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摘要：本文对探究式学习的特殊操作方式进行了探讨，希望对目前的探究式教学有所启迪。
关键词：动态物理过程 计算机模拟 工具的使用 学具
形象思维是人的头脑运用表象来进行思维，而表象是在感知的基础上产生的。充分利用各种方法对物理事件的展现，能很好地促进学生感觉和知觉发挥作用，能够促进学生思维能力的提高。为学生提供恰当的直观材料，帮助学生能够顺利进行物理思维活动，我们首先想到的是用计算机模拟，然而如果你是有心人，你会发现借助身边的其它工具，用简单实验就能清楚显现物理过程，更方便，更有优势。
一、利用透明尺子
透明直尺是学生常用的作图工具。下面就几个题目，说明如何借助透明尺子求解动态物理问题。
例1：简解横波某时刻的波形图线如图所示。由此图可知
（A）若质点a向下运动，则波是从左向右传播的
（B）若质点b向上运动，则波是从左向右传播的
（C）若波从右向左传播，则质点c向下运动
（D）若波从右向左传播，则质点d向上运动（97年全国高考试题）
简解：将一个透明尺子重叠在图上，然后用碳素钢笔在尺子上画出与原波形重叠的正弦波和横轴，将重叠的尺子沿x轴做微小的左右移动，以此表示波的左右传播，因质点a、b、c、d垂直于x轴振动，结合原波形和透明尺子上的波形，即可判断答案为B、D。
评析：动态物理问题既是学生学习的难点也是考试的热点，机械波的动态问题更是难中之难，但这类问题都可以借助透明尺子求解，使透明尺子既是作图工具，又是“学具”。
例2：以初速2V0竖直上抛一物体后，又以初速V0在同一位置竖直上抛另一物体，若要使两物体能在空中相遇，两物体抛出的时间间隔必须满足什么条件？
簡解：本题可列运动方程求解，但最简捷的方法是利用S—t图像和尺子求解。竖直上抛的物体的S—t图像是一条抛物线，以2V0竖直上抛的物体的S—t图像如图线①所示，以V0竖直上抛的物体的S—t图像如图线②所示，若要使两物体能在空中相遇，两物体的S—t图线必相交于一点，在尺子上重叠画出图线②和横轴，并从②位置逐渐沿横轴移动尺子经过③、④位置，由图可知，图线从③移动到④过程中与①相交，所以两物抛出的时间间隔必须满足的条件：2V0/g<△t<4V0 /g ，两物体才能在空中相遇 。
评析：从这种方法还可以得到，后抛出物体是在上升过程还是下落过程与先抛出的物体相遇，把尺子上的抛物线从最高点分为左右两边，若尺子上的抛物线的右边和①相交则是下落过程与先抛出的物体相遇，若左边和①相交则是上升过程与先抛出的物体相遇，而先抛出的物体只能在下落时与后抛出物体相遇。
二、利用硬币
若利用硬币展示与圆周运动有关的动态物理情景，将会大大降低解题难度，提高解题速度。
例3：如图所示，在x轴的上方(y≥0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感强度为B，在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、电量为q的正离子，速率都为V，对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能达到的最大x=_________，最大y=______________。（97年全国高考试题）
简解：由左手定则可得，带电粒子沿顺时针做匀速圆周运动，其圆周轨道都经过O点，可以用一个圆周边缘与Ｏ点相交的硬币在此平面上移动，硬币在x轴之上的一段圆弧表示运动轨迹，可见，带电粒子可能达到的最大x、y都为运动轨道的直径D=2mV/qB 。
评析：通过移动硬币还可以得到，在圆周上距离O点最远点的轨迹，它是以O点为圆心、以硬币直径D为半径的圆周。若某一位置有一挡板，还可以方便地求出粒子打在挡板上的范围。对于许多以相同速率在同一平面上、且在匀强磁场中运动的带电粒子都可以这样求解，这种方法还可以求解复杂的竞赛题，如：
例4：如图所示，在xy平面上有一片稀疏的电子(其间的相互作用可以忽略)，在-H 
①所有电子都能在磁场力的作用下通过坐标原点；
②这一片电子最后扩展到-2H 简解：依题意，本题具有对称性和相似性。先考虑第一象限，设匀强磁场方向垂直于纸面向里，从O点射出的电子其轨道为一组过O点的圆环，如下图②③，要使做圆轨道运动的电子最后平行于x轴运动，离开磁场时应在轨道的最高点，即圆心的正上方离圆心距离为R，而圆心轨迹为以O为圆心的圆环①，所以磁场区域应在以点（0，R）为圆心的圆周④内的一个圆形区域里，通过转动硬币可得圆周③是能进入第一象限磁场区域的一个边界轨道，所以第一象限磁场区域是圆周③④所围成的实线封闭区。
第四象限与第一象限关于X轴对称，可将第一象限的磁场区域连同磁场一起绕Ｘ轴旋转180o得到，而第二、三象限与第一、四象限关于Ｙ轴相似，由于带电粒子运动的宽度与运动半径有关，由计算可得左、右两边总宽度分别等于各自的圆环直径，而r＝mV/eB ，所以B2=B3=2B1=2B4，由此可得磁场区域为如右图蝶形区域。
