福建省廈門市第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)校 徐嫻靜

學(xué)齡尚淺的中小學(xué)生在解題時(shí)如果有跳步情況出現(xiàn)，時(shí)常會(huì)被教師夸贊為“腦袋聰明“的表現(xiàn)，老師、家長(zhǎng)這種潛意識(shí)中對(duì)“跳步”思維的認(rèn)知，導(dǎo)致學(xué)生到了高中階段學(xué)習(xí)時(shí)也有跳步的習(xí)慣且沒(méi)有引起足夠的重視。通過(guò)總結(jié)一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)學(xué)生進(jìn)行訪談發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期的解題跳步，導(dǎo)致學(xué)生分析題目時(shí)思維不夠嚴(yán)密、解題不夠嚴(yán)謹(jǐn)，體現(xiàn)在考試時(shí)多處細(xì)節(jié)扣分，這種現(xiàn)象經(jīng)常被草率地冠以“粗心”結(jié)束。深入學(xué)生進(jìn)行訪談發(fā)現(xiàn)，跳步導(dǎo)致學(xué)生忽略重要的物理原理，喜歡套公式、套結(jié)論解題，違背學(xué)科培養(yǎng)的初心。

針對(duì)學(xué)生跳步思維的現(xiàn)象進(jìn)行反思，這與教師平日在習(xí)題課教學(xué)中的跳步息息相關(guān)。古希臘哲學(xué)家亞里士多德提出：“學(xué)習(xí)都是從模仿開(kāi)始的?！睂W(xué)生的解題習(xí)慣，其實(shí)都是在長(zhǎng)久以往、不知不覺(jué)中對(duì)教師的模仿演化來(lái)的。因此，與其多次對(duì)學(xué)生口頭批評(píng)粗心、不規(guī)范，教師應(yīng)當(dāng)更多深省：我們?cè)谄饺绽锏慕虒W(xué)示范是否到位？在教學(xué)中的引導(dǎo)過(guò)程是否恰當(dāng)？本文通過(guò)對(duì)學(xué)生的典型錯(cuò)誤進(jìn)行挖掘和溯源，總結(jié)教師在習(xí)題教學(xué)時(shí)該如何處理和把握，能有效避開(kāi)學(xué)生因跳步思維產(chǎn)生的問(wèn)題，落實(shí)通過(guò)高中物理習(xí)題教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維素養(yǎng)的目的。

一、習(xí)題教學(xué)要重視物理規(guī)律的過(guò)程性再現(xiàn)

教師在習(xí)題教學(xué)中經(jīng)常有過(guò)于功利性的想法，一心想教會(huì)學(xué)生如何解出這道題、在時(shí)間有限的一節(jié)課內(nèi)講解更多題型，因此在板演的過(guò)程忽略了對(duì)物理規(guī)律的再現(xiàn)。習(xí)題課應(yīng)當(dāng)是教師將濃縮的知識(shí)鏈再現(xiàn)和應(yīng)用的過(guò)程，是通過(guò)習(xí)題講解過(guò)程完成對(duì)新課知識(shí)的補(bǔ)充和完善，而不是簡(jiǎn)單板演標(biāo)準(zhǔn)答案；教師要充分認(rèn)識(shí)到自己的示范性作用，規(guī)范板書(shū)，不輕易舍去公式表達(dá)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)物理規(guī)律、重視規(guī)律的過(guò)程性教學(xué)，這對(duì)能力中等甚至偏下的學(xué)生的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。長(zhǎng)期的“跳步”得不償失，會(huì)將學(xué)生引入“記住結(jié)論“的誤區(qū)，這與培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的初衷背道而馳，下面舉例進(jìn)行說(shuō)明。

電荷量求解是電磁學(xué)里的一個(gè)重要考點(diǎn)，學(xué)生最初涉及到這個(gè)物理量是在電流的定義，在完成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的學(xué)習(xí)后，教師經(jīng)常對(duì)電荷量的求解做進(jìn)一步延伸：q=。公式的推導(dǎo)源自對(duì)電流的定義，整個(gè)教學(xué)過(guò)程體現(xiàn)了知識(shí)的螺旋式上升，對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)提出了更高的要求。然而，學(xué)生在解題的時(shí)候，卻普遍性地出現(xiàn)了以下問(wèn)題：

