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物理习题是学习物理过程中必不可少的环节之一。相比常规性物理习题,探究型习题,开放型习题和生活趣味型习题三种新型物理习题在培养学生综合能力,提升学生的物理素质等方面突显出更多的优势。下面就简要地谈一下三种新型物理习题及其对物理习题改革的启示。
1探究性物理习题
例(1)试设计实验来验证合力与分力的等效替代效果,并找出合力与分力之间的关系。
(2)请同学们自行验证物体所受的滑动摩擦力与那些因素有关,且存在怎样的关系。
伴随着探究式教学逐步成为日常教学模式,探究型习题也日益增多。探究型习题往往在题干中明确探究的目的,要求学生亲自完成探究论证过程,从而得出结论。学生完成探究型习题必然经历这样的过程:提出科学假想,设计试验方案并对其进行可行性论证从而确定方案,实施论证方案并总结归纳得出结论。学生经历了类似于课堂探究式教学的相似过程。不同的是:在课堂探究式教学过程中,学生是在教师的指导下完成探究题目;在完成探究性物理习题的过程中更多依靠的是自身或者团体的综合能力。由于摆脱了课堂教学的时间和环境因素的限制,学生在自主探究过程中具有更大的灵活性。在实施探究的同时,学生不但形成了“科学假想——实验验证”的科学方法,分析判断能力,实际操作技能,观察能力,归纳总结能力,甚至是表达能力(小组成员彼此之间需要交流想法,需要向老师和同学阐述探究过程)都可以得到提升。学生完成探究过程实质是亲身经历和体会了物理学前辈们对物理规律的发现历程,不但可以更深刻地理解物理知识,而且获得了愉悦的身心体验,从而激励了探究的兴趣,增强了学好物理的信心。
2开放型物理习题
例(1)t=0时刻,一平直公路上,两辆初速度为零的车分别以3m/s2和6m/s2大小的恒定加速度运动。求t=10s时,两辆车的距离。
(2)请针对宇航员“漂浮”于地球外层空间的照片(略)展现的情景,提出两个与物理知识相关的问题(所提问题可以涉及力学、热学、光学等各个部分,只需提出问题,不必做出回答和解释)
(3) 利用所学知识,请同学们举例说明如何确定物体的重心
开放型习题打破了常规习题的条件完备,答案唯一的模式,力求让学生多角度,多渠道,富有创造性的解决问题。开放型习题常具有一个或多个以下特征:条件开放(解题条件不齐备或者条件多余需要筛选),过程开放(解题策略多样化),结论开放(答案非唯一化)。例(1)属于条件开放型习题。求解此题,学生还需要自行补充条件,比如假设两车是“同一地点同一方向出发”或者是“同一地点不同方向出发”甚至是“不同地点不同方向出发”等等。例(2)属于典型的结论开放型问题,题干中明确了与物理知识相关的问题都可以作为它的答案,如“宇航员是否受力平衡?宇航员还受地球引力作用吗?宇航员所处的太空气温如何?宇航员逆着太阳光和顺着太阳光观察太空有什么不同吗?”。例(3)则是典型的过程开放型问题,因为确定重心的方法是多样化的,如作图法,悬线法,寻找支点法等。开放型习题让学生多层次,多侧面地思考并解决问题,让思维向更广阔,更深刻的方向发展,帮助突破思维定势的负面影响,积极地促进了以发散思维为核心的创造性思维能力的发展,增强了学生的创新意识。
另外,开放型习题还能培养学生搜集资料的能力,提出问题的能力和批判思维能力:实际上,学生要想较为理想地完成开放型习题,就必然需要充分地利用以前的知识基础,如果条件允许还要查阅并搜集相关的资料,做相关的实验。在这一过程中,学生也在不断地提出问题,并解答疑惑。当学生给予一道开放型习题多种解答的可能时,在他的内心早已对这些可能的解答形成了一定的认识和评价,促进了批判思维和元认知的发展。
3生活趣味型物理习题
例(1)试分析为什么“背越式”跳高优于“跨越式”跳高。
(2)帆船在逆风的情况下仍能只依靠风力破浪潜行。加拿大运动员还曾在逆风情况下行驶帆船创下了平均225km/h的世界记录。请问,如何操纵帆船才能使船“逆风”前行。
