高中物理習(xí)題改編方法探析

摘 要：在“雙減”政策下，習(xí)題、模擬題等作業(yè)相關(guān)的內(nèi)容都要進(jìn)行重新界定，具體就是要立足于“減負(fù)+增效”視角，對(duì)習(xí)題改編方法進(jìn)行革新，力求可以為學(xué)生提供精簡(jiǎn)化、高效化的習(xí)題.本文在明確高中物理習(xí)題改編必要性的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)其改編原則與方法進(jìn)行了探析，希望可以有效提高高中物理習(xí)題改編質(zhì)量.

關(guān)鍵詞：高中物理；習(xí)題改編；改編方法

中圖分類(lèi)號(hào)： G 632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：1008-0333（2023）12-0086-03

收稿日期：2023-01-25

作者簡(jiǎn)介：張海峰（1986.11-），男，江蘇省南通人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事高中物理教學(xué)研究.

近年來(lái)，各地高考物理習(xí)題在命題方向上具有多樣性，但考慮到不同習(xí)題在構(gòu)成要素、價(jià)值取向、與課程標(biāo)準(zhǔn)之間的差異性，改編習(xí)題成為教師優(yōu)選練測(cè)內(nèi)容的重要途徑.本文結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，就習(xí)題改編的方法進(jìn)行歸納與梳理.

1 高中物理習(xí)題改編的必要性隨著“雙減”政策的貫徹，以“減負(fù)+增效”為主題的新一輪課改理念在各學(xué)科教學(xué)中得到了廣泛普及.物理學(xué)科本身的知識(shí)點(diǎn)具有抽象性與實(shí)踐性等特征，為了幫助高中生牢固掌握及靈活運(yùn)用這些物理知識(shí)，必須要借助一定量的練習(xí)題來(lái)鞏固學(xué)生所學(xué).然而，以往側(cè)重“題海戰(zhàn)術(shù)”的習(xí)題設(shè)計(jì)思路，或者單純要求學(xué)生完成教材中各章節(jié)后面的習(xí)題，不符合“雙減”政策下教學(xué)的新要求.因?yàn)檫@種習(xí)題設(shè)計(jì)思路既沒(méi)有為學(xué)生“減負(fù)”，也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)“增效”目標(biāo)，整體的物理習(xí)題設(shè)計(jì)質(zhì)量不佳.從這個(gè)角度來(lái)講，為了促進(jìn)高中物理習(xí)題設(shè)計(jì)質(zhì)量提升，就必須要融合“雙減”背景下的“減負(fù)+增效”理念，對(duì)物理習(xí)題進(jìn)行重新改編及設(shè)計(jì)，保證可以借助優(yōu)化設(shè)計(jì)的物理習(xí)題來(lái)支持高中生更加高效地理解與掌握所學(xué)的物理知識(shí)，幫助他們養(yǎng)成善于思考、獨(dú)立學(xué)習(xí)等良好學(xué)習(xí)習(xí)慣.

2 高中物理習(xí)題改編的基本原則2.1 對(duì)標(biāo)物理核心素養(yǎng)

核心素養(yǎng)是新課標(biāo)下各學(xué)科教學(xué)的根本出發(fā)點(diǎn)，是保障物理學(xué)科教學(xué)向高質(zhì)量發(fā)展的一個(gè)核心教育主線.核心素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo)與內(nèi)涵為高中物理教學(xué)指明了前進(jìn)與努力的方向.在改編物理習(xí)題過(guò)程中要緊密貼合核心素養(yǎng)培養(yǎng)的基本內(nèi)涵與目標(biāo)，保證習(xí)題內(nèi)容設(shè)計(jì)可以始終立足于培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)，如物理習(xí)題的內(nèi)容、方式設(shè)計(jì)上要促進(jìn)學(xué)生物理思維能力、探究能力等關(guān)鍵物理能力發(fā)展，不能夠脫離物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的內(nèi)涵及要求來(lái)進(jìn)行物理習(xí)題設(shè)計(jì)，否則都不能稱(chēng)得上是高質(zhì)量的物理習(xí)題.

2.2 從重量向重質(zhì)轉(zhuǎn)變

在改編物理習(xí)題過(guò)程中，要徹底摒棄以往“重量”的題海戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)思路，緊密聯(lián)系“雙減”背景下的減負(fù)與增效要求，在物理習(xí)題改編的“質(zhì)量”層面上下功夫，保證可以為學(xué)生設(shè)計(jì)一些重點(diǎn)突出、內(nèi)容新穎、目的明確的物理習(xí)題.基于物理習(xí)題的訓(xùn)練，可以幫助學(xué)生掌握一種或一類(lèi)物理問(wèn)題的解題思路或方法，而不是要讓學(xué)生僅僅會(huì)解決某一道物理習(xí)題，這樣的習(xí)題改編方式是不可取的，也是低效的.比如，在習(xí)題改編中可以多融合“一題多解”“一題多變”等思路，借助這種習(xí)題設(shè)計(jì)方式來(lái)鍛煉學(xué)生思維的靈活性，提高物理問(wèn)題解決能力.

