當前,我國教輔圖書行業空前繁榮,卻顯得相當無序,教學輔助資料滿天飛,多數教師面對這種現狀,一時難以適從,最終實行題海戰術,導致學生課業負擔繁重,苦不堪言。然而,一到考試結束,常常聽到一些教師有這樣的嘆息,考前要求學生做了大量的習題,結果沒有一題中的;也常常聽到一些教師有這樣的抱怨,做過講過的題目,結果學生還是做錯了。究其原因,實際上是習題的選編缺乏科學性和邏輯性,題海戰術中的習題繁多而零亂,使教師覺得不知講哪一道習題為好;另一方面,學生做了大量的習題,過后也不知道是怎么做出來的,考試考到相同或類似的題目時,還是不會做或做錯了。在這一點上,我認為,現階段的習題教學效率還是相當低的。
作為教師,不能要求學生把所有的習題都做完來應付考試,而應該對習題做出篩選,通過精選的習題幫助學生鞏固所學的物理知識,訓練學生的解題能力,以提高習題教學的效率。
關于習題的選編,本人經過多年的思考和實踐,總結出以下幾點經驗,供大家參考。
一、習題的選編要有較強的針對性和目的性
習題教學可以幫助學生加深對所學物理概念、定律、公式的理解,可以幫助教師進行有效的教學反饋,可以提高學生解決實際問題的能力,可以拓寬學生的知識面,可以激發學生的求知欲,可以培養學生熱愛科學的情感,等等。所以,習題的選編必須有針對性,有明確的目的。下面從三個主要方面加以論述。
1.選編的習題,應能幫助學生加深對物理概念的理解
【例1】 某電能表表盤上標有“3000r/kW?h”,用該電能表和手表來測算某電燈的電功率,發現轉盤轉15轉用了3min,則這只電燈的電功率是 W。
根據人民教育出版社的物理教材安排,學生學習“電功率”這個物理概念時,還沒有學習力學上的“功”和“功率”, 課本也沒有介紹“電功”的概念,“電功率”這個概念是這樣給出的:一個用電器功率的大小等于它在1秒內所消耗的電能。所以,學生學習“電功率”這個概念時,覺得很難理解。通過選編這道習題,可以幫助學生加深對“電功率”的理解。
同時,可以組織學生在完成這道習題時,利用電能表和手表來測算教室里某電燈的電功率,使學生通過完成習題來經歷實驗探究過程,在科學方法上也有一定的收獲。
2.選編的習題要能幫助學生加深對物理定律的理解
【例2】 由歐姆定律的公式I=U/R,變形可得到R=U/I,關于此式的物理意義,下面說法正確的是( )。
A.導體的電阻跟它兩端的電壓成正比
B.導體的電阻跟通過它的電流強度成反比
C.導體的電阻跟它兩端的電壓和通過它的電流強度無關
D.加在導體兩端的電壓為零,則通過它的電流為零,此時導體的電阻為零
通過對這道習題的分析解答,可以幫助學生加深對歐姆定律的理解,使學生深刻體會到,對于物理定律和公式,不能死記硬背、生搬硬套,而要深刻理解它的物理意義。同時,也能幫助學生加深對“電阻”概念的理解,使學生知道電阻是導體的一種特性,由導體的材料、長度、橫截面積和溫度決定的,與電壓和電流無關。
3.選編的習題要能幫助學生加深對物理研究方法的理解
【例3】 下列說法正確的是( )。
A.長度相同的兩根導線,細的導線電阻一定大
B.粗細相同的兩根導線,長的導線電阻一定大
C.長度相同的銅導線和鐵導線,銅導線的電阻一定小
D.常溫下,在長度和橫截面積都相同時,鋁導線比銅導線的電阻大
這道習題雖然不是直接考查探究實驗中的研究方法——控制變量法,但通過對此習題的分析,可以從另一個側面加深對“控制變量法”的理解。
二、習題的選編要有較強的典型性和代表性
圖1【例4】 如圖1所示,已知電源電壓為6V,電流表A1的示數為0.2A,則電壓表V2的示數是 ,電流表A2的示數是 。
這是一道較為典型的電路分析習題。通過對此題的分析解答,可以使學生學會分析復雜電路的基本方法。首先是簡化電路,把電壓表看成斷路,把電流表看成導線,判斷用電器或電阻之間是串聯還是并聯。若為串聯,則電流相等,各個電流表示數相等;判斷電壓表的示數時,每次只接入一個電壓表進行判斷。若為并聯,則電壓相等,各個電壓表示數相等;判斷電流表的示數時,每次只接入一個電流表進行判斷,其余電流表看成導線。通過這道習題的訓練,學生可以基本掌握分析復雜電路的方法。
