談談高三物理習題課教學的有效性

李品全??

摘要：高三物理復習要發展學生的核心素養。通過有效的課堂習題教學，培養學生基本的物理思維方法，幫助學生掌握解題的基本過程，理解解題的規范程序，達到培養學生的物理核心素養的目的。

關鍵詞：核心素養；思維方法；規范程序；有效性

新一輪的高考改革，把發展學生的“核心素養”作為培養學生各種能力和創造精神的突破點，傳統的高中物理教學模式已經難以滿足當今社會素質教育的要求，高三物理習題課也要基于學生核心素養的培養而不斷轉型。筆者回顧2016年高考一道物理試題得分率極低，但實際所設問題不難，為什么會難倒眾生？關鍵是平時教師沒有注意培養學生的物理核心素養。為此，筆者認為高三物理習題課教學要通過多種的訓練方式，培養學生基本的物理思維方法，形成物理基本觀念，掌握科學解題方法，培養正確的學習態度，幫助他們理解物理解題的基本過程，掌握解題的規范程序，才能在習題教學中提高教學的有效性。

一、 一道高考題得分情況的再分析

[2016·全國卷Ⅰ]某游樂園入口旁有一噴泉，噴出的水柱將一質量為M的卡通玩具穩定地懸停在空中。為計算方便起見，假設水柱從橫截面積為S的噴口持續以速度v0豎直向上噴出；玩具底部為平板（面積略大于S）；水柱沖擊到玩具底板后，在豎直方向水的速度變為零，在水平方向朝四周均勻散開。忽略空氣阻力。已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g。求：（Ⅰ）噴泉單位時間內噴出的水的質量；（Ⅱ）玩具在空中懸停時，其底面相對于噴口的高度。

分析：初看這個題目，關于變質量的問題復習中一次也沒講過，平常所做的動量守恒和動量定理的題目基本都是物理模型化的，不是小球，就是小車，像這樣的變化沒有任何的物理模型可以套，筆者也很擔心學生無從下手。后來福建省分數統計結果，這個題目零分率極高，一道10分的題目，全省考生平均分只有1.88分，好多老師和學生直呼該選修題太難了。為什么會這樣？平時關于動量和沖量的題目許多學生也是經過嚴格的訓練，為什么做了這么多題目，高考卻不能靈活應用？于是筆者調查了多個學校中不同類型的班級學生，多數學生反映，這種類型從來沒有做過，然后就不知道從哪里下手，而平常動量和沖量的題目都是考得不錯的。但是筆者所任教的兩個班級的多數學生卻沒有出現學生無從下手的情況，學生說剛看時也不知道怎么解，但按老師平時教的方法，仔細分析后不覺得難。這個原因值得筆者做個深入的探索。

筆者所任教班的許多學生是這樣解題的：熟讀題目后，畫出情景圖，按老師平常上課始終強調的物理思維方法——物理學三條線索：力、運動和能量。學生找到了“質量為M的卡通玩具穩定地懸停在空中”這句話，知道了研究對象“卡通玩具”的運動狀態處于靜止狀態，即受力平衡，從而列出受力平衡方程：F=Mg，再找到“水柱從橫截面積為S的噴口持續以速度v0豎直向上噴出”，分析出這一過程水是勻速噴出的，列出Δt時間內從噴口噴出的水的長度：Δl=v0Δt求出體積ΔV=v0SΔt，再求出質量Δm=ρΔV，再得出單位時間內從噴口噴出的水的質量為ΔmΔt=ρv0S，這就完成了第一小步。而接下去可以分析出這部分質量Δm的水是做上拋運動的，無論列勻變速方程還是機械能守恒或動能定理式，都沒有問題。“水柱沖擊到玩具底板后，在豎直方向水的速度變為零”，學生可以列出：a=F/Δm和a=v/Δt（碰撞時內力遠大于重力，忽略水的重力）用這簡單的動力學方法就可以解決，連動量定理都可以不用了。

這些學生為什么沒做過相似的物理題，到考試時卻能夠仔細分析并成功解題呢？筆者在平時的習題課中也正是這樣引導學生審題和思考的，筆者認為這些學生已經形成了物理科學思維方法、形成了正確的物理基本觀念和科學的態度。而這幾個正是我們平時一直所說的物理學的核心素養的要素，這說明平時培養學生物理的核心素養很重要。

