(河南省滑縣教研室,河南 滑縣 456400)
從教材習題與中考試題的比較談物理習題教學①
張燦義
(河南省滑縣教研室,河南 滑縣 456400)
筆者根據課程標準要求,分析教材中“歐姆定律”的習題和中考涉及歐姆定律的試題特點,并從教學理念、教學行為等方面提出初中物理習題教學的建議。
歐姆定律;教材習題;中考試題;習題教學
物理教材是最主要的教學資源,教材習題對一節課或一個單元的學習進行鞏固、反饋和拓展,教材習題的處理方法及效果對學生的學習會產生重要的影響。目前中考無疑是學生在義務教育階段最重要的一次考試,中考試題要對學生整個義務教育階段的科學素養進行相對客觀的評價,進而做出選拔。因此研究教材習題與中考試題的關系,對于課堂教學會產生積極的促進作用。
課程標準對歐姆定律的要求為:(1)通過實驗,探究電流與電壓、電阻的關系;(2)理解歐姆定律。筆者嘗試對九年級物理滬科版教材“歐姆定律”一節的習題與2016年河南中考試題進行分析研究。
(1)德國物理學家歐姆用實驗的方法研究了電流跟電阻的關系,得到:導體中的電流跟導體兩端的電壓成,跟導體的電阻成。其數學表達式為。
(2)根據歐姆定律,下列說法中正確的是( )。
A.通過導體的電流越大,這段導體的電阻就越小
B.導體兩端的電壓越大,這段導體的電阻就越大
C.導體的電阻與電壓成正比,與電流成反比
D.導體兩端的電壓越大,通過這段導體的電流就越大
(3)某導體兩端的電壓為5V,通過的電流為0.1A,則該導體的電阻為。若它兩端的電壓變為2.5V,則通過它的電流變為,電阻是;若它兩端的電壓變為0,則通過它的電流為,電阻是。
(4)某導體兩端的電壓是3V時,通過它的電流為200mA,這個導體的電阻為多大?現將電壓增加到6V,若電流表有0~0.6A、0~3A兩種量程,應選用哪一種量程來測量導體中的電流?
(5)一盞電燈正常發光時的電流是0.11A,燈絲的電阻為1936Ω,該電燈兩端的電壓是多少?

圖1
(6)在圖1中,A、B所表示的電阻值哪一個大?為什么?如果將這兩個電阻分別接在10V的電源上,在圖上分別找出它們的電流大小。如果要使通過它們的電流均為100mA,在圖上分別找出加在它們兩端的電壓的大小。
習題的設計特點如下:
(1)層次性
習題的設置順序,主要是概念的識記、定律本身的理解、定律的運用與拓展,使學習者對知識從基礎逐步深入,并通過練習檢測學生對知識的掌握層次。
(2)針對性
圍繞本節知識進行設置,關注知識的基礎性。圍繞歐姆定律從不同的角度、層次設置不同類型的習題,促進學生解題能力的提升和知識結構的形成。
(1)在圖2所示的電路中,定值電阻的阻值R0和電源電壓U均為已知。在α、b間接入一個未知電阻Rx,閉合開關,電壓表的示數為Ux,則由已知量和測得量可以推出:Rx=,Rx的電功率Px=。

圖2
(2)在圖3所示的電路中,磁敏電阻R的阻值隨磁場的增強而明顯減小。將螺線管一端靠近磁敏電阻R,閉合開關S1、S2,下列說法正確的是( )。

圖3
A.螺線管左端為S極,右端為N極
B.當R1的滑片向左滑動時,電壓表示數減小
C.當R1的滑片向右滑動時,電流表示數增大
D.在螺線管中插入鐵芯,電壓表示數減小
中考試題分析:第(1)題主要考查了串聯電路的電壓、電流特點、歐姆定律等基礎知識,還要求考生要能運用物理符號表達運算過程。此題的難度系數為0.16,若把此題已知量和測得量賦予具體數值,改為圖4電源電壓為10V,電壓表示數為3V,電阻R0=10Ω,求電阻Rx的阻值,試題難度會減小,但區分度會降低。

