實施教材習題的二次開發(fā)

王鶴新

（江蘇省江陰市第一中學，江蘇 江陰 214400）

教材習題是物理教材中不可或缺的重要組成部分.教材習題是經(jīng)過教材專家與一線教師深思熟慮、精心挑選的教學素材，是集體智慧的結晶，具有科學性、典型性、示范性和功能性.現(xiàn)行人教版高中物理教材給物理教師提供了豐富的習題素材，但在教學實踐中，很多物理教師不屑于對教材習題進行細化研究，僅把教材習題作為作業(yè)布置給學生，缺少對教材習題的深度挖掘以及與其他教學過程的有機整合，導致教材習題地位降低、功能弱化.因此，如何合理選擇教材習題，有目的、有意識地對其進行二次開發(fā)，實現(xiàn)教材習題功能的最大化、最優(yōu)化，成為一線教師亟待解決的問題.

1 對教材習題進行二次開發(fā)——實現(xiàn)教材習題的引課功能

教材習題總是在教材例題之后呈現(xiàn)的，這是教材編寫的結構特征與固定樣式.但是，這樣的教材編排并不意味著一定要在教材例題之后才能進行鞏固練習.其實，教材中不少習題在發(fā)揮鞏固新知的基本功能的同時，背后往往隱藏著一些有價值的、未被開發(fā)的教學因素.因此，教師可以根據(jù)學生的認知規(guī)律與教學的實際需要，高度審視與深度挖掘教材習題，合理調整教材習題的呈現(xiàn)時機，把教材習題靈活穿插在教學流程的不同環(huán)節(jié)，對教材習題進行二次開發(fā).

例如人教版選修3-2教材第4章第7節(jié)“渦流、電磁阻尼和電磁驅動”教材習題第3題：如圖1，一根長1m左右的空心鋁管（圖甲）豎直放置，把一枚磁性很強的小圓柱形永磁體從鋁管上端放入管口，圓柱直徑略小于鋁管的內(nèi)徑.根據(jù)一般經(jīng)驗，小圓柱自由落下1m左右的時間不會超過0.5s，但把小圓柱從上端管口放入管中后，過了許久才從鋁管下端落出.小圓柱在管內(nèi)運動時，沒有感覺到它跟鋁管內(nèi)壁發(fā)生摩擦，把小圓柱靠著鋁管，也不見它們相互吸引.是什么原因使小圓柱在鋁管中緩慢下落呢？如果換用一條有裂縫的鋁管（圖乙），圓柱在鋁管中下落就變快了.這又是為什么？

圖1

習題設計的初步認識：教材習題是“渦流、電磁阻尼和電磁驅動”課題的一個應用舉例，在教材中僅起到鞏固新知的作用而已.

二次開發(fā)：“楞次定律”是物理教學中的經(jīng)典課題，該課題引入最重要的就是要緊扣教學主題，吸引學生眼球，激發(fā)探究興趣，引發(fā)學生思考.上述教材習題完全能夠做到.根據(jù)一般經(jīng)驗，小圓柱自由落下1m 左右的時間不會超過0.5s，但小圓柱過了許久才從鋁管下端落出的實驗現(xiàn)象完全出乎學生的意料之外，對學生原有認知產(chǎn)生極大的挑戰(zhàn)，瞬間扣住學生思維之弦，引發(fā)學生深度思考，順理成章進入新課課題，實現(xiàn)教材習題的引課功能.當然，在結束新課前，能夠再次利用此教材習題，實現(xiàn)鞏固新知的功能，真正做到前后呼應.

2 對教材習題進行二次開發(fā)——實現(xiàn)知識的建構功能

教材中不少習題以圖文并茂的形式呈現(xiàn)，但往往是靜態(tài)的，不利于學生探究意識的形成與探究能力的提升.因此，教師可以根據(jù)學生的認知規(guī)律與教學的實際需要，重新高度審視與深度挖掘教材習題，合理調整教材習題的呈現(xiàn)時機，把教材習題靈活穿插在教學流程的不同環(huán)節(jié)，努力把靜態(tài)的教材習題轉化為動態(tài)的探究資源，讓學生在自主探究中建立概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，進而實現(xiàn)教材習題的二次開發(fā).

