深挖習題價值的策略及教學效果分析

蔣震霞

江蘇省江陰市第一中學，江蘇 江陰 214400

習題課是高中階段非常重要的課型。“練習是知識運用的一種主要形式，是中學物理教學的一個重要組成部分。”[1]高中物理教學有很大一部分課時都用于習題課教學，抓好習題的教學對提升學生分析和解決問題的能力有十分重要的作用。在習題教學中，以知識的運用為載體，學生可以鞏固、活化知識，習得物理方法，領悟物理思想。從學生升學考試的角度看，學生只有通過一定量的習題訓練才能夠熟練運用知識；教師只有給學生透徹分析、講解一定量的典型例題之后，學生才能掌握分析問題的方法，將解題經驗遷移到新問題解決中。從學生長遠發展的角度看，學生掌握了知識、方法，領悟了思想，才能夠實現知識與方法的遷移，才能夠融會貫通，甚至將物理思想方法遷移到實際問題的解決中。習題教學重要，是不是學生做題越多，教師講解越多，效果就越好呢？如何才能實現習題教學效率的最大化，精練精講是一直被倡導的習題教學策略。要實現精練精講，避免學生陷入“題海”無法自拔，需要教師在精選習題的基礎上深挖每一個習題的教學價值。習題教學中可以從解法、教法、條件等角度挖掘習題的教學價值，讓每一個習題的每一個字符都凸顯出其價值。

1 深挖條件

審題素養關乎能否順利建立物理情境，將物理條件轉化為數學表達式，列方程求解未知量。學生對物理條件的解讀能力是審題素養的重要、關鍵組成部分。要提升學生解決物理問題的處理能力，就要訓練學生通過抓關鍵詞、解讀關鍵條件提升其審題素養。

例題如圖1所示，將一小球從傾角為θ足夠長的斜面上以速度v0水平拋出，不計空氣阻力，拋出后經過多長時間小球離開斜面的距離最遠？

圖1 例題示意圖

在上述例題中，題目短，條件少，但也有一些關鍵詞、關鍵條件需要提醒學生注意，從而讓他們養成良好的審題習慣。就本題而言，由于情境簡單，學生即使忽視部分條件，也可以“默認”小球的運動是平拋運動，而不會將其運動判斷錯誤。但如果缺乏認真解讀條件的意識，在一些復雜的情境中，例如多物體多運動過程，或者受力情況較為復雜時，學生可能就會出錯。本題需要引導學生解讀“水平拋出”“不計空氣阻力”，得到小球的運動是平拋運動。本題只有一個運動物體——小球，學生不考慮直接默認其為研究對象。但是，在解決物理問題的過程中，研究對象的選擇是非常重要的。選擇了研究對象，學生能根據描述研究對象的物理量、滿足的物理規律列方程求解。教學中需要引導學生有選擇研究對象的意識，否則遇到復雜情境時，學生出錯的概率就會增大。通過解讀“斜面足夠長”得到“小球最終要落回斜面”，有利于學生判斷小球在何處距離斜面最遠，否則小球可能沒有落回斜面就已經到了斜面底端的正上方，避免了歧義給學生帶來的困惑。x、y坐標的解讀，題目中以拋出點為坐標原點，沿斜面向下為x軸，垂直于斜面為y軸，建立坐標系，暗示學生可以將小球的平拋運動分解在沿斜面和垂直于斜面兩個方向上。

2 深挖設問

針對同一個物理習題，從不同的角度設問，可以深化學生對物理情境、物理過程的理解。設問可以是并列發散式，讓學生可以通過解決問題串聯不同的物理知識；也可以創建遞進式的問題，問題難度越來越大，解決后面的問題需要以前面的問題為基礎。

上述例題中，只要求求出離斜面最遠的時間，為了化解學生理解的難度，降低學生思維的臺階，可以設置如下問題作為鋪墊。

問1：小球處在何處時離斜面最遠，請在圖上標出這一位置？

問2：小球離斜面最遠時，速度方向如何？

問3：求解平拋運動的思路是什么？

問4：小球離斜面最遠時速度大小是多少？

通過上述問題的引導，學生可以順利解決問題。為了強化學生求解平拋運動的方法，引導學生思考本題的其他解法，還可以設置如下問題。

問5：小球能落回斜面嗎？

問6：小球落回斜面的位移方向如何？

問7：小球落回斜面的時間是多少？

問8：小球的平拋運動只能分解在水平方向和豎直方向嗎？你有其他的分解方法嗎？

問9：若將小球分解在圖1中的y方向和x方向，小球的兩個分運動分別是什么性質？

問10：小球離斜面最遠的條件是什么？

問11：以O為坐標原點，豎直向下為y軸正向，水平向左為x軸正向，建立坐標系，你能寫出小球的軌跡方程和斜面的方程嗎？

問12：根據問11中的方程求出小球落回斜面時的坐標。

問13：小球從拋出到距離最遠的時間和從距離最遠處落回斜面的時間是什么關系？

通過問5到問13的思考，學生可以發現求最遠距離所需時間的多種解法，實現了一題多解。多解過程中學生對平拋運動的認識會得到升華，對其規律會掌握得更好，能夠促進學生對所學知識的融會貫通和方法的遷移。為了促進學生對物理與數學緊密聯系的理解，可以設置如下問題。

