如何提高物理習題教學的有效性

　　物理習題教學是中學物理教學的重要環(huán)節(jié)之一，是教學效果反饋的重要渠道。學生在新授課上能初步掌握所學的概念、規(guī)律，但是理解往往只是表面的、片面的、孤立的，只有通過適當?shù)木唧w的物理習題的解決，才能從不同的側面、不同的角度完善對概念、規(guī)律的理解、鞏固與深化所學的概念、規(guī)律。同時物理習題教學對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是一條有效的途徑，不但可以幫助學生提高解題技巧、分析問題和解決問題的能力，而且能通過習題教學培養(yǎng)學生思維的深刻性、發(fā)散性、靈活性、全面性和獨創(chuàng)性等。
　　物理學科的特點決定著物理學科教學存在學生聽懂、看懂容易，而做題難的問題，所以提高物理習題教學的有效性就顯得尤為重要。下面我根據(jù)自己的教學實踐談談提高物理習題教學有效性的一些做法。
　　一、精心選取和設計習題，提高習題教學的有效性
　　1.關注三維目標。
　　一個好的習題就是一個科學的問題，選取習題時應當選用有實際科技背景或以真實的物理現(xiàn)象為依據(jù)的問題，要能激發(fā)學生的興趣，調(diào)動學生學習的積極性和自主性，在習題的選編、設計中不但要注意培養(yǎng)、訓練“知識與技能”，而且要注意對“方法與過程”的訓練，加強學生對物理情景、過程的分析，解題規(guī)律的總結，要能達到舉一反三、觸類旁通，更要注意“情感、態(tài)度與價值觀”的訓練。
　　例1：夏天，小明從冰箱冷凍室中取出幾個冰塊，放入裝有常溫礦泉水的杯中。過一會兒，他用吸管攪動冰塊，發(fā)現(xiàn)這幾個冰塊“粘”到一起了，如圖1所示。請解釋這個現(xiàn)象。
　　此題為期中考試前的一道練習題，在試卷的批閱過程中發(fā)現(xiàn)，絕大部分學生不知該如何進行解答，或答非所問，找不到解題的關鍵。比如有的學生答：“因為冰塊溫度比較低，要從水中吸熱熔化，所以粘在一起?！庇械拇穑骸笆且驗橛兴Y冰，所以粘在一起?！钡鹊?。很顯然學生對于此題沒有真正理解、沒有形成正確的解答思路。讓學生真正地理解此題，形成正確的解答思路，我設計了一系列的子問題：
　　問題1：什么原因使冰塊粘在一起的？（冰塊為什么會粘在一起？）
　　問題2：杯中的冰全部結冰了嗎？如果不是，是哪部分的水結冰的？
　　問題3：冰塊附近的水為什么會結冰？
　　問題4：（追問）水放熱就一定結冰嗎？
　　問題5：好！達到凝固點！那么，現(xiàn)在歸納一下，水結冰的條件。
　　問題6：水的凝固點是多少？
　　問題7：當水的溫度降到0℃時，還需滿足什么條件才能繼續(xù)放熱，從而凝固？
　　問題8：冰塊要能繼續(xù)吸熱，需要滿足什么條件？
　　在上述8個問題充分解決之后，學生已經(jīng)掌握了此題的解答：“冰塊溫度低于0℃，放入水中冰塊吸熱，當冰塊附近的水溫度降到0℃時，冰塊的溫度仍然低于0℃，冰塊繼續(xù)吸熱，冰塊附近的水放熱，凝固成冰，所以幾塊冰塊粘在一起。”這樣通過一系列子問題的設計、解決，引導學生逐步得出一個復雜問題的答案，不但每一個小問題學生都可以獨立完成，而且問題的設計符合啟發(fā)式和循序漸進的要求，學生能體驗到解決問題的樂趣，增強自信心和求知欲望，并且可以從中體會到解決復雜問題的基本思路，清晰地認識到一個完整的思維過程，不但解決了問題，鍛煉了思維能力和解決問題的能力。分析引導過程也充分體現(xiàn)了重過程、輕結果的新課程理念，體現(xiàn)了新課程的三維目標。
　　2.物理習題的設計、選取、編制應體現(xiàn)將物理知識應用于生活、生產(chǎn)、科技的意識。
　　例2：2008年我省發(fā)生了特大冰災，地面覆蓋著厚厚的積雪，高壓電線上凝結了厚厚的冰柱（如圖2所示），很多電線和高壓塔因不堪重負而被拉斷、壓垮。冰災期間，經(jīng)過一個無雨、無雪的寒冷夜晚，小明發(fā)現(xiàn)戶外電線上的冰柱變粗了，你認為冰柱增粗的主要原因是（B）。
　　A.白天溫度高，電線和冰柱遇熱膨脹
