高三物理設疑生成式習題課的設計與實踐

摘 要： 習題課是高三物理復習備考過程中最多、最重要的課型。習題課貫穿高三物理復習的全過程，肩負著鞏固知識、訓練思維、掌握方法、提升技巧等重要作用，對于高三復習效果起到決定性作用。成功的習題教學有助于學生發現問題、解決問題能力的提高，有助于物理思維的發展，有助于對物理方法、物理思想的掌握和運用，有助于培養學生的歸納、推理、猜想能力。而成功的習題教學，落腳點是習題的選擇與有效設疑。

關鍵詞： 高三物理復習 習題課 設疑生成

一、操作基本架構

所謂“設疑生成再生成”是指對問題設疑能迅速刺激學生思維，突破思維障礙，并使之向知識建構方向發展，激發認識元達到預期認識目標的“思維障礙點和生長點”。設疑的一般過程包含有課前教師精心選擇知識厚重、有思維含量的典型母題，并對母題做層進式的預設拓展。課堂教學中不機械地按原先確定的某種思路進行習題教學，而是根據學生學習和做題的情況，由教師靈活地調整，使學生的“做題”和教師“引題”處在動態和不斷生成的過程中，題目隨著教師的預設及學生對相應知識的掌握程度、學生的思維開放程度的變化而變化，以滿足學生自主學習的要求，滿足學生發展能力的要求。總體設計如下：

瑞士心理學家皮亞杰認為：學習過程并不是個體獲得越來越多的外部信息的過程，而是能動地建構新的認知圖式，不斷完整新的認識結構的過程。物理習題課的教學目標是通過有限時間的復習，對所學知識獲得螺旋式上升的認識，從而達到知識的系統化、網絡化，使認知結構經過順應和同化得到發展。設疑式的習題正是遵循了這條認知結構發展原理。

二、操作策略

根據學生認知發展原理，對同一問題，學生會有不同的理解與認知。故課習題前，教師據學情要生成有一定辯識度的題目，讓學生課前思考完成。因而，老師尋題就顯得基礎且必要。

（一）母題具備的基本特征。

1.具有一定的思維含量，能提升高三學生解題能力。

母題要具有貌似簡單，實則藏有“陷阱”的特點——有一定的思維含量。這里所指的“陷阱”，是指那些看上去不難，做起來也感覺容易，但是在理解后會頓悟的題目。這樣設計母題，使學生在解題后能夠自覺反思，“悟”其道理，深化對相關知識的理解，促進學生思維發展，提升高三學生解題能力的目的。

2.能激發高三學生解題興趣，調動解題內在積極性。

高三學生，大多厭于做大量習題，而物理學科習題，對他們來說則又是難于解決的。如果老師選擇的母題，充滿教師的智慧與精心設計，使物理理論與日常生活常見事物、情景進行聯系，調動學生興趣，就對于提高學生物理興趣有著極大的幫助。通過解題興趣的提高與培養，調動學生的學習積極性，促使大腦處于高度興奮，形成獲取知識、探究未知的最佳心態。

3.便于進一步設疑與生成，學生能將物理知識“串成串聯成片”。

母題要具有以下潛能：母題成為多個知識點的匯聚處或多種思維方法的集合點。母題要便宜于進一步設疑與生成，設疑催生子題，一問扣一問，題題相扣，環環相接，對教與學進行及時診斷與反饋，引導學生在分析和解決問題中再將“問題串”變成“知識串”，達到建構知識，滲透方法，形成能力的教學目的。

（二）生成母題。

據原則，改編設計生成母題舉例：

如圖1所示，質量M=20kg的物體從光滑曲面上高度H=0.8m處釋放，到達底端時水平進入水平傳送帶，傳送帶由一電動機驅動著勻速向左傳動，速率為3m/s，已知物體與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.1，則：（1）若兩皮帶輪之間的距離是6m，物體沖上傳送帶后就移走光滑曲面，物體將從哪一邊離開傳送帶？通過計算說明的結論。（2）若皮帶輪間的距離足夠大，從M滑上到離開傳送帶的整個過程中，由于M與傳送帶間的摩擦而產生了多少熱量？

選擇此題作為母題的理由：

1.知識含量厚重。

此題能夠鞏固以下基本知識：“質點”理想化模型、受力分析、曲線運動規律、直線運動規律。能幫助建立模型，鞏固牛頓運動定律，分析曲線運動，分析勻變速直線運動，動能定理和能量守恒定律及一對摩擦力做功等多個知識點和物理定理規律。能訓練學生解題思維，提升解題能力，激發解題興趣，調動解題內在積極性。

2.過程豐富，解題方法典型。

拋出此題，也就拋出了“曲線運動、勻減速直線運動、勻加速直線運動、勻速運動”多個運動模型，拋出了受力分析，多過程分析、運動學、功能角度分析等解答問題的基本物理思維和方法，從而提供了一個讓學生嘗試從各個不同角度解決問題的機會。解題時，應用了動力學、能量等大塊的方法，從而多方面、多解度地訓練了知識，提升了能力。

