葛夢柯 張冬波

摘?要：練習(xí)作為物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生物理概念的形成、方法與技能的獲得、智力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)的必要方法。在教學(xué)研究中，練習(xí)種類的選擇、應(yīng)用、編排顯得尤為重要。教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師不僅僅需要選取不同類型的練習(xí)達(dá)到教學(xué)目的，同時(shí)也要思考各種類型的練習(xí)在教學(xué)設(shè)計(jì)中的作用。本文以“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系”為例，通過本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的四類練習(xí)，討論這四類練習(xí)的作用。

關(guān)鍵詞：教學(xué)研究;練習(xí);物理概念

練習(xí)是將知識、技能、思維和方法緊密聯(lián)系的重要手段;是將知識轉(zhuǎn)化成能力的必要途徑;是反映課堂教學(xué)效果的直接方式。常見的練習(xí)形式包括：判斷、選擇練習(xí)，思考問題練習(xí)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)練習(xí)，推理論證練習(xí)，計(jì)算問題練習(xí)。拓展性練習(xí)形式包括：情境性問題練習(xí)，實(shí)踐性問題練習(xí)。本文以“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系”為例，對該教學(xué)設(shè)計(jì)中練習(xí)的設(shè)置進(jìn)行討論。

一、 思考問題練習(xí)

即通過創(chuàng)設(shè)一定的物理情境，提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，或發(fā)現(xiàn)問題，或預(yù)測結(jié)果，或解釋現(xiàn)象的練習(xí)。

（一）問題再現(xiàn)

問題1. 當(dāng)火車緩慢進(jìn)站時(shí)，請問，火車進(jìn)站時(shí)的加速度為多少？問題2. 減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度一定為負(fù)值嗎？問題3.交警在事故現(xiàn)場，為什么要測量滑痕，測量滑痕的目的是什么？

（二）思考問題練習(xí)的作用

思考問題練習(xí)的目的主要是激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，注重培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，使學(xué)生具有批判性意識。

1. 聯(lián)系生活，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教師聯(lián)系生活實(shí)際，提出問題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決實(shí)際問題的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與欲望，進(jìn)而主動(dòng)學(xué)習(xí)。

2. 師生相互配合，營造活躍的課堂氛圍。設(shè)計(jì)思考問題練習(xí)，讓學(xué)生在獨(dú)立思考中發(fā)現(xiàn)問題，在互動(dòng)中交換意見。教師和學(xué)生通過問答，解決問題、交流經(jīng)驗(yàn)，在互動(dòng)中營造活潑的課堂氛圍。

3. 設(shè)置懸念，引入新課。提出問題，設(shè)置懸念，讓學(xué)生心存疑惑，為本節(jié)課知識點(diǎn)的講解埋下伏筆。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生更好地掌握物理知識，提高學(xué)習(xí)效率。

二、 推理論證練習(xí)

即在給定條件下，運(yùn)用已有的理論，通過邏輯推理（含數(shù)學(xué)推理），推導(dǎo)出所求結(jié)論，或練習(xí)、或證明結(jié)論的正確性，或?qū)赡墚a(chǎn)生的情況進(jìn)行全面分析的練習(xí)。

（一）題目重現(xiàn)

一起發(fā)生在限速為120km/h的高速公路的交通事故，已知加速度為5m/s2。交警測得肇事車留下的剎車痕跡長為122.5m，請問交警測量剎車痕跡的目的是什么？你幫交警判斷司機(jī)是否超速？

（二）公式推導(dǎo)

方法一：

勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系式

勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系式

聯(lián)立（1）（2）兩式，消去時(shí)間t可得

方法二：

勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系式

勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度公式

聯(lián)立（2）（4）兩式，消去時(shí)間t可得

結(jié)論：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系式：

（三）代值計(jì)算

（四）推理論證練習(xí)的作用

練習(xí)承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力的任務(wù)。推理論證練習(xí)幫助學(xué)生理解物理概念，掌握物理規(guī)律，訓(xùn)練邏輯思維能力。著重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已知條件，經(jīng)歷推理過程，學(xué)習(xí)親身推導(dǎo)得出或證明的結(jié)論，會記得更牢，理解得更深。