二、 提高高三物理習題課教學有效性的習題設計與教學

在高三物理習題教學中如何圍繞物理的核心素養，培養學生的思維方法，提高解題能力呢？本文將以習題的科學設計與教學有效性為側重點為例加以展開說明。

（一） 注重課堂習題的有效訓練設計與教學

習題課教學，就是以講解習題為主要內容的課堂教學。總復習的習題課的授課過程一般包括：系統性地整理高中階段課程的知識要點，分析練習和作業題中的錯誤，講解習題，請學生上講臺做題，師生交流等。習題教學可以把抽象的概念、定理和公式與具體的物理過程很好地聯系起來，可以鞏固和加深對基礎知識的理解；習題教學是學生提高學習成績不可或缺的有力手段，它能充分調動學生的學習積極性和主動性，是培養學生能力特別是應用數學知識與方法解決物理問題的能力的重要手段。若不注重訓練的方式方法，容易造成機械的“題海戰術”，學生很容易“疲”，也會早早地出現復習中的“高原現象”，特別是在二輪復習中效果極差。那么，我們不妨這樣做：

1. 科學選擇經典題型

習題的質量好壞關系著教學效率的高低，為此在選題時要對習題進行精選，必須有教學意義的，突出高中物理以力學主干這一特點，注重基礎，以學生為中心，為學生搭建好支架，讓學生沿著這個支架，從“一輪”、“二輪”慢慢往上爬。對于物理題型陳舊，模型單一，計算繁雜的應該予以剔除，選擇具有啟發性、典型性、規律性和針對性的習題。

比如我在“一輪”復習完運動學和力學后，選擇這一題作為動力學大綜合的例題。

圖1

原題：如圖，帶有輕質滑輪的平板C放在水平桌面上，小車A通過繞過滑輪的輕繩與物體B相連，輕繩與平板C平行，小車A運動時平板C保持靜止。A、B、C質量均為m，A、C間及繩與滑輪間摩擦不計，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g。

求：（1） 小車運動時的加速度大小；

（2） 平板C受到桌面的摩擦力大小；

（3） 保持平板C靜止，C與桌面間動摩擦因數μ至少為多少。endprint

分析：這是一道2016年寧德市質檢第一大題，總分12分，最終平均得分還不到2分。這又是一道低得分率的難題，選擇該題這不是和大家所強調的復習要注重基礎，面向大多數學生的宗旨相矛盾？但我知道高中學生具有不服輸的心理，課堂上可以先告訴學生該題當年得分情況，這個信息就能很好地激發學生斗志，讓學生思維參與，提高課堂教學的有效性。

2. 習題講解的過程中培養學生的物理思維方法和解題能力

給出以上習題后，筆者為學生留出一定的時間，引導學生熟讀題目，體會物理情景，理解解題的規范程序，強調從物理學三條線索：力、運動和能量入手，進行受力分析，運動分析，做出受力分析圖，接著詢問學生A、B、C各處于什么狀態？讓學生思考從哪個角度可以簡單入手？經過引導分析，學生就會針對不同的研究對象作出這些受力分析圖：

圖2

讓學生嘗試利用物理規律列式求解第一小步：

（1） 根據牛頓第二定律：對A：T=ma對B：mg-T=mg

聯立①②解得a=12g至此得分已經6分，大大超過2016年的市質檢平均分，學生就有成就感。

第一小步應用的主要是力學中的隔離分析的思想，接下去引導學生物理力學中的整體分析的思想。從整體上考慮的受力情況，最終落實到C物體的水平與豎直受力平衡問題，作出圖3

圖3

（2） 由上式可得T=12mg木板C靜止，得f=T=12mg

（3） 由平衡條件得：對C：N=2mg+Tf≤μN

聯立解得μ≥0.2

通過上例說明，科學選題，有效講解就能很好地訓練

學生的解題思路，規范審題、解題的程序，對物理科學思維方法進行有效的培養，這有助于形成正確的物理觀念和培養學生科學的態度，在教學過程中培養學生的物理核心素養，進而達到提高學生解題能力的目的。

