物理練習在教學研究中的作用討論

葛夢柯 張冬波

摘?要：練習作為物理教學的重要環節，是學生物理概念的形成、方法與技能的獲得、智力和創新意識培養的必要方法。在教學研究中，練習種類的選擇、應用、編排顯得尤為重要。教學設計中，教師不僅僅需要選取不同類型的練習達到教學目的，同時也要思考各種類型的練習在教學設計中的作用。本文以“勻變速直線運動的速度與位移的關系”為例，通過本節教學設計中出現的四類練習，討論這四類練習的作用。

關鍵詞：教學研究;練習;物理概念

練習是將知識、技能、思維和方法緊密聯系的重要手段;是將知識轉化成能力的必要途徑;是反映課堂教學效果的直接方式。常見的練習形式包括：判斷、選擇練習，思考問題練習，實驗設計練習，推理論證練習，計算問題練習。拓展性練習形式包括：情境性問題練習，實踐性問題練習。本文以“勻變速直線運動的速度與位移的關系”為例，對該教學設計中練習的設置進行討論。

一、 思考問題練習

即通過創設一定的物理情境，提出問題，引導學生思考，或發現問題，或預測結果，或解釋現象的練習。

（一）問題再現

問題1. 當火車緩慢進站時，請問，火車進站時的加速度為多少？問題2. 減速運動時的加速度一定為負值嗎？問題3.交警在事故現場，為什么要測量滑痕，測量滑痕的目的是什么？

（二）思考問題練習的作用

思考問題練習的目的主要是激發學生興趣，引導學生進行思考，注重培養學生的物理思維，使學生具有批判性意識。

1. 聯系生活，激發學習興趣。教師聯系生活實際，提出問題，充分調動學生的學習興趣，培養學生獨立思考、解決實際問題的能力，激發學生學習動機與欲望，進而主動學習。

2. 師生相互配合，營造活躍的課堂氛圍。設計思考問題練習，讓學生在獨立思考中發現問題，在互動中交換意見。教師和學生通過問答，解決問題、交流經驗，在互動中營造活潑的課堂氛圍。

3. 設置懸念，引入新課。提出問題，設置懸念，讓學生心存疑惑，為本節課知識點的講解埋下伏筆。激發學生學習興趣，促使學生更好地掌握物理知識，提高學習效率。

二、 推理論證練習

即在給定條件下，運用已有的理論，通過邏輯推理（含數學推理），推導出所求結論，或練習、或證明結論的正確性，或對可能產生的情況進行全面分析的練習。

（一）題目重現

一起發生在限速為120km/h的高速公路的交通事故，已知加速度為5m/s2。交警測得肇事車留下的剎車痕跡長為122.5m，請問交警測量剎車痕跡的目的是什么？你幫交警判斷司機是否超速？

（二）公式推導

方法一：

勻變速直線運動的速度與時間的關系式

勻變速直線運動的位移與時間的關系式

聯立（1）（2）兩式，消去時間t可得

方法二：

勻變速直線運動的位移與時間的關系式

勻變速直線運動的平均速度公式

聯立（2）（4）兩式，消去時間t可得

結論：勻變速直線運動的位移與速度的關系式：

（三）代值計算

（四）推理論證練習的作用

練習承擔著培養學生邏輯推理能力的任務。推理論證練習幫助學生理解物理概念，掌握物理規律，訓練邏輯思維能力。著重培養學生運用已知條件，經歷推理過程，學習親身推導得出或證明的結論，會記得更牢，理解得更深。

1. 注重推理過程，培養學生推理論證能力。學習物理不只是學習知識，更重要的是掌握方法，領悟物理思想。若只追求結果，學習會變得枯燥乏味，效果不佳。學習物理，過程比結果更重要，享受過程才能體會物理精神。教師應該注重知識的產生、思維與方法的形成、邏輯思維和推理能力的培養。

2. 變“教”為“導”，巧用數學推理。教師是學生學習資源的提供者，學習的組織者、領導者、合作者和指揮者。教師要善于利用高中生的求知欲，引導學生整合各種知識或工具進行求解或論證，既能提高學生推理能力，又將物理與數學相聯系，提高學生學習的主動性，驅動學生主動獲取知識、尋求真理。

3. 利用最近發展區，突出主體地位。學生已經掌握勻變速直線運動的速度與時間的關系、勻變速直線運動位移和時間的關系、本身具有一定的公式推導能力。教師設計推理論證練習，合理利用最近發展區，縮短學生原有認知水平與學習目標之間的差距，突出學生的主體性地位，達到教學目的。

三、 計算問題練習

即以定量計算的方法為主，解答有關物理問題的練習，一般分為簡單計算練習和綜合計算練習。

（一）問題重現

某型號的艦載飛機在航空母艦的跑道上加速時，發動機產生的最大加速度a=5m/s2，所需安全起飛速度v=50m/s，跑道長度為150m，通過計算判斷，飛機能否靠自身的發動機在艦母上起飛？