例題1如圖所示，abcd為交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈，面積為S，匝數(shù)為n，線圈電阻為r，外電阻為R。線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度w。圖中的電壓表、電流表均為理想交流電表，求：1.從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出e的表達(dá)式；2.交流電壓表和交流電流表的示數(shù)；3.圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60°，通過(guò)的電荷量q；4.轉(zhuǎn)一個(gè)周期，R產(chǎn)生的焦耳熱。

第三問(wèn)普遍出現(xiàn)以下錯(cuò)誤解法：如圖所示，線圈轉(zhuǎn)過(guò)60°的過(guò)程中，磁通量變化△Φ=Φ2-Φ1=BSsin60°-0=BS④，所以電荷量q=⑤。

⑤式體現(xiàn)了他們對(duì)電荷量推導(dǎo)公式已經(jīng)基本掌握，但是在解答過(guò)程中跳過(guò)中間推導(dǎo)過(guò)程，遺漏了電源內(nèi)阻r；并且常見(jiàn)考題考查干路中的總電荷量，如果回路為并聯(lián)電路，需要求解某一支路的電荷量時(shí)，學(xué)生僅記住結(jié)論，在解答變式問(wèn)題時(shí)就無(wú)所適從，究其本源是長(zhǎng)期對(duì)推導(dǎo)過(guò)程的跳步導(dǎo)致。然而，這一現(xiàn)象與老師的教學(xué)不無(wú)關(guān)系，教師在習(xí)題教學(xué)的板演時(shí)就經(jīng)常出現(xiàn)q=這一式子，板演過(guò)程并沒(méi)有體現(xiàn)對(duì)電阻的強(qiáng)調(diào)，甚至部分教師因?yàn)閼卸?，?duì)其過(guò)程的推導(dǎo)也沒(méi)有再現(xiàn)，長(zhǎng)期下來(lái)學(xué)生的思維里記住了結(jié)論，對(duì)電阻R的含義沒(méi)有引起足夠重視，忽略了公式的推導(dǎo)過(guò)程，才會(huì)出現(xiàn)以上錯(cuò)誤解答。

基于此，教師在電荷量進(jìn)行教學(xué)時(shí)應(yīng)注意板演推導(dǎo)過(guò)程，建議以q=或q=的形式。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)模仿教師的書(shū)寫(xiě)，筆尖之下就能注意到分母中電阻的含義，長(zhǎng)久下來(lái)就能有效克服對(duì)電荷量求解的思維硬傷。

習(xí)題教學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生把握過(guò)程的合理性省略

與跳步思維相反，在例題1中，也有大量學(xué)生出現(xiàn)以下求解過(guò)程：線圈轉(zhuǎn)過(guò)60°的過(guò)程中，磁通量變化為△Φ=Φ2-Φ1=BSsin60°-0=BS④,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得且Δt=⑤，所以。根據(jù)歐姆定律⑥，聯(lián)立解得q=⑦。

乍看這一解答過(guò)程并無(wú)任何不妥，但是過(guò)于繁瑣，按步求解出了每個(gè)物理量的大小，計(jì)算量明顯多了。可見(jiàn)學(xué)生雖然掌握了電荷量的求解過(guò)程，卻沒(méi)有體會(huì)到結(jié)論q=在解答時(shí)的好處即不用代入時(shí)間，這樣的求解方法在題目沒(méi)有提供周期條件的時(shí)候，學(xué)生在⑤式得不出答案時(shí)可能就此卡住。因此，教師在電荷量的教學(xué)時(shí)除了要注意對(duì)規(guī)律的推導(dǎo)再現(xiàn)之外，同時(shí)要注意對(duì)結(jié)論做進(jìn)一步說(shuō)明，引導(dǎo)學(xué)生感受結(jié)論q=在解題時(shí)的便捷性，在解題過(guò)程中學(xué)會(huì)合理省略中間計(jì)算過(guò)程。對(duì)解題步驟的合理性省略，能有效減少計(jì)算過(guò)程，也有利于學(xué)生綜合能力的提高。