2.3 突出習(xí)題的層次性

尊重學(xué)生個(gè)體差異性是保障物理教學(xué)質(zhì)量的基本原則之一，也是提高物理習(xí)題改編質(zhì)量中需要遵從的基本原則.在習(xí)題進(jìn)行改編過(guò)程中同樣不可忽視這一基本原則，因?yàn)楦咧猩谥橇ΑW(xué)習(xí)能力等方面都存在一定差距，“一刀切”的習(xí)題改編方式不能滿(mǎn)足全體高中生自身的學(xué)習(xí)需求，甚至?xí)驗(yàn)槌^(guò)部分學(xué)生的認(rèn)知與能力后對(duì)他們自主解題的自信心造成打擊，進(jìn)而直接影響他們物理習(xí)題解題能力的發(fā)展.因此，在改編物理習(xí)題過(guò)程中要注意從契合學(xué)生自身的認(rèn)知能力發(fā)展視角出發(fā)，靈活地選擇一些難度各不相同的層次化作業(yè)，以此來(lái)滿(mǎn)足不同學(xué)生自身的訓(xùn)練需求，借助由易到難的解題訓(xùn)練也更加契合他們的思維與認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，保證習(xí)題改編的整體質(zhì)量.

3 高中物理習(xí)題改編的有效方法3.1 對(duì)習(xí)題的設(shè)問(wèn)方向進(jìn)行優(yōu)化與改編

高中物理習(xí)題改編，應(yīng)該保持良好的信度和效度，能夠融入知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)，體現(xiàn)習(xí)題的學(xué)習(xí)難度與層次.而對(duì)于習(xí)題的設(shè)問(wèn)，往往是命題人的最基本要求.但是，根據(jù)學(xué)生對(duì)不同物理概念、知識(shí)點(diǎn)的理解情況，設(shè)問(wèn)的方向既要保持基礎(chǔ)性，又要突出挑戰(zhàn)性，還要兼顧學(xué)生的學(xué)習(xí)思維品質(zhì).在一些典型習(xí)題中，題目除了已設(shè)問(wèn)題外，還可能增加一些拓展性問(wèn)題，這些問(wèn)題，既要考慮基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用，還要增強(qiáng)問(wèn)題的綜合性、挑戰(zhàn)性以及思維的發(fā)散性等，以此體現(xiàn)物理學(xué)科的特點(diǎn)，能夠兼顧不同學(xué)生的階梯性學(xué)習(xí)需求.

例1 在豎直坐標(biāo)系xOy中，有一沿Ox軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，某帶電量為2.5×10-7 C ，質(zhì)量為1×10-5 kg 的小球，從原點(diǎn)O沿y軸以某一初速度豎直向上拋出，達(dá)到最高點(diǎn)位置為Q（1.6，3.2）.不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10 m/s 2.問(wèn)：小球帶何種電荷？小球初速度及勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小？小球從原點(diǎn)拋出到落到x軸，其電勢(shì)能改變量為多少？對(duì)該題進(jìn)行解析可知，本題設(shè)包含了勻強(qiáng)電場(chǎng)、拋物線運(yùn)動(dòng)、電勢(shì)能等知識(shí)點(diǎn)，信息量大，考查的知識(shí)點(diǎn)多，也為我們改編題設(shè)創(chuàng)造了條件.根據(jù)本題提問(wèn)內(nèi)容，我們還可以嘗試從以下方向來(lái)設(shè)置問(wèn)題：小球在拋出過(guò)程中，在豎直方向的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，并計(jì)算初速度大小？小球在拋出過(guò)程中，從原點(diǎn)O到頂點(diǎn)Q所用時(shí)間？根據(jù)對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)大小的計(jì)算，還可以設(shè)置小球在Q點(diǎn)的速度大小，在下落到x軸的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，以及從原點(diǎn)O拋出到落回x軸所發(fā)生的位移大小？另外，根據(jù)小球從O點(diǎn)到落到x軸電勢(shì)能變化，還可以設(shè)置動(dòng)能的改變量以及落到x軸時(shí)的速度，還有畫(huà)出小球從原點(diǎn)拋出到回到x軸的整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡.可見(jiàn)，對(duì)于該題改編的嘗試，從考點(diǎn)的多元化、題設(shè)難度的多層性上，融合了知識(shí)點(diǎn)與物理思維等內(nèi)容，各個(gè)問(wèn)題之間具有不同的關(guān)聯(lián)性.當(dāng)然，改編題設(shè)方向，還要考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際，考慮到題設(shè)之間的階梯性、漸進(jìn)性、難度的層級(jí)性，并能夠?qū)⑽锢韺W(xué)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合，如靜電場(chǎng)知識(shí)、運(yùn)動(dòng)軌跡、受力分析、動(dòng)能定理、牛頓第二定律等進(jìn)行滲透，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的正向遷移.