　　B.空氣中的水蒸氣遇到原冰柱變成了冰
　　C.空氣中的水珠遇到原冰柱后凝固成冰
　　D.空氣中的二氧化碳遇到原冰柱變成了干冰
　　此題所創(chuàng)設的情景充滿濃郁的生活氣息，把物理習題跟生活、生產(chǎn)實際結合起來，將生產(chǎn)、生活中的現(xiàn)實問題轉化為物理問題，注重社會實踐，將生活問題物理化，物理問題生活化，讓學生很自然地接受身邊就有物理，物理就實實在在地存在于平凡的現(xiàn)實生活中，充分體現(xiàn)了新課程理念“從生活走向物理，從物理走向社會”。
　　3.循序漸進、注重層次。
　　學生初次接觸到某個概念、規(guī)律有一個逐步學會的過程，如果把過難的題“一次到位”地擺在學生面前，甚至把經(jīng)典的中考試題、綜合試題放到學生面前，這樣不但會挫傷學生學習的積極性，而且會讓學生感到害怕，甚至喪失學習物理的自信心。因此在習題的設計中應循序漸進、分層設計，對不同的學生提出不同的問題，在不同的教學時段設計不同的問題，比如新授課之后的習題應關注基礎性、單元練習應關注學生能力的提升、知識結構的形成，期中、期末復習應關注綜合性、應用性、開放性，等等；可以根據(jù)不同的需要設計基礎闖關、能力提升、綜合拓展試卷、錯題過關試卷等。只有這樣，才能在鞏固知識的同時，讓學生在解決問題的過程中學會梳理知識、形成能力，在解決問題的過程中對概念進行辨析、掌握物理規(guī)律。
　　二、利用多種方法，培養(yǎng)學生的思維能力，提高習題教學的有效性
　　1.一題多解，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維。
　　一個物理問題往往可以通過多種途徑，使用多種方法，從不同的角度去探析、思考和求解。在習題講解中，應引導學生考慮從多角度觀察、聯(lián)想，啟發(fā)學生找出更多的思維途徑，獲得最佳的解題方法，從而培養(yǎng)學生思維的發(fā)散性。
　　例3：現(xiàn)有一種未知液體（已知其密度小于水的密度），請你利用學過的知識，自選器材、設計實驗測量該液體的密度。
　　解法一：利用密度計直接測量。
　　解法二：器材：托盤天平（含砝碼）、量筒、干燥的小燒杯。
　　解法三：在解法二的基礎上，假如只提供天平（含砝碼）、小燒杯、適量的水，如何測量？
　　解法四：浮力知識?搖器材：彈簧測力計、細線、適量的水、燒杯、小石塊。
　　解法五：壓強知識?搖器材：U形管、水、刻度尺、待測（具體解題步驟略）。
　　此題的設計以常見實驗知識為生長點，進行引申和延展，讓學生發(fā)掘其內(nèi)涵和外延，從多角度、多方位、多層次地進行創(chuàng)新分析，利用盡可能多的方法來設計實驗方案，并對各方案進行評價，選擇最佳方案，以此來培養(yǎng)學生發(fā)散性思維。
　　2.一題多變，培養(yǎng)學生思維的深刻性。
　　教學中圍繞教材中的基礎知識，恰當?shù)匾?、擴展和變更，通過對原題一次又一次的變化，變換問題的表現(xiàn)形式，從不同的方向，不同的角度來呈現(xiàn)問題，研究問題和解決問題，可加深難度，拓寬考查范圍，使學生開闊思路，舉一反三。
　　例4：如圖3所示，容器中盛有適量的水，水面上漂浮著一塊冰。問：當冰全部融化后液面將如何變化？（不考慮溫度、蒸發(fā)等因素的影響）
　　變式1：假如冰塊中包含一小石塊，則冰塊全部融化后，液面將如何變化？
　　變式2：假如冰塊中包含一小木塊，則冰塊全部融化后，液面將如何變化？
　　變式3：一池塘中有一小船，船中載有石塊，現(xiàn)將石塊從船中投入水中，則液面如何變化？
　　在進行變式練習時，應注意練習的層次，由簡單到復雜，層層推進、步步深入，使學生在解題時能達到異中求同、同中存異，溝通相關知識的聯(lián)系，培養(yǎng)思維的深刻性。
　　3.巧用錯題，培養(yǎng)學生思維的批判性。
　　思維的批判性是指在思維活動中獨立思考，精確檢查思維過程，及時發(fā)現(xiàn)矛盾，捕捉反饋信息，自覺修正錯誤的品質(zhì)。解完一道題后，應想一想、查一查解答中易出錯的地方或曾出錯的地方，分析出錯的原因，總結應注意的問題，從而培養(yǎng)學生的批判性思維。
