福建

鄭行軍

習題教學是物理教學的重要組成部分，高效的習題教學對于物理教學質(zhì)量水平的提升有著極其重要的意義。近幾年隨著新課程改革的不斷深入和各種新技術(shù)手段的運用，很多新穎的發(fā)展模式已經(jīng)深入到教育領(lǐng)域并引起巨大的教育變革，如何對物理習題進行重新設(shè)計和命制，使之更契合新課改的要求，從而提高習題教學和習題檢測的評價與反饋功能是當下物理教學研究的一項重要課題。

一、以物理題型為主線建立模塊化習題系統(tǒng)

物理習題是實際物理問題和物理現(xiàn)象的科學簡化、科學抽象和理想化過程，而學生解答物理習題的過程就是在實際的情境中靈活地應(yīng)用物理知識和方法的過程，所以分析習題所給出的物理情境和過程特征，從中抽象出相應(yīng)的理想化物理模型，分析物理過程的特點，是解答物理習題的必經(jīng)之路。在進行習題設(shè)計時應(yīng)該以物理模型為主線，創(chuàng)造出物理情境，在指導學生解題時有意識地培養(yǎng)學生在物理情境中抽象出物理模型的意識；在設(shè)置與教學同步配套的習題時，應(yīng)以題型為主線，對某一章或幾章知識點進行規(guī)范化、模塊化的整理，構(gòu)建起能夠科學的引導和檢測學生對于知識認知、知識應(yīng)用等知識和技能掌握程度的習題資源交互平臺，從而實現(xiàn)教、學、用的有效整合。

【案例1】牛頓運動定律習題命題規(guī)劃

根據(jù)章節(jié)內(nèi)容特點和學生認知水平將全章習題分化為基本概念、題型歸類、實驗探究三個模塊重新歸類，如圖1所示，以題型為全章習題主體，引導學生強化模型化解題意識，實現(xiàn)學習進階。

二、設(shè)計習題變式與關(guān)聯(lián)，觸發(fā)學生思維遷移

物理是一門以模型構(gòu)建知識脈絡(luò)的學科，所有物理現(xiàn)象和物理規(guī)律都會依據(jù)一個基本的物理模型而進行衍生拓展，因此在進行習題命題時，應(yīng)根據(jù)物理學科特點，以基本模型為出發(fā)點，不斷衍生附加信息，構(gòu)建習題支架。教師在進行習題選取和設(shè)計時，可以根據(jù)學生當時的學習認知發(fā)展水平，科學合理的選擇題源，對習題進行再構(gòu)造，對題設(shè)條件信息合理延伸，不斷地變化知識結(jié)構(gòu)、思維方法，引導學生突破解題思維定式，觸發(fā)思維遷移，實現(xiàn)學習效果的螺旋式上升。

【案例2】關(guān)聯(lián)性原創(chuàng)習題設(shè)計

【習題題源】如圖2所示，汽車通過輕質(zhì)光滑的定滑輪，將一個質(zhì)量為m的物體從井中拉出，繩與汽車連接點距滑輪頂點高h，開始時物體靜止，滑輪兩側(cè)的繩都豎直繃緊，汽車以v向右勻速運動，運動到跟汽車連接的細繩與水平夾角為30°，則 ( )

A．從開始到繩與水平夾角為30°時，拉力做功mgh

C．在繩與水平夾角為30°時，拉力功率為mgv

【習題關(guān)聯(lián)變式設(shè)計】攝制組在某大樓邊拍攝武打片，要求特技演員從地面飛到屋頂。如圖3所示，若特技演員質(zhì)量m=50 kg，導演在某房頂離地H=12 m處架設(shè)了滑輪組(人和車均視為質(zhì)點，且滑輪直徑遠小于H)，不計一切摩擦。若軌道車從圖中A勻速前進到B，速度v=10 m/s，繩BO與水平方向的夾角為53°，則由于繞在輪上細鋼絲的拉動，使演員由地面從靜止開始向上運動。在車從A運動到B的過程中(取g=10 m/s2，sin53°=0.8) ( )

A．演員上升的高度為1.5 m

B．演員上升過程一直做勻加速直線運動

C．演員最大速度為3 m/s

D．鋼絲在這一過程中對演員做功為975 J

【試題原創(chuàng)思路】在上題斜拉牽引常規(guī)模型的基礎(chǔ)上引入電影拍攝的實際情境，使題目更貼近生活實際，為考查學生對于題源中的三個重要知識點(運動的合成與分解、位移關(guān)系和動能定理求解變力做功)的掌握程度，本題在原有的斜拉牽引模型的基礎(chǔ)上附加了滑輪組模型，通過對原有習題的重構(gòu)，可以很好地檢測學生是否真正理解速度關(guān)系和位移關(guān)系的內(nèi)涵，從而提升學生的審題和綜合分析能力。