3.2 對(duì)習(xí)題的預(yù)設(shè)條件進(jìn)行優(yōu)化與改編

在一道習(xí)題里，題設(shè)條件也可以進(jìn)行改編.如擴(kuò)大題設(shè)的涵蓋范圍，降低題設(shè)解題難度，等，從不同的題設(shè)條件改編中，來(lái)適應(yīng)學(xué)生物理解題實(shí)際.當(dāng)然，在題設(shè)條件改編上，主要是對(duì)模型參量、狀態(tài)參量、過(guò)程參量等進(jìn)行改編.基于問(wèn)題范圍的擴(kuò)大，可以針對(duì)某一物理知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行外延，借助習(xí)題設(shè)計(jì)的方式來(lái)開(kāi)闊學(xué)生的視野，讓他們對(duì)相關(guān)物理知識(shí)點(diǎn)或者性質(zhì)、規(guī)律等方面知識(shí)形成深刻認(rèn)知，更好地助力他們物理綜合素質(zhì)的全面發(fā)展.

例2 暴雨可能導(dǎo)致山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，某地山坡傾角θ=37°（ sin3 7°=3/5），坡上有質(zhì)量為m的石板 B ，上面覆蓋泥土 A ，兩者處于靜止?fàn)顟B(tài).在暴雨下，泥土 A 浸水后質(zhì)量變?yōu)閙，在短時(shí)間內(nèi)， A與B 動(dòng)摩擦因數(shù)μ1減少為3/8，石板與山坡動(dòng)摩擦因數(shù)μ2減少為0.5， A與B 運(yùn)動(dòng)，計(jì)時(shí)開(kāi)始，在第2 s 末，石板上表面變?yōu)楣饣?不變.當(dāng)泥土 A運(yùn)動(dòng)時(shí)，A離B 下邊緣的距離l=27 m ，山坡足夠長(zhǎng)，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g=10 m/s 2.問(wèn)題：在0～2 s 內(nèi)，泥土 A和石板B 的加速度是多少？泥土 A在石板B 上的總運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少？從該題的題設(shè)條件與問(wèn)題來(lái)看，主要考查牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)，并要求學(xué)生能夠根據(jù)題設(shè)來(lái)分析泥土、石板的受力及運(yùn)動(dòng)過(guò)程.該題在題設(shè)狀態(tài)參量方面，最大難點(diǎn)是石板 B上表面突變光滑后，石板與泥土A的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，泥土加速度增大，石板B變?yōu)閯驕p速運(yùn)動(dòng)，需要判斷B何時(shí)停止，對(duì)臨界狀態(tài)進(jìn)行分析，來(lái)判斷石板先停止還是泥土A先掉落等問(wèn)題.所以說(shuō)，在對(duì)該題題設(shè)條件進(jìn)行改編時(shí)，我們可以從系統(tǒng)損失的機(jī)械能方面來(lái)嘗試.當(dāng)石板B上表面仍然有摩擦力時(shí)，動(dòng)摩擦因數(shù)變?yōu)?/4，能夠保持石板B勻速運(yùn)動(dòng)，可以減少泥土A與石板B運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)的分析難度；如此一來(lái)，就可以讓能力層次低的學(xué)生能夠理清物理情境的變化，完成解題.當(dāng)然，對(duì)于學(xué)習(xí)層次高的學(xué)生，還可以追加更多的問(wèn)題，融入摩擦生熱、做功等物理知識(shí)，增加解題難度，拓展習(xí)題的練測(cè)范圍.