3.易于設疑與生成及再生成。

基于該題知識“含金量高，過程豐富”的特點，故只要稍加變更，就可從另一層面，另一角度去考查學生、訓練學生、提高學生。全面地鞏固基本知識，提升基本技能，從而達到，一題多用，一題多練，啟迪思維，開發智力，提高高三學生的解題興趣，在解題中體會運用知識來解決問題的樂趣，感受所學知識的豐富聯系，從而培養學生良好的思維品質。

（三）練習使用母題。

1.幾點說明。

（1）練習時間：課前約為20分鐘。

（2）形式：專題訓練卷中的例題格式，由學生思考、解題并形成答案上交。

（3）母題及設疑生成總課時：總計3課時，其中母題及相關知識鞏固1課時，設疑生成2課時。

2.教師批改，獲取學情。

設計好的母題以作業的形式布置給學生，要求學生寫出詳細的解題過程和解題步驟，規定學生安排不大于20分鐘時間完成本題，并由課代表收齊后上交。

（1）學生做題結果反映。

學生甲：能正確解出第一問中的加速度a值，但在解物體運動位移時，把物體速度與傳送帶速度相加求解，運動對象因遷移而混亂，造成解題失敗。

學生乙：作業截圖如下：

該生因沒能正確理解產生熱量中的位移為相對傳送帶位移，而只求出了物體對地位移，把此位移代入公式進行求解，因生搬硬套公式出現差錯。

學生丙：略。

……

（2）錯誤類型歸類（以一個班學生為統計來源）。

①參考系概念不清而造成計算錯誤。

（3）教師點撥。

由于老師掌握了豐富翔實的反饋信息，教師在課堂上就可以針對學生現狀進行“點題”。對學生的學習行為進行有效地“干預”，幫助學生恍然大悟，掌握規律、啟迪思維。點撥時要注意“點”在關鍵處，“點”醒學生的潛智；“撥”在關節處，“撥”云見日。

點題如下：

①其一是用力和運動的觀點進行受力分析、明了運動過程、畫好相對位移圖。其二是用功和能量的觀點解決不同運動過程中的V、Q等物理量。

③利用V-t圖進行綜合分析

先引導學生畫出V-t圖如圖2示

分當4秒前和4秒到7秒進行分析

一旦圖畫出后，物體間相對運動也就一目了然，學生對因相對運動而產生的熱量的計算就因理解而釋然。

（四）設疑生成與再生成。

1.為什么要設疑生成。

葉圣陶先生說：“教材只是一個例子。”教師教給學生學會這個“例子”僅僅是個基礎，教學的根本目的還在于要教給學生借助已有的知識去獲取新知識的本領，并進一步培養學生的創新能力。設疑就像放風箏，風箏該飛的時候，線就順著松一松；風箏該收的時候，線就順著緊一緊，收放有憑、收放自如，風箏才能飛得穩、飛得高、飛得遠、飛得精彩。

要讓學生既聽懂又學會，就必須為學生創造和安排“學以致用”的機會，“趁熱打鐵”設計若干條件情景有異的變式題。這樣就把主動權交給學生，使學生在分析問題、解決問題的探索過程中，回顧所學的“方法”并做出相應的選擇判斷，進一步打開思路，從而輕松愉快地實現知識復習與能力提高，提高思維層次。因此，“點撥”完畢即可進行知識的設疑。

2.設疑生成與再生成。

（1）操作框架如下：

層進二：在母題設基礎上，如圖4，若傳送帶與地面間的距離為h=0.8m，兩皮帶輪之間的距離是6m。若傳送帶向右勻速轉動，速率為5m/s，則物體將落于地面何處？

設疑說明：在皮帶右端加了一個平臺，此題涉及的運動模型又多了一個：平拋運動。圓周運動與勻變速直線運動的聯系，勻變速直線運動與類平拋運動的聯系，不同運動模型所涉及的思維方法的異與同，如此這般，學生的思維慢慢拓展。

層進三：在母題設基礎上，如圖5，若傳送帶與地面間的距離為h=0.8m，兩皮帶輪之間的距離是6m。在傳送帶右側固定一堅直的半圓形軌道（與傳送帶無摩擦），R=0.4m，試計算分析，物體能否滑到軌道頂端？

設疑說明：在皮帶右端加了一個半圓形光滑軌道，此設疑又多了一個圓周運動頂點受力分析及機械能守恒定律的應用，學生要把二者結合起來解題。在層進二基礎上，變化運動類型，從向下平拋到向上圓周運動，這一變式，能激發高三學生解題興趣，提高學習興致，從而增強學習物理的內在動力。

層進四：在母題設基礎上，如圖6，質量M的物體從光滑曲面上高度H處釋放，到達底端時水平進入水平傳送帶，傳送帶由一電動機驅動著勻速向左傳動，速率為v，若傳送帶與地面間的距離為h，兩皮帶輪之間的距離就是L。從右輪邊緣水平飛出物塊物塊恰好沿一豎直放置的光滑軌道MNP圓弧切線進入豎直光滑的半圓軌道，并能做圓周運動。已知圓弧半徑R，軌道最低點為N。試求（1）PN之間的豎直距離及QN之間水平距離。（2）求出物體恰好做圓周運動時，各物理量之間的關系式。

