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高中物理习题改编方法探析论文

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2024-02-02 09:25:30    来源:    作者:heting

摘要:在“双减”政策下,习题、模拟题等作业相关的内容都要进行重新界定,具体就是要立足于“减负+增效”视角,对习题改编方法进行革新,力求可以为学生提供精简化、高效化的习题.本文在明确高中物理习题改编必要性的基础上,重点对其改编原则与方法进行了探析,希望可以有效提高高中物理习题改编质量.

  摘要:在“双减”政策下,习题、模拟题等作业相关的内容都要进行重新界定,具体就是要立足于“减负+增效”视角,对习题改编方法进行革新,力求可以为学生提供精简化、高效化的习题.本文在明确高中物理习题改编必要性的基础上,重点对其改编原则与方法进行了探析,希望可以有效提高高中物理习题改编质量.

  关键词:高中物理,习题改编,改编方法

  近年来,各地高考物理习题在命题方向上具有多样性,但考虑到不同习题在构成要素、价值取向、与课程标准之间的差异性,改编习题成为教师优选练测内容的重要途径.本文结合笔者的教学实际经验,就习题改编的方法进行归纳与梳理.

  1高中物理习题改编的必要性

  随着“双减”政策的贯彻,以“减负+增效”为主题的新一轮课改理念在各学科教学中得到了广泛普及.物理学科本身的知识点具有抽象性与实践性等特征,为了帮助高中生牢固掌握及灵活运用这些物理知识,必须要借助一定量的练习题来巩固学生所学.然而,以往侧重“题海战术”的习题设计思路,或者单纯要求学生完成教材中各章节后面的习题,不符合“双减”政策下教学的新要求.因为这种习题设计思路既没有为学生“减负”,也没有实现“增效”目标,整体的物理习题设计质量不佳.从这个角度来讲,为了促进高中物理习题设计质量提升,就必须要融合“双减”背景下的“减负+增效”理念,对物理习题进行重新改编及设计,保证可以借助优化设计的物理习题来支持高中生更加高效地理解与掌握所学的物理知识,帮助他们养成善于思考、独立学习等良好学习习惯.

  2高中物理习题改编的基本原则

  2.1对标物理核心素养

  核心素养是新课标下各学科教学的根本出发点,是保障物理学科教学向高质量发展的一个核心教育主线.核心素养培养的目标与内涵为高中物理教学指明了前进与努力的方向.在改编物理习题过程中要紧密贴合核心素养培养的基本内涵与目标,保证习题内容设计可以始终立足于培养学生物理核心素养,如物理习题的内容、方式设计上要促进学生物理思维能力、探究能力等关键物理能力发展,不能够脱离物理核心素养培养的内涵及要求来进行物理习题设计,否则都不能称得上是高质量的物理习题.2.2从重量向重质转变在改编物理习题过程中,要彻底摒弃以往“重量”的题海战术设计思路,紧密联系“双减”背景下的减负与增效要求,在物理习题改编的“质量”层面上下功夫,保证可以为学生设计一些重点突出、内容新颖、目的明确的物理习题.基于物理习题的训练,可以帮助学生掌握一种或一类物理问题的解题思路或方法,而不是要让学生仅仅会解决某一道物理习题,这样的习题改编方式是不可取的,也是低效的.比如,在习题改编中可以多融合“一题多解”“一题多变”等思路,借助这种习题设计方式来锻炼学生思维的灵活性,提高物理问题解决能力.

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  2.3突出习题的层次性

  尊重学生个体差异性是保障物理教学质量的基本原则之一,也是提高物理习题改编质量中需要遵从的基本原则.在习题进行改编过程中同样不可忽视这一基本原则,因为高中生在智力、学习能力等方面都存在一定差距,“一刀切”的习题改编方式不能满足全体高中生自身的学习需求,甚至会因为超过部分学生的认知与能力后对他们自主解题的自信心造成打击,进而直接影响他们物理习题解题能力的发展.因此,在改编物理习题过程中要注意从契合学生自身的认知能力发展视角出发,灵活地选择一些难度各不相同的层次化作业,以此来满足不同学生自身的训练需求,借助由易到难的解题训练也更加契合他们的思维与认知发展规律,保证习题改编的整体质量.

