖6中的'B→P方向。理由：1.只有沿垂直與AB方向穿越平行線,纔會使汽車走的是斜邊，而他走的是較短的直角邊，所以，他能從容不迫地與汽車相遇。2.用圓規量取AP的長度，發現正好與圖4曲線的極值所對應的橫座標AE的長度相吻合。
教師作集體性小結：點P相遇點的簡潔確定，可以算是物理解法的共同特點──探究過程規律求解，比抽象的數學求解易爲學生所接受和樂道。這也是我們應該倡導的方法。但是，物理與數學是不分家的。回過頭來，現在有了點P（如圖7），你是否能論證前面苦於拿不出證據的點D爲相遇點的提法的錯誤？其它位置的相遇點，你是否也能證明它們都不是最佳的選擇？這些就留給同學們課後去完成，以鞏固和加深我們所得的認識和方法。最後，請同學們求出此人沿BP方向奔跑的速度。如圖8，∵BP·AB＝BD·AP∴則(這個速度一般人都可以達到)。
六、評估
1.在取點畫圖時，部分學生因取點範圍小，後來從圖像曲線的走向上，發現還需擴大取點範圍，自我調適中既完善了思維，又發現了結論的真實可信；部分學生取點間隔大，經交流補救後，都認爲的最大值的存在是真實可信的。
2.物理本質的理論探究，讓同學們感到非常地着迷，不曾料到會有這種平行現象。經過參與探究，學生們更加堅信結論的真實可信，並更加樂於知道獲取此規律的分析方法，懂得努力尋找規律的價值。這顯然比獲得的知識更有價值，更能培養學生的學習志趣。
七、交流和合作
1.相互交流探究中所作的圖象，用以取長補短，相互促進，共同提高。
2.要求同學們交流科學探究成功的體會，激發科學的探究精神。
科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式，而物理習題能較好地兼顧課程目標各層次之間的關係也就是知識與技能、過程與方法、情感與價值觀三者的關係，能夠充分體現學習過程與學習方式、方法的重要性。完全可以相信，在物理習題中進行科學探究，易於把科學概念、科學方法、科學態度三者相綜合，讓學生在科學探究活動中有所經歷、體驗和感悟。使學生在解答習題的同時，也提升了自己的科學研究、科技創新品質。隨着新的課程改革的全面展開，物理習題教學將會演奏出科學探究的時代新篇章。
以上是我在物理習題教學過程中的初步嘗試，意在拋磚引玉，引起衆多有識之士的關心，共同推動新的課程改革的全面實施。