三、科學組合物理模型，加強學生推理與綜合分析能力的培養(yǎng)

新高考要求設(shè)計的試題能考查學生是否能夠把一個復(fù)雜問題合理肢解并找出它們之間的隱含聯(lián)系；是否能夠提出解決問題的方法，運用物理知識綜合解決所遇到的問題?；谶@個思想，在進行習題命制時將兩個或幾個簡單模型進行有機組合成為一個新的習題也是一個很好的設(shè)計思路。

【案例3】組合型原創(chuàng)習題設(shè)計

【習題組合設(shè)計】科技的發(fā)展，使得人類在其他星球上生活成為可能。未來某一天，一輛汽車在某星球表面有一定坡度的圓環(huán)形路面水平轉(zhuǎn)彎，圖4為路面的剖面圖。路面傾角為θ，汽車質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)彎時汽車速率恒為v，轉(zhuǎn)彎半徑為r，且恰好沒有受到側(cè)向摩擦力。設(shè)該星球的半徑為R，引力常量為G，則以下說法正確的是 ( )

【試題分析】本題組合了兩個基本模型:汽車轉(zhuǎn)彎及天體的運動，以重力加速度為關(guān)聯(lián)量考查了力的合成、牛頓運動定律及萬有引力定律。組合題型的分析要求學生首先要清楚了解兩個基本模型的解題策略，而后以關(guān)聯(lián)量為橋梁聯(lián)立求解，即可突破此題的思維障礙。

四、有機整合物理模型與數(shù)學知識，提升應(yīng)用數(shù)學處理物理問題的能力

數(shù)學與物理是兩門緊密聯(lián)系的學科，數(shù)學符號是物理概念、規(guī)律最常用的表述形式，是研究和解決物理問題的重要工具，扎實的數(shù)學功底和良好的數(shù)學建模能力是學好物理的基礎(chǔ)。高考考綱就明確要求學生能運用幾何圖形、函數(shù)圖象進行表達、分析物理問題。在解答物理習題時應(yīng)體現(xiàn)出數(shù)學知識、數(shù)學方法的運用，提升學生綜合分析能力。

【案例4】數(shù)理型原創(chuàng)習題設(shè)計

(1)小環(huán)a滑至斜面時的速度大小；

(2)小環(huán)a與斜面碰撞后沿斜面方向的分速度？

【試題分析】本題綜合了曲線運動和曲線方程等多個知識點，解題策略需以曲線方程為切入點求出環(huán)滑至斜面的坐標，由動能定理求環(huán)滑至斜面的速度大小；由函數(shù)導數(shù)求出速度與水平方向的夾角，而后利用運動的合成與分解求環(huán)與斜面碰撞后的沿斜面方向的分速度，題目涉及運動的合成與分解、動能定理、二次函數(shù)和導數(shù)等數(shù)學和物理知識，是一道非常典型的數(shù)理結(jié)合型物理習題。

【數(shù)理習題設(shè)計2】在光滑的水平面內(nèi)建立如圖6所示的直角坐標系，長為L的光滑細桿AB的兩個端點A、B被分別約束在x軸和y軸上運動，現(xiàn)讓A沿x軸正方向以速度v0勻速運動。已知P點為桿的中點，桿AB與x軸的夾角為θ。則下列說法正確的是 ( )

A．P點的運動軌跡是一條直線

B．P點的運動軌跡是圓弧的一部分

C．P點的運動速度大小v=v0tanθ

【試題分析】本題設(shè)計的隱含信息是由數(shù)學方法分析動點P運動軌跡的函數(shù)方程，由方程判斷P點的速度方向與桿AB夾角的變化規(guī)律，從而找出P點速度與A點速度的關(guān)系，是一道新穎的數(shù)理結(jié)合型習題。

習題的訓練是課程教學的動態(tài)延伸，一套科學、合理、優(yōu)化的物理習題可以最大限度地反映學生的認知水平，科學的檢測學生的學習情況，發(fā)展獨特的個體個性。教師可以有效利用各種技術(shù)手段，多思考、多創(chuàng)新，用各種新穎試題去吸引學生，激發(fā)學習興趣，使學生的學習能力和創(chuàng)新思維能力得以充分的發(fā)揮，從而積極地推動習題教學的發(fā)展與變革。