  3高中物理习题改编的有效方法

  3.1对习题的设问方向进行优化与改编

  高中物理习题改编,应该保持良好的信度和效度,能够融入知识点学习,体现习题的学习难度与层次.而对于习题的设问,往往是命题人的最基本要求.但是,根据学生对不同物理概念、知识点的理解情况,设问的方向既要保持基础性,又要突出挑战性,还要兼顾学生的学习思维品质.在一些典型习题中,题目除了已设问题外,还可能增加一些拓展性问题,这些问题,既要考虑基础知识和应用,还要增强问题的综合性、挑战性以及思维的发散性等,以此体现物理学科的特点,能够兼顾不同学生的阶梯性学习需求.

  例1在竖直坐标系x Oy中,有一沿Ox轴负方向的匀强电场,某带电量为2.5×10-7 C,质量为1×10-5 kg的小球,从原点O沿y轴以某一初速度竖直向上抛出,达到最高点位置为Q(1.6,3.2).不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2.问:小球带何种电荷?小球初速度及匀强电场的电场强度大小?小球从原点抛出到落到x轴,其电势能改变量为多少?对该题进行解析可知,本题设包含了匀强电场、抛物线运动、电势能等知识点,信息量大,考查的知识点多,也为我们改编题设创造了条件.根据本题提问内容,我们还可以尝试从以下方向来设置问题:小球在抛出过程中,在竖直方向的运动性质,并计算初速度大小?小球在抛出过程中,从原点O到顶点Q所用时间?根据对匀强电场大小的计算,还可以设置小球在Q点的速度大小,在下落到x轴的运动时间,以及从原点O抛出到落回x轴所发生的位移大小?另外,根据小球从O点到落到x轴电势能变化,还可以设置动能的改变量以及落到x轴时的速度,还有画出小球从原点抛出到回到x轴的整个运动轨迹.可见,对于该题改编的尝试,从考点的多元化、题设难度的多层性上,融合了知识点与物理思维等内容,各个问题之间具有不同的关联性.当然,改编题设方向,还要考虑学生的学习实际,考虑到题设之间的阶梯性、渐进性、难度的层级性,并能够将物理学相关知识点进行整合,如静电场知识、运动轨迹、受力分析、动能定理、牛顿第二定律等进行渗透,实现学生对物理知识的正向迁移.

  3.2对习题的预设条件进行优化与改编

  在一道习题里,题设条件也可以进行改编.如扩大题设的涵盖范围,降低题设解题难度,等,从不同的题设条件改编中,来适应学生物理解题实际.当然,在题设条件改编上,主要是对模型参量、状态参量、过程参量等进行改编.基于问题范围的扩大,可以针对某一物理知识点进行外延,借助习题设计的方式来开阔学生的视野,让他们对相关物理知识点或者性质、规律等方面知识形成深刻认知,更好地助力他们物理综合素质的全面发展.

  例2暴雨可能导致山体滑坡等地质灾害,某地山坡倾角θ=37°(sin37°=3/5),坡上有质量为m的石板B,上面覆盖泥土A,两者处于静止状态.在暴雨下,泥土A浸水后质量变为m,在短时间内,A与B动摩擦因数μ1减少为3/8,石板与山坡动摩擦因数μ2减少为0.5,A与B运动,计时开始,在第2 s末,石板上表面变为光滑,μ2不变.当泥土A运动时,A离B下边缘的距离l=27 m,山坡足够长,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2.问题:在0~2s内,泥土A和石板B的加速度是多少?泥土A在石板B上的总运动时间是多少?从该题的题设条件与问题来看,主要考查牛顿第二定律、匀变速直线运动,并要求学生能够根据题设来分析泥土、石板的受力及运动过程.该题在题设状态参量方面,最大难点是石板B上表面突变光滑后,石板与泥土A的运动状态,泥土加速度增大,石板B变为匀减速运动,需要判断B何时停止,对临界状态进行分析,来判断石板先停止还是泥土A先掉落等问题.所以说,在对该题题设条件进行改编时,我们可以从系统损失的机械能方面来尝试.当石板B上表面仍然有摩擦力时,动摩擦因数变为1/4,能够保持石板B匀速运动,可以减少泥土A与石板B运动状态的分析难度;如此一来,就可以让能力层次低的学生能够理清物理情境的变化,完成解题.当然,对于学习层次高的学生,还可以追加更多的问题,融入摩擦生热、做功等物理知识,增加解题难度,拓展习题的练测范围.