問14：小球離斜面最遠的距離是多少？(引導學生利用幾何關系和函數關系求解)

如果學生已經學習了功能關系，可以設問引導學生從功能關系的視角思考平拋運動，求解小球落回斜面時的速度大小、離斜面最遠時的豎直分位移等。

3 深挖解法

高中物理的不少習題解法靈活，往往有多種不同的解法。不同的解法反映了看待事物、分析過程思路的差異，用到的物理知識不同，甚至用到的物理方法、體現的物理思想也不一樣。為此，教學中可以深挖習題的不同解法，讓學生從不同視角思考問題，最后殊途同歸。在采用多種解法的過程中，復習鞏固不同的知識，運用不同的方法。

本題中，可以從如下幾個方面深挖解法。

圖2 速度分解示意圖

求解最遠距離的解答過程略。

4 深挖教法

經過上述引導審題、解讀已知條件、設問引導思考、探尋多種不同的解法等，學生已經對本題有了深刻的認識。但是，學生是否已經掌握平拋運動的求解？學生遇到平拋運動的新情境、新問題時是否能夠遷移知識與方法，才是習題教學的最終目的。所以，在上述深挖設問、深挖解法的基礎上，有必要進行多解歸一，對解決平拋運動的思路進行梳理、歸納，使學生的學習得到升華，讓學生掌握求解平拋運動一般的方法。求解平拋運動的一般思路如下：

第一，求解平拋運動按照先分解后合成的思路。

第二，對運動進行分解，其實是分解描述運動的物理量（位移、速度、加速度）。觀察作圖法分解末速度，另類分解法分解初速度和加速度，對稱法分解位移，函數法分解位移。無論什么試題，什么情境，分解的量不外乎速度、位移、加速度，具體分解哪一個物理量就看題目的條件和要求的物理量，題目已知什么或者要求什么就分解什么物理量。

通過上述總結和歸納，學生遇到平拋運動問題時，思路會更清晰，明白整體思路是先分解后合成，且知道如何分解，分解什么，滿足什么規律，這樣學生面對新問題時會胸有成竹。

5 深挖習題價值教學效果分析

5.1 構建知識網絡

通過本題的深挖，學生可以建立平拋運動的定義、條件、分解、規律、功能關系、求解思路、豎直上拋、勻速直線運動、自由落體運動、牛頓第二定律等方面的聯系。學生如果能將圖3與前述的9個方程相聯系，平拋運動的知識網絡就會順利構建，為解決新問題奠定知識基礎。在問13引導學生思考小球從拋出到距離最遠的時間和從距離最遠的處落回斜面的時間是什么關系時，讓學生建立平拋運動分運動與豎直上拋規律的聯系。在引導學生利用函數法求解時，構建數學和物理之間的聯系。

圖3 平拋運動速度分解示意圖

5.2 培養學生思維

深挖條件時不僅能鞏固知識，也是對學生思維嚴密性的訓練，只有學生具備物理知識，邏輯嚴密，考慮周全，才能夠正確解讀條件，運用物理規律。深挖設問時，學生需要對教師的設問獨立思考，認真推理，這一過程學生思維的靈活性、嚴密性、發散性、獨創性都會得到有效訓練，比如前述的問9、問10，可以引導學生另辟蹊徑分解平拋運動，培養了學生思維的獨創性，為學生創新素養的培養奠定基礎。

5.3 凸顯思想方法

教學中將物理思想方法的教育凸顯出來，讓學生掌握物理方法、領悟物理思想，促進知識理解的深化、活化，才能遷移知識、方法到新的物理問題解決中，達到融會貫通的目標。在深挖習題教學價值的過程中，深挖條件凸顯了審題方法，凸顯了抓關鍵詞的重要性。在深挖設問、深挖解法時，凸顯了作圖法、對稱思想、函數法、數理結合思想。

5.4 破解思維定勢

“物理學習的思維定勢是指學生根據已經掌握的物理知識和學習物理知識的方法、經驗，在學習心理上形成的一種預備的、特定的學習方式。”[2]學生在學習過程中由于生活經驗、解題經驗遷移，會產生思維定勢，有些思維定勢不破除會影響學生學習、構建新知識，阻礙學生解決新問題。在平拋運動的學習中，由于教材上將其分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，再加上很多習題也是這樣分解，且這樣分解比較簡單，于是學生認為平拋運動只能這樣分解。本題中通過深挖條件，解讀題目建立的坐標，設問引導，深挖另類分解解法，讓學生知道平拋運動除了常規的分解在水平方向和豎直方向，還可以有別的分解方法，從而破除學生的思維定勢。