3. 善于歸納總結，積極反思，提升學生解題能力

許多老師和學生都只重視正確的解題答案，不注重分析錯誤的原因所在。比如我們可以這樣引導學生思考：這道題為什么會低得分率？難點在哪里？與平常所訓練的題型有什么不同？可能會在哪些地方出現錯誤？考查了哪些物理知識點？如以上例題學生會得出平板C上的滑輪是沒有見過的，以前的滑輪都在桌子上；平板C所受的支持力很容易求錯等等。教師可以進一步總結，任何綜合性的高考題，都離不開物理學三條線索：力、運動和能量，本題考查的主要是力學問題，而且是靜力學和動力學一起考查，涉及滑輪兩邊繩子拉力對稱相等的問題，受力分析時，用到了整體法與隔離法等。只有經過自我總結，積極反思，從解題的實際出發，才能養成正確的讀題、審題、建模、規范解題。形成正確的物理觀念，科學的思想方法，避免形成消極的思維定勢，要減少因為題目沒看清楚就草草下筆，沒有見過該類型就不會做的情況發生。

（二） 注重課后習題的有效訓練設計和變式習題教學

學生課后習題是課堂習題的延續，是對課堂教學有效性的進一步鞏固，課后習題的設計必須要有針對性。知識的掌握還得靠學生，核心素養的培養需要一個發展的過程。上課老師所講的例題，有些學生還是一知半解，必須通過課后習題加以鞏固。課后習題最好是課堂習題的延伸，要有相似性、相關性或相反性。比如進行相似式題的“對比練習”，即將課堂中講過的相類似的題型，特別是考點相同、表述不同的題目進行比較練習。經常安排一些形式相近或相似的課后練習，立足全體學生，不宜太難、脫離實際，否則學生難以完成，打擊大家的積極性。難易適度，而且學生剛學過，這樣學生才能易于獨立思考，獨立完成，從而促進學生上課認真聽講，認真審題，積極思考并根據題目的特點選擇正確的解題方法，靈活運用所學知識解決實際問題，以提高學生的分析能力，最終促進學生思維的發展。

例如：課堂習題是這樣的：物塊和長木板質量都均為m，各接觸面之間動摩擦因數均為μ，繩與輕質滑輪間摩擦不計，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g，求作用于物塊上的水平力至少多大時才能拉動？這是一道經典的有關連接體摩擦力受力分析題，可以訓練隔離法與整體法，摩擦力分析的科學判斷方法，有助于訓練學生的物理思維，規范學生的解題程序。若發現當天學生完成該題有困難，只有一部分的同學得出拉力F=4μmg的正確答案，為了鞏固所學知識與方法，針對教學內容，課后習題的訓練設計可以變形為：

1. 若將力作用于長木板上，求水平力F至少多大時才能拉動？

2. 若將整個裝置放在37°的斜面上沿向下拉力F至少多大時才能拉動？

3. 若將整個裝置放在37°的斜面上，長木板質量為M，M=4m，當μ多大時，不用拉力就恰好能保持靜止？

圖4

分析：這就是相似式題的“對比練習”，只有當大部分學生能在變式1中再次得出拉力還是F=4μmg的正確答案，才算初步掌握了該類型基本解題方法。變式2設計成斜面上的情況設計是為了培養學生知識的遷移能力，訓練學生自我形成了一定審題能力、分析能力；變式3的設計是原習題的升華，因為長木板有向上和向下兩種運動情況，既可以鞏固學生所學知識與方法，又培養學生的發散思維。

另外通過設計變式題，批改作業、審查答題規范程度，能將學生的學習情況真實地展現出來，實現師生之間信息的傳遞，思想的交流，起到有效的反饋作用。這有利于在習題課上培養他們嚴謹的學習態度，全面提高學生的核心素養。

總之，高三物理復習課中的習題課教學要通過訓練題型的設計，學生基本的物理思維方法的培養，幫助學生了解物理解題的基本過程，并養成規范的解題程序，才能在習題課教學中提高課堂的效率，全面培養學生的核心素養。

參考文獻：

[1]謝麗華，李衛東.試論高中物理科學方法教育的方式和實施途徑.物理教師[J].2016（9）：11-13.

作者簡介：

李品全，福建省寧德市，福建省古田縣第一中學。endprint