（二）計算題解題策略

1. 讀審題目，描述物理圖景。規定航空母艦初速度方向為正，已知該汽車以加速度a=5m/s2進行勻加速直線運動，要求運動過程位移x≤150m，初速度v0=0m/s，末速度vt≥50m/s。

2. 分析物理過程，建立物理模型。艦載飛機是在長度為150m的航空母艦上進行的是初速度v0=0m/s、a=5m/s2的勻加速直線運動。

3. 選擇物理規律，建立物理方程。運用勻變速直線運動的位移與速度的關系式：

4. 進行數學推演，求解問題。

方法一：假設位移未知，將解得的位移和題目中的位移進行比較

方法二：假設末速度未知，將解得的末速度和題目要求的起飛速度進行比較

方法三：假設加速度未知，將解得的加速度和題目中的加速度進行比較

方法四：假設初速度未知，將解得的初速度和題目中的初速度進行比較

結論：艦載飛機不能依靠自身的發動機在航空母艦上起飛。

5. 討論和反思。為什么選用勻變速直線運動的位移與速度公式，不用其他公式？勻變速直線運動的位移與速度的關系式的適用條件是什么？

（三）計算問題練習作用

計算題通過對知識整合、延伸、拓展，訓練學生思維，考查學生對公式的理解和應用，用定量的方法解答問題，盡可能地幫助學生掌握和運用相關概念和規律，規范解題步驟。

1. 鞏固知識，加強練習。教師注意引導學生從多維度理解新知識、新概念，進一步理解、運用、綜合知識，逐漸達到牢固掌握概念，深刻理解規律的目的。計算問題練習可以使教學策略、教學質量和教學方法等得到優化。

2. 聯系生活，培養學生創造性思維。計算習題練習是物理聯系實際生活的重要方法。靈活運用理論知識解決實際問題，是學生從了解知識到運用知識、從理論到實踐的跨越。計算習題練習是鞏固知識、幫助學生理論聯系實際、解決實際問題的重要保障。

3. 一題多解，拓寬學生思路。學生發散性思維的培養受諸多因素影響，其中計算練習對其思維的影響和形成是不容忽視的。一題多解即對一道題運用多種方法進行解答，既能拓寬學生視野，又能從不同角度培養學生物理思維。學生對不同解法進行歸類、總結，達到深刻理解問題、自覺運用公式的目的。

4. 激發學生的學習興趣，形成學習動機。傳統教學單純地重視知識教學，忽視學生思維的形成。教師將自己的思維強加于學生，致使學生思維得不到訓練，能力得不到發展。長此以往，學生僅能處理簡單的物理問題或理想化的物理模型，遇到具體問題就束手無策。因此，教師就必須從實際問題出發，引導學生建立物理模型，選擇物理方程，激發學習興趣，促進學習動機的形成。

5. 規范解題步驟，加深知識理解。計算問題習題的設置可以加深學生對概念、公式、法則、定理、規律的理解;促進學生掌握解題的思路、方法、步驟;規范書寫過程和格式，引導學生科學化和規范化地解決問題，進一步加深知識的理解。

四、 情境性問題練習

針對物理練習存在的脫離現實，過分理想化的傾向，人們越來越重視物理練習中物理情境化的真實性，以及物理學和社會、科技、文化相關學科的聯系而設計的練習。

（一）問題重現

問題一：想要航空母艦起飛，如果你是工作人員，你應該怎樣做？

方法一：增加航空母艦跑道的長度。

評估：理論可行，但造價過高，成本巨大，經濟方面不允許。

方法二：加大馬力，增加艦載飛機的加速度。

評估：理論可行，但是科學技術方面受限，達不到要求。

問題二：某型號的艦載飛機在航空母艦的跑道上減速時，發動機產生的最大加速度

a=5m/s2，降落時速度v0=50m/s，跑道長度為150m，通過計算判斷，飛機能否安全降落？

（二）情境性問題練習的作用

1. 培養學生逆向思維。思維定式，也稱“慣性思維”，是指在解決問題時解決方法固定，嚴重阻礙學生創造力的發揮。教師有意培養學生的逆向思維，能夠克服思維定式，促使學生的思維積極活躍，擺脫條條框框的束縛。

2. 創設物理情境，引導學生思考。問題情境練習，在學習知識的同時能培養學生多種能力、激發不同情感。學生在老師的引導下，經歷猜想、假設、提問等環節，使知識問題化，問題情境化，情境趣味化，從而促進學生積極思考。

新課標將練習的作用提到了新的高度，因此，教師應認識練習的教育價值，不僅要加強練習的拓展延伸，評價總結，鞏固知識的作用;更重要的是做好練習的課堂教學，課前精心準備，明確練習在教學設計中的作用。

參考文獻：

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作者簡介：葛夢柯，張冬波，新疆維吾爾自治區烏魯木齊市，新疆師范大學物理與電子工程學院。