總之，習(xí)題教學(xué)是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的整合與應(yīng)用的過(guò)程，避免跳步教學(xué)中，既要重視對(duì)規(guī)律過(guò)程的再現(xiàn)和強(qiáng)調(diào)，也要注意引導(dǎo)學(xué)生對(duì)解答過(guò)程的合理性整合和省略，這需要教師對(duì)習(xí)題教學(xué)的“跳步過(guò)程”把握好一個(gè)“度”。類似的例子在牛頓第二定律習(xí)題的解答過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)，以下面一道題為例：

例題2質(zhì)量m=2kg的物體，受到F=12N水平作用力，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。若物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=4s。求：(1)力F在4s內(nèi)對(duì)物體所做的功；(2)力F在4s內(nèi)對(duì)物體所做功的平均功率；(3)在4s末力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率。

第（1）問(wèn)求解中，高三學(xué)生普遍出現(xiàn)以下解法：F合=ma①;F合=F-f②；f=umg③，綜合①②③式解出加速度a=1m/s2。其中①和②式對(duì)牛頓第二定律的書(shū)寫(xiě)沒(méi)有進(jìn)行整合、過(guò)于繁瑣，且③式對(duì)摩擦力的表示中跳過(guò)f=uN的原理公式，習(xí)慣性地將重力代入作為物體對(duì)斜面的壓力，這里的思維跳步造成對(duì)摩擦力的書(shū)寫(xiě)出錯(cuò)、解答出錯(cuò)。

對(duì)此，教師應(yīng)以此為典型進(jìn)行講解，并示范給學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)解題過(guò)程：F-f=ma①；f=uN②；且N=umgcos30°③。應(yīng)強(qiáng)調(diào)②式不可省略，這一式子體現(xiàn)了摩擦力的本質(zhì)是由于物體對(duì)粗糙界面產(chǎn)生的正壓力和相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而這正壓力不一定是重力，教師在板演時(shí)對(duì)這一公式的反復(fù)再現(xiàn)，就能大大避免學(xué)生將正壓力誤代入為物體重力的思維硬傷；同時(shí)在牛頓第二定律標(biāo)準(zhǔn)答案的書(shū)寫(xiě)過(guò)程中，進(jìn)行了合理的整合和省略，這一過(guò)程需對(duì)學(xué)生進(jìn)行完整的板演和強(qiáng)調(diào)，此題能夠很好地詮釋“有些地方該省略要省略、不該省略的必不可少”，長(zhǎng)此以往，學(xué)生能形成良好的解題習(xí)慣，且因思維跳步產(chǎn)生的錯(cuò)誤概率也能大大降低。

由此可見(jiàn)，教師不僅需要“會(huì)解習(xí)題”，還要能準(zhǔn)確把握習(xí)題講解過(guò)程中的“度”，涉及物理規(guī)律本質(zhì)的公式不能避免、部分繁瑣的解題過(guò)程又需適當(dāng)整合，減少教學(xué)上的思維跳步、也避免過(guò)猶不及，做到對(duì)學(xué)生的正確引導(dǎo)和示范。

二、習(xí)題教學(xué)要注意強(qiáng)調(diào)規(guī)律的物理意義

物理規(guī)律教學(xué)是一種悟道，規(guī)律是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程本身所固有的必然的聯(lián)系，習(xí)題教學(xué)不能就題解題，應(yīng)當(dāng)尊重規(guī)律的本質(zhì)意義。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理規(guī)律時(shí)，經(jīng)歷從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從初級(jí)到高級(jí)，教師在教學(xué)中尊重物理規(guī)律本身的做法就是要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生去感受規(guī)律所具有的物理意義、物理史實(shí)，因此在板演中不要隨意拋棄規(guī)律的本身表達(dá)。過(guò)于功利性的跳步，抓住結(jié)論卻忽視思維形成的過(guò)程，導(dǎo)致知識(shí)缺陷、思維硬傷，事實(shí)證明是得不償失的，以下以動(dòng)能定律和機(jī)械能守恒定律相關(guān)習(xí)題的講解為例。