圖4
第(2)題考查了滑片移動對變阻器阻值和通電螺線管磁性大小的影響、通電螺線管磁極的判斷、磁敏電阻阻值的變化、歐姆定律、串聯電路的電壓、電流及電阻特點,難度系數為0.35。這道題單從對歐姆定律考查的角度來看并不難,但因其綜合性較強,如學生對相關基礎知識點理解不到位,會影響分析推理的準確性。
從中我們可以看到中考試題的一些特點:
(1)綜合性
注重對基礎知識和基本能力的考查,課標對“歐姆定律”這部分知識的要求是“理解”程度,對此的考查,涉及了兩個串聯的用電器和多個相關知識點,因綜合性強,使得難度增大。中考作為對初中階段學習的綜合評價,注重“雙基”考查的全面性是其重要特征。
(2)能力取向
中考試題體現了考查能力的取向,考查的能力主要有兩個,一是提取信息能力,從題目設置的情景中提取相關的信息,并納入相應的物理模型,比如串聯電路的電流特點、歐姆定律涉及的三個物理量、磁敏電阻R的阻值變化情況、串聯電路總電阻與各部分電阻的關系等。二是綜合分析能力,從電路的電壓、電流特點到電功、電功率、電熱的計算與變形,電與磁、電與熱、功與能等方面進行綜合分析和計算。
試題不僅考查基礎知識和技能,更考查學生進一步學習發展的能力,如考查對數據、圖像的分析與表達推理能力、分析運用數學工具的能力、實驗能力等,為學生進入高中階段的學習與探索能力打下基礎。
習題教學在鞏固學習效果、提高學生物理素養方面具有重要的作用,從習題與試題的比較中,對優化習題教學有以下啟示。
(1)認識到位
物理課程目標是提高全體學生的科學素養,作為習題教學不能只是關注知識的記憶,還要注意讓學生經歷概念構建的過程,在學習的過程中滋養情感、形成科學認真的態度,真正促進人的終身發展。
初中物理習題教學要基于實際問題,直面涉及的數學、語文等學科知識,突破學科本位的限制。比如實驗探究過程中,對于數據的處理,目前許多教學過程對此處理過于簡單,只是關注規律的識記,而不能把數學工具真正引入教學。物理學科中運用數學方法處理物理問題的能力在實際教學中關注不夠,這是學生進入高中后不太適應的重要原因。全面培養學生物理學科能力才能更利于初高中階段的銜接,也是提高學生科學素養不可回避的問題。
(2)服務全體
面向全體學生,圍繞易錯點、混淆點,設置不同層次性的習題,爭取全體學生都有所發展。教師在日常的習題教學中,通過對習題變式、增減條件、變換情景等方式,以提高學習的興趣,進一步對學生的知識與能力進行整合和提升。圍繞一定的情景,構建知識體系,學生才能感受到知識的生長和學習的樂趣。
結合具體的教學內容,在充分了解學情的基礎上,給學生自學、合作、展示、質疑的機會,讓學生體驗學習的快樂。對于學生認識不清、較為典型的習題,教師要精講,重點放在學習方法的指導和學生思維的反思上,從激勵和指點的角度對學生的表現作出及時的評價,充分發揮評價的積極作用。
(3)突出主體
把課堂還給學生,創設學生有效參與的途徑,注重學生參與學習的過程。讓學生參與課堂學習,這一觀點不難接受,但如何參與,就要因教師、學生、學習內容來選擇,在課堂教學中,教師魅力、對學習要求的一致性、做題時間的充裕、學習內容的層次與明確、學習內容的趣味性、實踐性等都是影響學生參與程度的重要因素。把課堂還給學生,教師并不是無所事事,而是要精心設計教學流程,關注學習過程中的學法指導,在學生充分參與學習、了解學情的基礎上,精講精練。尊重學生的學習權利,把學生的學習主體地位落實在實際教學中,這既是能力培養的需要,也是習慣養成的需要。
習題教學要堅持育人為主,才能真正提高教學的效率。教師要關注學生學習過程中的態度和情感。課堂上因過于關注結果、急功近利而欲速不達的教訓常常發生;在實際的教學中,虛夸的合作和無效的提示講解常常養成了學生敷衍、依賴的壞習慣,應從讀題、審題、到解題、訂正、反思等環節培養學生獨立思考的習慣,培養獨立解題能力,主要是提取信息能力和分析推理、建立物理模型能力。“千教萬教教人求真,千學萬學學做真人”,關注學生真實的學習情況,立足基礎,關注發展,探索學生有效參與的教法,才是提高物理習題教學質量的不二選擇。
[1] 中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準(2011年版)[M].北京:北京師范大學出版社,2012.
[2] 義務教育物理課程標準實驗教科書編寫組.義務教育教科書物理九年級全一冊[M].上海:上海科學技術出版社,2013.
①本文系2016年度河南省基礎教育教學研究項目“關于初高中物理教學銜接的課堂教學行動研究”(編號:JCJYC16062704)的成果。