新课程下的高中物理习题教学(黄恕伯)

新课程下的高中物理习题教学黄恕伯2006.10一、新课程下习题教学的目标二、不同阶段习题教学的目的三、习题训练的基本功能四、课堂中习题教学的活动方式内容提要一、习题教学的目标1.知识与技能基本技能的练习，应该从提高学生科学素养的视角来实施，而不是让学生呆板地进行某种技能的训练，因为随着社会和科学的进步，技能的内容也在与时俱进。物理概念、规律及其应用通常是高中物理课程习题讲练的重要内容，这是毫无疑问的。根据高中物理《课程标准》的要求，了解物理学的基本观点和思想、了解物理学的发展历程、关注科学技术的主要成就和发展趋势、了解物理学对经济与社会发展的影响、运用有关的物理知识解释自然现象和生活中的问题，也都是课程标准所要求的知识目标，它们都应该包括在习题讲练的内容之中。一、习题教学的目标2.过程与方法“方法”通常是指解决某一类问题的做法和步骤，它来源于各种个例共性的抽象。对于解题方法，当前高中物理教学中比较流行的做法是“方法概述＋应用举例”。即：先用准确、概括的语言介绍某种方法的意义和步骤，然后用具体的例子来说明它，再用相似的练习题来巩固它。这种做法的基本特征是“记住”和“套用”，其教学效果值得怀疑。一、习题教学的目标2.过程与方法●学生对某一方法的建立需要有具体的感性认识作为基础，而不是来自抽象条文。●解决某类问题的方法，需要对该类个例的共性进行抽象得出，而不是一个问题一种方法。●方法的掌握，贵在能自觉运用，它需要通过不断渗透、以形成科学的思维习惯来达到，而不是灌输。●方法的掌握，需要把它灵活运用于新的情景，以巩固和加深对其理解，并拓展其含义。个例渗透抽象概括运用巩固拓展提高一、习题教学的目标3.态度、精神和习惯●严谨和实事求是评分标准（摘抄）：本题共5分。用作图法找到光心O给1分，找到一个焦点再给2分，找到第二个焦点再给1分，光路图完整而且正确的再给1分。（光心O和两个焦点的横坐标分别是4.8到5.2之间、7.1到7.9之间、2.1到2.9之间，否则按评分标准扣该项的得分。）图中MN是薄透镜的主轴，S是发光点，S′是它的像点。(1)用作图法求出薄透镜的位置，标在图上。(2)作光路图求出两个焦点的位置标在图上。再标明透镜的类别。一个高考题：0123456789MNSS'F1F2O一、习题教学的目标3.态度、精神和习惯●严谨和实事求是阅卷的结果标明：不少学生在解答本题时，没有用作图工具进行准确作图，导致透镜和两个焦点的位置达不到评分标准所要求的坐标区间，按评分标准本题将被扣去4分，只能得1分。这些学生的失分既不是知识问题，也不是方法问题，而是解题时的匆促和马虎，其根源是习题教学时过量的题海训练使学生无法进行精细操作，养成了匆促求快、粗制滥造的习惯。图中MN是薄透镜的主轴，S是发光点，S′是它的像点。(1)用作图法求出薄透镜的位置，标在图上。(2)作光路图求出两个焦点的位置标在图上。再标明透镜的类别。一个高考题：0123456789MNSS'F1F2O一、习题教学的目标3.态度、精神和习惯●具体问题具体分析学生在遇到陌生复杂问题时常常有两种态度：一种是搜索脑海中老师讲过的例题类型，看本题和那种类型的例题吻合，套用解答这种例题的公式，或者直接用这例题的结论进行解答。——其思维方式是“回忆”。△是“分析”，不是“回忆”——对待复杂的问题的态度另一种是根据题目的文字叙述，把它转化为具体的物理情景，并进一步转化为具体的物理条件或数学条件，明辨题目情景所体现的物理变化特征，思考物理条件之间的相互制约关系，选择恰当的物理规律，运用合适的数学方法解决问题。——其思维方式是“分析”。前者是一种很有危害性的思维方式。一、习题教学的目标3.态度、精神和习惯●具体问题具体分析把物理问题分成一些类型，让学生感悟和概括某一类问题的解题思路，有利于提高解决问题的能力。△是“分析”，不是“回忆”——对待复杂的问题的态度“掌握解决问题的方法”和“套用解决问题的类型”具有本的质不同理解情况下的自觉迁移不理解的情况下生硬模仿心智行为：分析心智行为：识记但是，把方法当成知识来灌输，让学生记住某一类问题的解题套路来套出问题的答案，这并不是好的教学过程。