1. 注重推理過程，培養(yǎng)學(xué)生推理論證能力。學(xué)習(xí)物理不只是學(xué)習(xí)知識，更重要的是掌握方法，領(lǐng)悟物理思想。若只追求結(jié)果，學(xué)習(xí)會變得枯燥乏味，效果不佳。學(xué)習(xí)物理，過程比結(jié)果更重要，享受過程才能體會物理精神。教師應(yīng)該注重知識的產(chǎn)生、思維與方法的形成、邏輯思維和推理能力的培養(yǎng)。

2. 變“教”為“導(dǎo)”，巧用數(shù)學(xué)推理。教師是學(xué)生學(xué)習(xí)資源的提供者，學(xué)習(xí)的組織者、領(lǐng)導(dǎo)者、合作者和指揮者。教師要善于利用高中生的求知欲，引導(dǎo)學(xué)生整合各種知識或工具進(jìn)行求解或論證，既能提高學(xué)生推理能力，又將物理與數(shù)學(xué)相聯(lián)系，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識、尋求真理。

3. 利用最近發(fā)展區(qū)，突出主體地位。學(xué)生已經(jīng)掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系、勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移和時(shí)間的關(guān)系、本身具有一定的公式推導(dǎo)能力。教師設(shè)計(jì)推理論證練習(xí)，合理利用最近發(fā)展區(qū)，縮短學(xué)生原有認(rèn)知水平與學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的差距，突出學(xué)生的主體性地位，達(dá)到教學(xué)目的。

三、 計(jì)算問題練習(xí)

即以定量計(jì)算的方法為主，解答有關(guān)物理問題的練習(xí)，一般分為簡單計(jì)算練習(xí)和綜合計(jì)算練習(xí)。

（一）問題重現(xiàn)

某型號的艦載飛機(jī)在航空母艦的跑道上加速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大加速度a=5m/s2，所需安全起飛速度v=50m/s，跑道長度為150m，通過計(jì)算判斷，飛機(jī)能否靠自身的發(fā)動(dòng)機(jī)在艦?zāi)干掀痫w？

（二）計(jì)算題解題策略

1. 讀審題目，描述物理圖景。規(guī)定航空母艦初速度方向?yàn)檎?，已知該汽車以加速度a=5m/s2進(jìn)行勻加速直線運(yùn)動(dòng)，要求運(yùn)動(dòng)過程位移x≤150m，初速度v0=0m/s，末速度vt≥50m/s。

2. 分析物理過程，建立物理模型。艦載飛機(jī)是在長度為150m的航空母艦上進(jìn)行的是初速度v0=0m/s、a=5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

3. 選擇物理規(guī)律，建立物理方程。運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系式：

4. 進(jìn)行數(shù)學(xué)推演，求解問題。

方法一：假設(shè)位移未知，將解得的位移和題目中的位移進(jìn)行比較

方法二：假設(shè)末速度未知，將解得的末速度和題目要求的起飛速度進(jìn)行比較

方法三：假設(shè)加速度未知，將解得的加速度和題目中的加速度進(jìn)行比較

方法四：假設(shè)初速度未知，將解得的初速度和題目中的初速度進(jìn)行比較

結(jié)論：艦載飛機(jī)不能依靠自身的發(fā)動(dòng)機(jī)在航空母艦上起飛。

5. 討論和反思。為什么選用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度公式，不用其他公式？勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系式的適用條件是什么？

（三）計(jì)算問題練習(xí)作用

計(jì)算題通過對知識整合、延伸、拓展，訓(xùn)練學(xué)生思維，考查學(xué)生對公式的理解和應(yīng)用，用定量的方法解答問題，盡可能地幫助學(xué)生掌握和運(yùn)用相關(guān)概念和規(guī)律，規(guī)范解題步驟。

1. 鞏固知識，加強(qiáng)練習(xí)。教師注意引導(dǎo)學(xué)生從多維度理解新知識、新概念，進(jìn)一步理解、運(yùn)用、綜合知識，逐漸達(dá)到牢固掌握概念，深刻理解規(guī)律的目的。計(jì)算問題練習(xí)可以使教學(xué)策略、教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)方法等得到優(yōu)化。

2. 聯(lián)系生活，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維。計(jì)算習(xí)題練習(xí)是物理聯(lián)系實(shí)際生活的重要方法。靈活運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題，是學(xué)生從了解知識到運(yùn)用知識、從理論到實(shí)踐的跨越。計(jì)算習(xí)題練習(xí)是鞏固知識、幫助學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問題的重要保障。