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  3.3对习题的背景进行优化与改编

  通常,对习题的题设条件、提问的方向进行改编,是难度较小的改编.而结合物理背景来改编题目的背景,实现新的习题场景的转换,则改编深度更大.当然,改编习题的背景,主要是对研究对象、变更物理环境等来实现.从强调高中物理核心素养培养上,对物理情境的改编,因贴近学生的实际,关注热点,引入理性的思维视角来面对物理现象.但是在改编习题的背景中,要注意重点联系社会实践和学生的生活实际,尤其是要选择当下国内外的一些热点事件,如航天事业方面的内容可以同万有引力定律等方面物理知识点进行联系;“003航母”的电磁弹射可以和电磁学方面习题进行结合,借助这些贴近生活的习题背景设计,可以更好地使学生意识到物理知识在现实生活中的应用.

  例如:有一质谱仪示意图,在结构上有加速电场、静电分析器、磁分析器等结构组成.在静电分析器,分布匀强电场为E,通道半径为R,磁分析器有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感强度为B.问题有:当点A处电量为q、质量为m的粒子从静止经加速电场,沿图示圆弧虚线经过静电分析器,则加速电场电压U为多少?对于粒子由P点进入磁分析器,在磁场作用下打在乳胶片点Q,距入射点P的距离有多远?该题是综合了电场、磁场,对带电粒子进行加速、电场与磁场、匀速圆周运动等知识进行考查.我们在对该题进行分析时,可以将该运动背景引入到平面直角坐标系,设定某带电粒子位于坐标系第三象限,在加速电场下从静止开始加速,垂直于x轴进入第二象限,该粒子距离原点O的距离为R.在第二象限,受到匀强电场的作用,使得粒子能够垂直于y轴进入第一象限.在距离原点为R后,进入匀强磁场作用,粒子发生偏转60°最终离开磁场,再进入第四象限.问题:问该加速电场的电压U是多少?圆形匀强磁场最小面积是多少?粒子在第一象限的运动时间是多少?显然,该题的改编,将原来的加速电场、匀强电场、匀强磁场的分析,转换到平面坐标系,题目形式新颖,考查知识点综合,适宜压轴题.在难度控制上,改编题目背景时,要给予学生真实、未加工的复杂情境,让学生能够从中逐渐挖掘蕴藏的物理模型或条件,突出学生对解题思维的形成.不过,该题在改编中,情境显得复杂,时空关系抽象,对学生的物理素能提出较高要求.

  3.4对习题的类型进行优化与改编

  题型的改编,主要结合物理习题常见类型,如选择题、实验题、论述计算题等,根据题设内容、改编方向、知识点覆盖范围来进行变换.但是无论何种习题类型的设计,都要贯彻“减负、增效”理念,提高各种类型物理问题在辅助学生高效学习方面的效果.

  总之,高中物理习题改编,不外乎从习题的设问方向、预设条件、习题背景、题型转换等方面来入手,在实践中还值得我们进一步探寻.

 

参考文献:

  [1]昌春香.新课程改革高中物理课堂习题教学设计与实践方法探析[J].教育界,2020(33):35-36.

  [2]邓旭,李博,侯恕.高观点视角下高中物理解题方法探析:以基尔霍夫方程组解决复杂电路问题为例[J].理科考试研究,2020,27(15):37-39.