评析：这是一道很复杂的试题，然而通过硬币的移动使动态物理过程跃然纸上，从而使解题过程简捷明了。
综上所述，利用生活中的简单工具，分析动态的物理过程，可以帮助学生在头脑中建立形象、直观的物理情景，从而提高解题速度和解题的正确率。
关键词：动态物理过程 计算机模拟 工具的使用 学具
形象思维是人的头脑运用表象来进行思维，而表象是在感知的基础上产生的。充分利用各种方法对物理事件的展现，能很好地促进学生感觉和知觉发挥作用，能够促进学生思维能力的提高。为学生提供恰当的直观材料，帮助学生能够顺利进行物理思维活动，我们首先想到的是用计算机模拟，然而如果你是有心人，你会发现借助身边的其它工具，用简单实验就能清楚显现物理过程，更方便，更有优势。
一、利用透明尺子
透明直尺是学生常用的作图工具。下面就几个题目，说明如何借助透明尺子求解动态物理问题。
例1：简解横波某时刻的波形图线如图所示。由此图可知
（A）若质点a向下运动，则波是从左向右传播的
（B）若质点b向上运动，则波是从左向右传播的
（C）若波从右向左传播，则质点c向下运动
（D）若波从右向左传播，则质点d向上运动（97年全国高考试题）
简解：将一个透明尺子重叠在图上，然后用碳素钢笔在尺子上画出与原波形重叠的正弦波和横轴，将重叠的尺子沿x轴做微小的左右移动，以此表示波的左右传播，因质点a、b、c、d垂直于x轴振动，结合原波形和透明尺子上的波形，即可判断答案为B、D。
评析：动态物理问题既是学生学习的难点也是考试的热点，机械波的动态问题更是难中之难，但这类问题都可以借助透明尺子求解，使透明尺子既是作图工具，又是“学具”。
例2：以初速2V0竖直上抛一物体后，又以初速V0在同一位置竖直上抛另一物体，若要使两物体能在空中相遇，两物体抛出的时间间隔必须满足什么条件？
簡解：本题可列运动方程求解，但最简捷的方法是利用S—t图像和尺子求解。竖直上抛的物体的S—t图像是一条抛物线，以2V0竖直上抛的物体的S—t图像如图线①所示，以V0竖直上抛的物体的S—t图像如图线②所示，若要使两物体能在空中相遇，两物体的S—t图线必相交于一点，在尺子上重叠画出图线②和横轴，并从②位置逐渐沿横轴移动尺子经过③、④位置，由图可知，图线从③移动到④过程中与①相交，所以两物抛出的时间间隔必须满足的条件：2V0/g<△t<4V0 /g ，两物体才能在空中相遇 。
评析：从这种方法还可以得到，后抛出物体是在上升过程还是下落过程与先抛出的物体相遇，把尺子上的抛物线从最高点分为左右两边，若尺子上的抛物线的右边和①相交则是下落过程与先抛出的物体相遇，若左边和①相交则是上升过程与先抛出的物体相遇，而先抛出的物体只能在下落时与后抛出物体相遇。
二、利用硬币
若利用硬币展示与圆周运动有关的动态物理情景，将会大大降低解题难度，提高解题速度。
例3：如图所示，在x轴的上方(y≥0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感强度为B，在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、电量为q的正离子，速率都为V，对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能达到的最大x=_________，最大y=______________。（97年全国高考试题）
简解：由左手定则可得，带电粒子沿顺时针做匀速圆周运动，其圆周轨道都经过O点，可以用一个圆周边缘与Ｏ点相交的硬币在此平面上移动，硬币在x轴之上的一段圆弧表示运动轨迹，可见，带电粒子可能达到的最大x、y都为运动轨道的直径D=2mV/qB 。
评析：通过移动硬币还可以得到，在圆周上距离O点最远点的轨迹，它是以O点为圆心、以硬币直径D为半径的圆周。若某一位置有一挡板，还可以方便地求出粒子打在挡板上的范围。对于许多以相同速率在同一平面上、且在匀强磁场中运动的带电粒子都可以这样求解，这种方法还可以求解复杂的竞赛题，如：
例4：如图所示，在xy平面上有一片稀疏的电子(其间的相互作用可以忽略)，在-H
①所有电子都能在磁场力的作用下通过坐标原点；
②这一片电子最后扩展到-2H
第四象限与第一象限关于X轴对称，可将第一象限的磁场区域连同磁场一起绕Ｘ轴旋转180o得到，而第二、三象限与第一、四象限关于Ｙ轴相似，由于带电粒子运动的宽度与运动半径有关，由计算可得左、右两边总宽度分别等于各自的圆环直径，而r＝mV/eB ，所以B2=B3=2B1=2B4，由此可得磁场区域为如右图蝶形区域。
评析：这是一道很复杂的试题，然而通过硬币的移动使动态物理过程跃然纸上，从而使解题过程简捷明了。
综上所述，利用生活中的简单工具，分析动态的物理过程，可以帮助学生在头脑中建立形象、直观的物理情景，从而提高解题速度和解题的正确率。