3. 一題多解，拓寬學(xué)生思路。學(xué)生發(fā)散性思維的培養(yǎng)受諸多因素影響，其中計(jì)算練習(xí)對其思維的影響和形成是不容忽視的。一題多解即對一道題運(yùn)用多種方法進(jìn)行解答，既能拓寬學(xué)生視野，又能從不同角度培養(yǎng)學(xué)生物理思維。學(xué)生對不同解法進(jìn)行歸類、總結(jié)，達(dá)到深刻理解問題、自覺運(yùn)用公式的目的。

4. 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。傳統(tǒng)教學(xué)單純地重視知識教學(xué)，忽視學(xué)生思維的形成。教師將自己的思維強(qiáng)加于學(xué)生，致使學(xué)生思維得不到訓(xùn)練，能力得不到發(fā)展。長此以往，學(xué)生僅能處理簡單的物理問題或理想化的物理模型，遇到具體問題就束手無策。因此，教師就必須從實(shí)際問題出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生建立物理模型，選擇物理方程，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的形成。

5. 規(guī)范解題步驟，加深知識理解。計(jì)算問題習(xí)題的設(shè)置可以加深學(xué)生對概念、公式、法則、定理、規(guī)律的理解;促進(jìn)學(xué)生掌握解題的思路、方法、步驟;規(guī)范書寫過程和格式，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)化和規(guī)范化地解決問題，進(jìn)一步加深知識的理解。

四、 情境性問題練習(xí)

針對物理練習(xí)存在的脫離現(xiàn)實(shí)，過分理想化的傾向，人們越來越重視物理練習(xí)中物理情境化的真實(shí)性，以及物理學(xué)和社會、科技、文化相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系而設(shè)計(jì)的練習(xí)。

（一）問題重現(xiàn)

問題一：想要航空母艦起飛，如果你是工作人員，你應(yīng)該怎樣做？

方法一：增加航空母艦跑道的長度。

評估：理論可行，但造價(jià)過高，成本巨大，經(jīng)濟(jì)方面不允許。

方法二：加大馬力，增加艦載飛機(jī)的加速度。

評估：理論可行，但是科學(xué)技術(shù)方面受限，達(dá)不到要求。

問題二：某型號的艦載飛機(jī)在航空母艦的跑道上減速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大加速度

a=5m/s2，降落時(shí)速度v0=50m/s，跑道長度為150m，通過計(jì)算判斷，飛機(jī)能否安全降落？

（二）情境性問題練習(xí)的作用

1. 培養(yǎng)學(xué)生逆向思維。思維定式，也稱“慣性思維”，是指在解決問題時(shí)解決方法固定，嚴(yán)重阻礙學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)揮。教師有意培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維，能夠克服思維定式，促使學(xué)生的思維積極活躍，擺脫條條框框的束縛。

2. 創(chuàng)設(shè)物理情境，引導(dǎo)學(xué)生思考。問題情境練習(xí)，在學(xué)習(xí)知識的同時(shí)能培養(yǎng)學(xué)生多種能力、激發(fā)不同情感。學(xué)生在老師的引導(dǎo)下，經(jīng)歷猜想、假設(shè)、提問等環(huán)節(jié)，使知識問題化，問題情境化，情境趣味化，從而促進(jìn)學(xué)生積極思考。

新課標(biāo)將練習(xí)的作用提到了新的高度，因此，教師應(yīng)認(rèn)識練習(xí)的教育價(jià)值，不僅要加強(qiáng)練習(xí)的拓展延伸，評價(jià)總結(jié)，鞏固知識的作用;更重要的是做好練習(xí)的課堂教學(xué)，課前精心準(zhǔn)備，明確練習(xí)在教學(xué)設(shè)計(jì)中的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]屠金海.習(xí)題設(shè)計(jì)在優(yōu)化課堂教學(xué)中的作用[J].教學(xué)設(shè)計(jì)，2005：18.

[2]陳鋼.發(fā)掘與開拓新穎物理習(xí)題的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].教學(xué)教案設(shè)計(jì)與分析，2014（10）：66.

[3]高如玉.立足課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)自覺：一個(gè)“經(jīng)典問題”教學(xué)實(shí)驗(yàn)后的評析與思考[J].教材教法，2020（3）：18.

作者簡介：葛夢柯，張冬波，新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市，新疆師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院。