動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律滲透在整個(gè)高中物理的學(xué)習(xí)過(guò)程中，這一關(guān)系在物理學(xué)中舉足輕重，高考題里面也是頻頻出現(xiàn)。但是，細(xì)思學(xué)生在對(duì)兩個(gè)定理的使用時(shí)，卻經(jīng)常因?yàn)樘蕉霈F(xiàn)兩者混淆的情況，下面以一道題目為例：

例題3如圖4所示，平行導(dǎo)軌MN、PQ傾斜放置，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ=37°，導(dǎo)軌間距L=1m，導(dǎo)軌上端連接有阻值的定值電阻R=9Ω，導(dǎo)軌處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T。將質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=1Ω、長(zhǎng)L也為1m的導(dǎo)體棒AC垂直放在導(dǎo)軌上并由靜止釋放，從導(dǎo)體棒AC由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到剛好勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)定值電阻的電量q=0.5C，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直并且接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)u=0.5，重力加速度g=10m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：從導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到剛好勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱。

解法一：設(shè)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由動(dòng)能定理得mgxsinθ-umgcosθx-Q=mv2①，根據(jù)能量分配關(guān)系可得QR=Q②，解得QR=0.08J。解法二：由能量守恒得mgxsinθ=mv2+umgcosθx+W安①，根據(jù)能量分配關(guān)系可得QR=W安②，解得QR=0.08J。

動(dòng)能定理的準(zhǔn)確表述是：合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化量。解法一對(duì)做功W的書(shū)寫(xiě)中出現(xiàn)焦耳熱Q，這里有一個(gè)思維跳步即“克服安培力做功W安=Q”；能量守恒指的是系統(tǒng)內(nèi)的動(dòng)能、勢(shì)能等能量之間的相互轉(zhuǎn)化，式子應(yīng)體現(xiàn)系統(tǒng)初、末兩個(gè)狀態(tài)時(shí)能量總和不變，而解法二中的能量卻出現(xiàn)了安培力做功這一形式W安，兩種解法雖都得出答案，但“貌合”卻“神離”，仔細(xì)揣摩兩種寫(xiě)法并不合適。究其原因，正是因?yàn)榻處熢谄綍r(shí)教學(xué)的板演過(guò)程中忽略了“克服安培力做功W安=Q”這一過(guò)程，缺少對(duì)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系做進(jìn)一步的強(qiáng)調(diào)，這種教學(xué)上的思維跳步導(dǎo)致學(xué)生分不清兩定律的區(qū)別。

W安=Q這一式子看似簡(jiǎn)單，實(shí)則蘊(yùn)含了能量轉(zhuǎn)化中最重要的內(nèi)涵——“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”。建議可以針對(duì)特定題目列出兩種式子，對(duì)比分析公式的意義，尤其針對(duì)中下水平的學(xué)生很難做到兩種式子靈活轉(zhuǎn)變應(yīng)用自如，固多數(shù)情況下建議學(xué)生使用動(dòng)能定理，避開(kāi)機(jī)械能守恒定律中零勢(shì)能參考面的選取問(wèn)題。

三、習(xí)題教學(xué)中要把握學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，注意教學(xué)語(yǔ)言的引導(dǎo)性