3.3 對(duì)習(xí)題的背景進(jìn)行優(yōu)化與改編

通常，對(duì)習(xí)題的題設(shè)條件、提問(wèn)的方向進(jìn)行改編，是難度較小的改編.而結(jié)合物理背景來(lái)改編題目的背景，實(shí)現(xiàn)新的習(xí)題場(chǎng)景的轉(zhuǎn)換，則改編深度更大.當(dāng)然，改編習(xí)題的背景，主要是對(duì)研究對(duì)象、變更物理環(huán)境等來(lái)實(shí)現(xiàn).從強(qiáng)調(diào)高中物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)上，對(duì)物理情境的改編，因貼近學(xué)生的實(shí)際，關(guān)注熱點(diǎn)，引入理性的思維視角來(lái)面對(duì)物理現(xiàn)象.但是在改編習(xí)題的背景中，要注意重點(diǎn)聯(lián)系社會(huì)實(shí)踐和學(xué)生的生活實(shí)際，尤其是要選擇當(dāng)下國(guó)內(nèi)外的一些熱點(diǎn)事件，如航天事業(yè)方面的內(nèi)容可以同萬(wàn)有引力定律等方面物理知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)系；“003航母”的電磁彈射可以和電磁學(xué)方面習(xí)題進(jìn)行結(jié)合，借助這些貼近生活的習(xí)題背景設(shè)計(jì)，可以更好地使學(xué)生意識(shí)到物理知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用.

例如：有一質(zhì)譜儀示意圖，在結(jié)構(gòu)上有加速電場(chǎng)、靜電分析器、磁分析器等結(jié)構(gòu)組成.在靜電分析器，分布勻強(qiáng)電場(chǎng)為E，通道半徑為R，磁分析器有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B.問(wèn)題有：當(dāng)點(diǎn)A處電量為q、質(zhì)量為m的粒子從靜止經(jīng)加速電場(chǎng)，沿圖示圓弧虛線經(jīng)過(guò)靜電分析器，則加速電場(chǎng)電壓U為多少？對(duì)于粒子由P點(diǎn)進(jìn)入磁分析器，在磁場(chǎng)作用下打在乳膠片點(diǎn)Q，距入射點(diǎn)P的距離有多遠(yuǎn)？該題是綜合了電場(chǎng)、磁場(chǎng)，對(duì)帶電粒子進(jìn)行加速、電場(chǎng)與磁場(chǎng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)等知識(shí)進(jìn)行考查.我們?cè)趯?duì)該題進(jìn)行分析時(shí)，可以將該運(yùn)動(dòng)背景引入到平面直角坐標(biāo)系，設(shè)定某帶電粒子位于坐標(biāo)系第三象限，在加速電場(chǎng)下從靜止開(kāi)始加速，垂直于x軸進(jìn)入第二象限，該粒子距離原點(diǎn)O的距離為R.在第二象限，受到勻強(qiáng)電場(chǎng)的作用，使得粒子能夠垂直于y軸進(jìn)入第一象限.在距離原點(diǎn)為R后，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)作用，粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)60°最終離開(kāi)磁場(chǎng)，再進(jìn)入第四象限.問(wèn)題：?jiǎn)栐摷铀匐妶?chǎng)的電壓U是多少？圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)最小面積是多少？粒子在第一象限的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少？顯然，該題的改編，將原來(lái)的加速電場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的分析，轉(zhuǎn)換到平面坐標(biāo)系，題目形式新穎，考查知識(shí)點(diǎn)綜合，適宜壓軸題.在難度控制上，改編題目背景時(shí)，要給予學(xué)生真實(shí)、未加工的復(fù)雜情境，讓學(xué)生能夠從中逐漸挖掘蘊(yùn)藏的物理模型或條件，突出學(xué)生對(duì)解題思維的形成.不過(guò)，該題在改編中，情境顯得復(fù)雜，時(shí)空關(guān)系抽象，對(duì)學(xué)生的物理素能提出較高要求.3.4 對(duì)習(xí)題的類(lèi)型進(jìn)行優(yōu)化與改編題型的改編，主要結(jié)合物理習(xí)題常見(jiàn)類(lèi)型，如選擇題、實(shí)驗(yàn)題、論述計(jì)算題等，根據(jù)題設(shè)內(nèi)容、改編方向、知識(shí)點(diǎn)覆蓋范圍來(lái)進(jìn)行變換.但是無(wú)論何種習(xí)題類(lèi)型的設(shè)計(jì)，都要貫徹“減負(fù)、增效”理念，提高各種類(lèi)型物理問(wèn)題在輔助學(xué)生高效學(xué)習(xí)方面的效果.

總之，高中物理習(xí)題改編，不外乎從習(xí)題的設(shè)問(wèn)方向、預(yù)設(shè)條件、習(xí)題背景、題型轉(zhuǎn)換等方面來(lái)入手，在實(shí)踐中還值得我們進(jìn)一步探尋.

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［責(zé)任編輯：李 璟］