这些“方法”是教师解答大量题目后“悟”出来的，而不是学生的体会。一、习题教学的目标3.态度、精神和习惯●具体问题具体分析△是“分析”，不是“回忆”——对待复杂的问题的态度教师平时在课堂中习题教学的做法将影响着学生的思维习惯。学生的思维习惯是学生的基本素质，对学生的终身发展起作用。把物理问题分成一些类型，让学生感悟和概括某一类问题的解题思路，有利于提高解决问题的能力。“掌握解决问题的方法”和“套用解决问题的类型”具有本质的不同但是，把方法当成知识来灌输，让学生记住某一类问题的解题套路来套出问题的答案，这并不是好的教学过程。这些“方法”是教师解答大量题目后“悟”出来的，而不是学生的体会。一、习题教学的目标3.态度、精神和习惯●具体问题具体分析△是“分析”，不是“回忆”——对待复杂的问题的态度△是“具体分析”，不是“抽象分析”如图，当K由2改接为1，使输电线以原来2倍的电压输送交流电时，输送电流（即电流表A的读数）如何变化？例题AK12一、习题教学的目标3.态度、精神和习惯●具体问题具体分析△是“分析”，不是“回忆”——对待复杂的问题的态度△是“具体分析”，不是“抽象分析”“具体问题抽象分析”，就是抽象地记住某一规律的笼统结论，把它作为问题的答案。其特点是没有考虑物理规律的适用条件，没有从题目的具体条件入手进行符合本题题意的具体分析。“具体问题具体分析”，是从问题的具体情景入手，分析本题所描述的具体状态和过程，分析本题有关状态、过程中的具体条件及其相互关系，分析和选择本题所适用的具体物理规律和数学手段。“具体问题具体分析”是学生应具有的一种思维品质。让学生养成具体问题具体分析的习惯，是高中物理习题教学的重要目标。一、习题教学的目标3.态度、精神和习惯●正确审题△审题的含义从题目的陈述中正确辨析出题目所给的具体条件或具体要求的过程。2004年高考题一水平放置的水管，距地面高h＝l.8m，管内横截面积S＝2.0cm2。有水从管口处以不变的速度v＝2.0m/s源源不断地沿水平方向射出，设出口处横截面上各处水的速度都相同，并假设水流在空中不散开。取重力加速度g＝10m／s2，不计空气阻力。求水流稳定后在空中有多少立方米的水。本题关键在于把题目的陈述转化为平抛运动的具体条件一、习题教学的目标3.态度、精神和习惯●正确审题△审题的含义审题的基本要领是转化：例：审题的教学过程△审题的要领把题目的文字表述转化为物理情景；把情景转化为具体的物理条件（或要求）；把物理条件（或要求）转化为数学条件（或要求）。如图，AO是橡皮绳，BO为不能伸长的细绳，A、B点固定在木板上，木板竖直。绳OC穿过定滑轮（摩擦不计），其下端悬吊一个砝码。此时O点到达一定位置。问：如果任意改变定滑轮的位置，是否还可以找到不在OC直线上的另一处，也能使结点O到达原来的地方？AOBC例题AO是橡皮绳，BO为不能伸长的细绳。绳OC穿过定滑轮，其下端悬吊一个砝码。此时O点到达一定位置。问：如果任意改变定滑轮的位置，是否还可以找到不在OC直线上的另一处，也能使结点O到达原来的地方？AOBC结点O到达原来地方B固定，O到达原位置绳OC悬吊一个砝码改变定滑轮的位置是否还能找到另一处合力的大小方向不变一个分力的方向不变另一分力的大小不变另一分力的方向可变是否还有另一个解把表述转化为物理条件：合力的大小方向不变一个分力的方向不变另一分力的大小不变另一分力的方向可变是否还有另一个解把物理条件转化为数学条件：平行四边形对角线的长度、位置一定平行四边形一边和对角线的夹角一定平行四边形另一边的长度一定平行四边形另一边和对角线夹角可变是否还可以作出另一个平行四边形一、习题教学的目标3.态度、精神和习惯●正确审题△审题的含义·审题的核心是转化，转化是理解能力的基础；审题需要明辨各要素之间的关系，明辨各要素之间关系的过程就是分析。因此，审题训练过程实际上是发展理解能力和分析能力的过程。△审题的要领△习题教学中重视审题的意义·审题需要建立实践情景跟理论概念之间的联系，审题训练有利于增强学生的实践意识。