　　
　　例5：在自動化生產(chǎn)線上，常用傳送帶傳送工件。如圖4（1）所示，一個工件與傳送帶一起以0.2m/s的速度水平向右勻速運動，不計空氣阻力，請在圖中畫出工件受力的示意圖。
　　錯誤答案：圖4（2）和圖4（3）。原因：一是認為物體向右勻速運動，所以受到水平向右的摩擦力作用；二是猜測受到水平向左的摩擦力作用，具體原因說不清。出現(xiàn)這兩個錯誤的根本原因是學生對于力和運動知識的不理解，對知識理解的淺層化、表象化，在處理問題時不能抓住問題的實質(zhì)和關鍵，思維的深度不夠，缺乏批判性，不能在解題之后重新審視。
　　在習題教學中可以有意識布置一些這樣的問題，由學生求解，引導學生通過辨析，提出爭議，找一找出錯的地方分析出錯原因，總結應注意的問題，這樣不僅可以防止思維的表面性，而且學生會養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，提高辨析解題錯誤的能力，增強思維的批判性。
　　此外還可以通過“轉化型習題”、“特殊思維方法習題”、“開放型題”等的訓練，培養(yǎng)學生思維的靈活性、獨創(chuàng)性和全面性等。
　　三、改進教學方法，提高習題教學的有效性
　　1.發(fā)揮教師的主導作用，引導學生養(yǎng)成良好的解題習慣。
　　做習題的目的，一是加深對知識的理解和把握，二是訓練如何運用知識解決問題的方法。習題教學一定要讓學生掌握分析問題的方法，養(yǎng)成良好的思維習慣。因此教師必須充分做好示范，針對不同的問題，向?qū)W生展示思維的過程（讀題、審題─確定研究對象、建立物理模型—分析過程、挖掘條件─尋找規(guī)律、建立方程─得出結論、反思討論）、解題的步驟、解題的程序，加強解題的規(guī)范性訓練，與中考接軌。要讓學生明確，為解決物理問題，必須弄清具體的物理問題中的狀態(tài)、過程、情景，將復雜問題分解成若干個簡單問題，每分析、解決一個物理問題都要知道它是一個什么樣的模型，涉及了什么概念，應用了什么規(guī)律，采用了什么方法，從而提高學生的分析綜合能力。
　　2.倡導教學民主、體現(xiàn)學生的主體地位，培養(yǎng)能力。
　　教師要為學生創(chuàng)設一個生動、活潑、民主和諧的學習氛圍，催化學生的思維，激發(fā)學生的求知欲望，通過師生、生生之間的交流與互動，給予學生充分的時間和空間，讓學生參與到教學的各個環(huán)節(jié)中，有意識地引導學生討論，為不同層次的學生提供參與的機會，讓學生在討論交流中充分地暴露問題，展現(xiàn)思維的誤區(qū)、知識的缺陷；要鼓勵學生提出問題，引導學生在質(zhì)疑、調(diào)查、探究中進行學習。學生對于解題方法、技巧的掌握，只有自己“上了當”，落入了“陷阱”，才能留下深刻的印象；只有通過自己的實踐、體會、感悟、探究、總結，才能最終掌握，只有這樣才能知道在今后再遇到此類問題應該怎么辦，真正地避免一聽就懂、一做就錯的通病。只有這樣的習題教學才能使學生準確全面理解物理概念和掌握物理規(guī)律，方才有效。
　　3.加強檢測，及時反饋，優(yōu)化習題的講評。
　　及時地進行全面的檢測，全面地了解學生對知識的掌握情況是必須的。但在檢測之后一定要及時地反饋、矯正，為教學和學生的自我完善指明方向，同時也可以激發(fā)學生的學習興趣和上進心。在試卷、習題的講評中要注意多種方法的優(yōu)化組合（講解法、提問法、討論法、競賽法、小組合作等），重視對開放性試題的講評，注重對基礎知識的夯實，不拍講評的計劃被打斷，有容忍學生插嘴的心胸，要敢于正視學生的不同意見、敢于否定自己，只有這樣才能提高習題教學的有效性。
　　總之，習題教學是物理教學過程的一個重要環(huán)節(jié)，教師要針對自己習題教學存在的問題，在習題的設計上，習題的講評過程中，學生的思維能力培養(yǎng)上滲透新的理念、方法，激發(fā)學生成為學習的主體，自覺、主動、積極地參與課堂教學，進而提高習題教學的有效性。