例如人教版選修3-2教材第4章第3節(jié)“楞次定律”第14頁第6題：如圖2所示，A、B都是很輕的鋁環(huán)，環(huán)A是閉合的，環(huán)B是斷開的，橫梁可以繞中間的支點轉動.用磁鐵的任意一極去接近A環(huán)，會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？把磁鐵從A環(huán)移開，會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？磁鐵移近或遠離B環(huán)時，又會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？解釋發(fā)生的現(xiàn)象？

針對“楞次定律”的探究式教學，如果按照人教版教材的設計意圖進行探究，“中介——感應電流的磁場”的介入往往會出現(xiàn)空降.因此，想讓學生自主探究發(fā)現(xiàn)規(guī)律，上述教材習題能夠實現(xiàn).教學設計如表1.

圖2

表1

3 對教材習題進行二次開發(fā)——培養(yǎng)學生的批判意識

教材習題雖經(jīng)教材專家與一線教師經(jīng)過精心設計，難免會出現(xiàn)“智者千慮，必有一失”.科學家曾經(jīng)說過：“錯誤中往往孕育著比正確更豐富的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造因素，發(fā)現(xiàn)的方法就是試誤法”.善教者，總能絕處逢生.因此，把錯誤的教材習題當成一種具有特殊教學價值的教學資源，給予合理地二次開發(fā)，抓住教材習題自身的缺陷帶來的教學契機，引導去探究錯誤，并予以修正，進而培養(yǎng)學生的深入意識與批判意識.

圖3

例如人教版選修3-1教材第2章第10節(jié)“實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻”第72頁第2題：用如圖3的電路測量1節(jié)蓄電池的電動勢和內(nèi)阻.蓄電池的內(nèi)阻非常小，為防止滑動變阻器電阻過小時由于電流過大而損壞器材，電路中用了一個保護電阻R0.除蓄電池、開關、導線外，可供使用的實驗器材還有：

（A）電流表（量程0，6A，3A）.（B）電壓表（量程3V，15V）.

（C）定值電阻（阻值1Ω，額定功率5W）.

（D）定值電阻（阻值10Ω，額定功率10W）.

（1）電流表和電壓表各選哪個量程？為什么？

（2）選用哪個定值電阻做R0？為什么？

習題設計的初步認識：教材習題提供了測定電源電動勢與內(nèi)阻的方法——伏安法，并考查了如何選取實驗器材.

二次開發(fā)：如果僅按照教材習題的問題設計進行施教，充其量讓學生經(jīng)歷一次如何選取實驗器材的感悟，缺乏對伏安法測定電源電動勢與內(nèi)阻的深入意識，也將會錯失培養(yǎng)學生批判思維能力的教學契機.但是如果合理利用教材習題自身的錯誤，讓學生在不斷地深思中發(fā)現(xiàn)錯誤、修正錯誤，無疑對學生的深入意識、批判意識的形成是大有裨益的.具體教學設計如下：

問題1.若選擇保護電阻R0＝1Ω，可以起到保護作用嗎？若選擇保護電阻R0＝10Ω，讀數(shù)精確嗎？

問題2.按照教材提供的電路，在蓄電池內(nèi)阻非常小的情況下，電壓表測得的路端電壓的變化明顯嗎？

問題3.為什么測電源電動勢與內(nèi)阻總是選擇用過一小段時間的電源作為研究對象？

圖4

問題4.能否將原電路進行創(chuàng)新改造，做到兼顧安全性與精準性？如果能，請將實驗原理圖畫出，并說明設計理由.在啟發(fā)性問題的引導下，學生最終設計出實驗原理圖4.

教材習題是對教學內(nèi)容的延續(xù)與發(fā)展.物理教師只有深度解讀教材習題的編寫意圖，合理調整教材習題的呈現(xiàn)順序，充分挖掘教材習題的自身價值，無限放大教材習題的教學功能，做到用好、用足、用活教材習題，才有可能真正落實“因材施教”.