·正确审题具有较强的目的性和可操作性，有利于形成正确的解决问题的思路，增强学生解决问题的能力。因此，形成正确的审题习惯是习题教学的重要目标一、习题教学的目标3.态度、精神和习惯●另外，让学生养成对答案进行审视的习惯（评估其合理性，思考其多解性），养成借助图形分析物理问题的习惯（借助呈现物理状态和过程的草图、借助各种图象），养成对解答过程进行正确表达的习惯等，也都应该是习题教学的目标。二、不同阶段习题教学的目的1.存在的问题不同教学阶段习题讲练的目的无序、重复、杂乱，这是当前习题教学存在的主要问题之一。●忽视了习题教学目的的全面性。●忽视了习题教学目的的层次性。△“一步到位”不符合科学认知，一步不可能“到位”。把新课、阶段性复习、高考复习等不同阶段的习题教学，都定位在“理解知识、熟练各种试题类型”这单一目的上，学生的解题能力得不到全面提高。把新课、阶段性复习、高考复习等不同层次的习题教学，都定位在“高考水平”这个层次上，新课教学的练习题“一步到位”，各个不同阶段的习题教学任务实际上在循环重复，依靠多次重复达到“会”的目的。二、不同阶段习题教学的目的2.不同教学阶段习题教学的目的习题教学的目的理解·对某知识的全面、抽象理解·抽象知识和具体情景的转化综合·多知识点联合解决问题基本素质·审题、表达、审视答案等基本能力新课高考（一）高考（二）高考（三）☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆○☆☆☆☆●不少老师反思：高考前两个月做的都是无用功，反映了习题教学目的无序所带来的后果。●目的的有序性是教育科学化的前提，只有分步侧重才能达到能力的“全面”和“深化”。二、不同阶段习题教学的目的3.关于新课的习题教学要求的设计新课后的练习，其目的应侧重于对本课所学知识的正确理解，以突出本课内容为主，应避免不适当的综合，避免对高考要求的“一步到位”。这是因为：●正确理解是灵活运用、综合应用、深化拓展的基础。●达到高考的应试水平，需要各方面的积累，不可能立即到位◇知识◇分析问题的能力（心智技能水平）◇其他素质：工具（语言、数学、图形）、实践体验、转化意识●“一步到位”将会妨碍新课练习目的的落实音乐、体育都表明：“一步到位”是一种非常业余的做法。例：对一个高考题考点的分析《2005年高考理综Ⅰ》第21题如图所示，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用势能可忽略。现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡A.a的体积增大了，压强变小了B.b的温度升高了C.加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈D.a增加的内能大于b增加的内能abK两部分分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡A.a体积增大了，压强变小了B.b的温度升高了C.加热后a的分子热运动比b更激烈D.a增加的内能大于b增加的解答步骤：●a加热后若体积不变则压强比b大，因而活塞向右移动。（气体定律）●平衡后a、b压强相等。（平衡条件）●活塞对b做功导致b内能增大，温度升高。（热力学第一定律）●b温度升高、体积缩小导致b的压强增大。（气体定律）●a、b初体积相等，a末体积比b大，压强相等，故a温度比b高（气体定律）●a的温度升高比b多，a增加的内能比b多。（内能的概念）本题只有一小部分内容涉及热力学第一定律问题，学生的思维活动主要围绕着综合运用气体定律的知识来进行，如果把它作为热力学第一定律新课后的练习题，本题对学生全面理解、巩固热力学第一定律起到一定的干扰作用。abK两部分分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡A.a体积增大了，压强变小了B.b的温度升高了C.加热后a的分