設疑說明：此變式把平拋運動及圓周運動綜合在一起，難度有所增加，但有上邊層進一及層進二作基礎，此設疑難度相應“降低”，但又具有開放性，其中第二問讓學生求解各個量之間的關系式，此一問源于但又不拘泥于以上兩式。啟發了學生思維，開闊了學生視野，激發解題興趣。

層進五：在母題設基礎上，如圖7，物體帶電量為q=0.2C，整個空間存在E=100N/C的方向水平向左的勻強電場，設光滑曲面和水平傳送帶均絕緣。問：若兩皮帶輪之間的距離是6m，物體沖上傳送帶后就移走光滑曲面，物體將從哪一邊離開傳送帶？通過計算說明的結論。若皮帶輪間的距離足夠大，從M滑上到離開傳送帶的整個過程中，由于M與傳送帶間的摩擦而產生了多少熱量？

設疑說明：以上層進一到層進四屬于直線運動、拋體、圓周模型的題目，并結合能量來鞏固學生相關知識，提升相關解題能力，達到以增強解題興趣為目的進行設疑。設置本設疑的目的是讓學生，強化電場相關知識，強化摩擦力做功及直線運動相關知識，從而提高了對摩擦力做功知識的應用。

層進六：在層進四模式中，若把電場的方向變成豎直向下，則……

（3）感悟規律。

根據所練內容，設疑生成的方式、層次也要相應變化，將知識融入情景，情景隱含問題，通過有效的設疑與追問，展開求知的生動過程，將“情景串”變成“問題串”，用問題啟發學生思考的方向，用問題激活學生的思維，用問題幫助學生領悟知識的真諦，真心感悟物理規律，達到舉一反三，在生成中產生靈感，在生成中提高能力，在生成中增強學習興趣。

（4）課堂操作注意事項。

“設疑生題”看似簡單，但如果學生沒有很好地把握所學的知識，就很難“設”出好的習題。但反過來，通過“設疑生題”，學生的創新思維和探索精神都被激發出來，也會“生”出一些令人贊賞給人反思的好題。

生成與再生成是否到位？要看學生的認同感。課堂活動是一個動態生成的過程，學生在做題的過程中會有許多老師預設不了的“節外生枝”、“不速之客”出現，此時，“題”必須隨著學生解題實況的而動。當學生產生疑難“山重水復疑無路”時，將題肢解，設置梯度，細化為幾個“扶手”式的小問題；當學生思路狹窄——“見山是山，見水是水”時，將題拓展，鏈接類似情景，設計一些可以讓學生將感性認識上升到理性思考的問題。這樣的課堂，風生水起，鳥語花香。

三、收獲與啟示

（一）變“相互獨立”為“相互聯系”的教與學的關系。

教與學是整體相關與動態平衡的統一、多元共存與和諧共生的統一、開放性與交互性的統一、有限性與無限性的統一、差異性與標準性的統一；教學生態特征是通過教學的生態功能得以表現和發揮出來的，設疑生成變原本各自為政的“課前”、“課堂”、“課后”三個教學環節成為有機完整的系統。

設疑生成把學生從單純接受知識中解放出來，賦予其知識認知加工者的角色。學生在學習中的經驗、基礎、潛能、積極性和主動性成為了師生合作的可靠起點，學生在教師面前積累發表自己見解的勇氣和技能，展現其學習才干和障礙，而把彌補學生的欠缺、不足和所要達到的發展目標作為合作的果實。

（二）變教師主導為學生主體，培養學生創造性思維能力。

一題多變的教學設疑形式，可以引導學生積極思維，改變靜止孤立地思考問題的習慣，逐步使思維向廣闊的方向聯想，向縱深方向發展，達到由此及彼，觸類旁通的目的。在例題教學中，從一個題目入手，通過不斷變換題目的條件和結論，采用由淺入深，循序漸進，舉一反三，層層深化的做法，在學生開拓和發展思維的靈活性和深刻性方面能發揮積極作用。

（三）指導學生歸納總結，培養收斂思維能力。

在習題教學過程中，對一些典型的習題，經常要引導學生進行解題后的反思，讓學生反思解題過程，分析具體方法中包含的物理基本思想方法，領會其實質，并能應用它去解決有關問題。通過引導學生反思、總結、歸納，既能幫助學生學習解決問題的方法，又能指導他們如何發現物理問題的思想方法。通過啟發學生進行聯想，探索規律，培養學生的物理思維能力。

在設疑生成的習題教學中，教師不能僅僅停留在傳授知識上，更多地轉向扮演教學中的指導者、幫助者、促進者、組織者和合作者等多重角色。教師角色的這一轉向，可以改善學生在學習中的弱勢地位，使學生在教師指導、幫助、促進、引導下，其能力由弱至強，經驗由少至多，學業得以發展，人格得以完善。

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