知識(shí)是螺旋式的上升和整合，學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握也有一個(gè)認(rèn)知發(fā)展的過(guò)程，且每個(gè)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律都不一樣，每個(gè)學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn)不同，對(duì)同一事物也會(huì)有不同理解。教師所忽略的跳步思維其實(shí)違背了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，這對(duì)中下水平學(xué)生的學(xué)習(xí)造成了極大的困難。因此，教師在習(xí)題課中基于對(duì)學(xué)生前認(rèn)知的把握基礎(chǔ)上、對(duì)物理習(xí)題的引導(dǎo)過(guò)程顯得尤為重要，除了可以通過(guò)板演等方式進(jìn)行物理規(guī)律的再現(xiàn)外，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z(yǔ)言引導(dǎo)過(guò)程顯得尤其重要。

2019 年新課本做了修訂，除了對(duì)內(nèi)容做了重新編排之外，對(duì)概念的解釋和闡述更加精練和準(zhǔn)確。學(xué)生的“跳步“情況導(dǎo)致的思維硬傷，實(shí)則是對(duì)物理規(guī)律的理解不到位，因此教師在習(xí)題課中除了闡述題目的解法之外，如何在短時(shí)間內(nèi)有效地再現(xiàn)物理規(guī)律，這對(duì)教師教學(xué)語(yǔ)言提出更高的要求。不少教師口頭表述不夠嚴(yán)謹(jǐn)，物理規(guī)律的引導(dǎo)不到位、直接解題，這種教學(xué)上的”跳步“讓學(xué)生對(duì)題目”知其然“、并不”知其所以然“，沒(méi)有為學(xué)生設(shè)置合理的認(rèn)知階梯。例如，在電場(chǎng)習(xí)題中，描述正負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向時(shí)，教師經(jīng)常直接給出結(jié)論“向左”或者“向右”，中下水平的學(xué)生對(duì)新學(xué)知識(shí)仍處于一個(gè)摸索的狀態(tài)，還在反復(fù)適應(yīng)利用電場(chǎng)力的概念判斷正負(fù)電荷受力方向的應(yīng)用階段。在這里教師的講解過(guò)程中跳過(guò)了利用概念判斷方向的思維過(guò)程，中下水平學(xué)生對(duì)此仍措手不及，從而影響到接下去對(duì)解題過(guò)程的理解。建議教師不直接描述電場(chǎng)力的方向，而是描述電場(chǎng)力方向的概念即“正電荷所受電場(chǎng)力和電場(chǎng)的方向相同、負(fù)電荷所受電場(chǎng)力和電場(chǎng)的方向相反”，用精準(zhǔn)的語(yǔ)言對(duì)物理規(guī)律進(jìn)行再次闡述，學(xué)生能夠自然而然地根據(jù)此規(guī)律判斷電場(chǎng)力方向，做到課堂上物理規(guī)律的反復(fù)再現(xiàn)、反復(fù)使用。教師在習(xí)題課中不跳過(guò)對(duì)規(guī)律的再現(xiàn)過(guò)程，盡量用準(zhǔn)確、嚴(yán)密的語(yǔ)言對(duì)物理規(guī)律再次闡述，讓學(xué)生快速回顧規(guī)律，做到不講答案，講規(guī)律；幫學(xué)生搭建起思維的“腳手架”，引導(dǎo)學(xué)生逐步完成解題的過(guò)程。

總之，習(xí)題課作為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維素養(yǎng)的一個(gè)重要渠道，教師需要在習(xí)題教學(xué)中通過(guò)規(guī)律的再現(xiàn)、合理整合、語(yǔ)言引導(dǎo)等方法有效避免“思維跳步”，更好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用物理規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題，當(dāng)然如果學(xué)生水平層次較高，對(duì)物理規(guī)律已經(jīng)熟練掌握、融會(huì)貫通，合理的跳步則有利于綜合能力的提高，這里另當(dāng)別論。

核心素養(yǎng)視域下的習(xí)題課教學(xué)不再是就題講題、刷題，而是通過(guò)習(xí)題、通過(guò)教師的主導(dǎo)作用培養(yǎng)起學(xué)生的科學(xué)思維，因此，“此題答案”不再重要，思維過(guò)程更為重要。因習(xí)慣性的跳步引發(fā)的思維硬傷需引起重視，如何有效避免值得每個(gè)物理老師深省。