三、習題的選編,在難度上要有梯度性
學習的過程是一個循序漸進的過程,習題的訓練亦應如此。所以,習題的選編要呈現由淺到難的梯度。在涉及的知識內容上,應首先選編直接應用所學物理知識就能夠解決的習題,再選編先需要作出選擇、靈活應用所學物理知識才能解決的習題。在涉及的解題方法上,應先選編用簡單的、學生易于接受和掌握的方法就能解答的習題,再選編復雜的、學生需要經過一番思考才能解答的習題。
下面通過六道練習題,對此進行詳細說明。
圖2
1.如圖2,利用動滑輪勻速提升重為960N的物體,所用拉力為600N,物體勻速升高1m,則人做的有用功是 ,總功是 ,額外功是 ,動滑輪的機械效率是 。
圖3分析:此題為計算滑輪機械效率的典型基礎題,只要分析計算出s=2h=2×1m=2m,就可以運用公式進行計算。
2.如圖3所示,小穆同學在“測量滑輪組機械效率”的實驗中,用彈簧測力計通過滑輪組勻速拉起重為6N的物體,使物體升高了0.2m,彈簧測力計示數如圖2所示,則該滑輪組的機械效率為 。
分析:此題與前一題相比,難度稍微有所增加,即需要先從圖中讀出彈簧測力計的示數,然后在進行計算。
3.某工人用圖4所示的滑輪組搬運重物,若工人用360N的拉力F將重900N的重物勻速吊起,則滑輪組的機械效率為 。
分析:從題給條件中,只知道G和F,不知道h和s,學生必須通過分析判斷,得出對于同一滑輪組,h和s的比值是相同的,才能進行計算。難度又有所增加。
圖44.如圖4所示,拉力F通過滑輪組將重為21N物體勻速提升,已知動滑輪重3N,不計摩擦及繩重,則拉力F的大小是 ,該滑輪組機械效率是 。
分析:此題不再給出拉力F的大小,而要在“不計摩擦及繩重”的條件下,先利用已知的物重和動滑輪重計算出拉力F的大小,再進行后面的計算。難度明顯增加。
5.用如圖4所示的滑輪組將重G=12N的物體勻速提升20cm,所用的拉力F=5N,滑輪組的機械效率為 。若不計摩擦和繩重,當改為提升18N的重物時,該滑輪組的機械效率為 。當被提升的物重增加時,滑輪組的機械效率將 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
分析:此題在前一題的基礎上,還要求學生計算當所提物重改變后的滑輪組的機械效率。解答此題的關鍵是抓住使用同一滑輪組,動滑輪的重力是不變的。另外,還要通過前面兩個問題的計算,得出同一滑輪組的機械效率與所提升的物重有關,當被提升的物重增加時,滑輪組的機械效率將增大。此題的難度又進一步增加。
圖5
6.如圖5所示,在50N的水平拉力F作用下,重800N的物體沿水平地面做勻速直線運動, 物體與地面間滑動摩擦力為120N.則滑輪組的機械效率為 ;若物體的速度為0.2m/s,則1min內拉力做的功為 (不計滑輪重、繩重,也不計繩與滑輪之間、輪與軸之間的摩擦)。
分析:此題是沿著水平方向拉動重物,所做的有用功不再是克服物體的重力,而是克服物體與水平支持面之間的摩擦力,解題的思維方式來了一個比較大的轉變。另外,題給條件“重800N”又起著“干擾”的作用,使此題的難度更大。
以上六道習題的難度是由淺入深,循序漸進的。
四、習題的選編要涉及各種解題方法,注重解題方法的訓練
常言道:“授人以魚,不如授人以漁”。學生不可能把所有的習題都做完,教師也不可能把所有的習題都給學生講解一遍。問題的關鍵是,習題教學的目的不能僅僅停留在解決某一道習題上,而是要通過某一道習題的分析解決,達到鞏固知識、掌握方法和培養情感的目的。所以,習題的選編要涉及各種解題方法,注重解題方法的訓練,注重一題多解,注重習題教學的多種功能。
五、習題的選編應以課程的三維目標為準則
習題的選編,不能僅僅停留在鞏固、加深所學物理知識,拓寬物理知識面上,更重要的是實現課程的三維目標。習題的選編應該轉變教學理念,以課程三維目標為追求,通過習題教學,不僅使學生在知識與技能方面有收獲,而且在情感、態度與價值觀方面也得到提升,有時還可以通過習題教學使學生經歷探究過程,在科學方法上也有一定的收獲,如前面的例1。
(責任編輯 易志毅)