常规的物理习题呈现给学生的大都是已经从物理现象中提炼出来的纯理论知识情景,它往往让学生感觉所学知识与实际生活脱节,不能体会所学知识的运用价值,从而使学生对物理学习的意义产生了怀疑,降低了学生物理学习的动机水平。相反,趣味型物理习题却更侧重于培养学生分析,解决实际物理问题的能力。其呈现方式让学生感觉到物理知识与生活的联系是如此的紧密,意识到物理学习的必要性与重要性。只有学生具备了利用书本知识解决实际物理问题的能力,才能使学生在能力范围内对生活中的物理现象给予合理的解释,从而提高了学生的基本物理素养。
我们知道“背越式”跳高优于“跨越式”跳高可以用‘重心’的相关知识来分析解答,而“逆风”行船的问题也可以通过‘力的分解’的相关知识来解答。但是,在解决此类问题的过程还需要结合具体的生活事实,比如我们需要明白“背越式”跳高和“跨越式”跳高的差异,需要知道所谓的‘逆风’行船并非是完全迎风前进。因此,解答这类习题更唤起了学生对生活中物理现象的关注,引导学生去挖掘生活中的物理原理。
4新型物理习题对物理习题改革的启示
新型物理习题在知识的考查方面仍然具备系统和完整性。它与常规性物理习题不同的是,它们更关注于学生完成习题的过程和在此过程中掌握的物理科学方法,增长的综合能力以及对物理学科形成的情感态度。这与新课程标准提出的课堂教学三维目标(“知识与技能”,“过程与方法”,“情感态度与价值观”)是协调一致的。因此,它是实现物理课堂教学三维目标的要求和保障。
然而,常规性的物理习题只侧重于对物理知识的考查,在一定程度上忽视了学生的综合能力和物理素质的提升。当学生长期被要求完成超量的常规性物理习题后,他们只需要依靠机械的记忆过程来完成熟悉的习题。当他们面对较为新颖的物理题型或实际物理问题时将会束手无策。因此,常规性物理习题具有改革的需要,建议教师呈现给学生适量且适当的物理习题:即要有常规型物理习题,也要有新颖型物理习题,包括探究型,开放型和生活趣味型物理习题等。以此来补充常规性物理习题的不足,让学生在掌握物理知识的同时,探究能力,创造性思维能力和解决实际问题的综合能力都得到提升。同时需要注意提供给学生的新颖题型,需要经过教师慎重的选择和判断。教师应根据最近发展区原理,结合学生的实际水平提供给学生难易程度适中的习题。只有这样才能激发学生的物理学习兴趣,让学生发挥最大的潜力,收获最大的成功。
(栏目编辑黄懋恩)
1探究性物理习题
例(1)试设计实验来验证合力与分力的等效替代效果,并找出合力与分力之间的关系。
(2)请同学们自行验证物体所受的滑动摩擦力与那些因素有关,且存在怎样的关系。
伴随着探究式教学逐步成为日常教学模式,探究型习题也日益增多。探究型习题往往在题干中明确探究的目的,要求学生亲自完成探究论证过程,从而得出结论。学生完成探究型习题必然经历这样的过程:提出科学假想,设计试验方案并对其进行可行性论证从而确定方案,实施论证方案并总结归纳得出结论。学生经历了类似于课堂探究式教学的相似过程。不同的是:在课堂探究式教学过程中,学生是在教师的指导下完成探究题目;在完成探究性物理习题的过程中更多依靠的是自身或者团体的综合能力。由于摆脱了课堂教学的时间和环境因素的限制,学生在自主探究过程中具有更大的灵活性。在实施探究的同时,学生不但形成了“科学假想——实验验证”的科学方法,分析判断能力,实际操作技能,观察能力,归纳总结能力,甚至是表达能力(小组成员彼此之间需要交流想法,需要向老师和同学阐述探究过程)都可以得到提升。学生完成探究过程实质是亲身经历和体会了物理学前辈们对物理规律的发现历程,不但可以更深刻地理解物理知识,而且获得了愉悦的身心体验,从而激励了探究的兴趣,增强了学好物理的信心。
2开放型物理习题
例(1)t=0时刻,一平直公路上,两辆初速度为零的车分别以3m/s2和6m/s2大小的恒定加速度运动。求t=10s时,两辆车的距离。
(2)请针对宇航员“漂浮”于地球外层空间的照片(略)展现的情景,提出两个与物理知识相关的问题(所提问题可以涉及力学、热学、光学等各个部分,只需提出问题,不必做出回答和解释)
(3) 利用所学知识,请同学们举例说明如何确定物体的重心
开放型习题打破了常规习题的条件完备,答案唯一的模式,力求让学生多角度,多渠道,富有创造性的解决问题。开放型习题常具有一个或多个以下特征:条件开放(解题条件不齐备或者条件多余需要筛选),过程开放(解题策略多样化),结论开放(答案非唯一化)。例(1)属于条件开放型习题。求解此题,学生还需要自行补充条件,比如假设两车是“同一地点同一方向出发”或者是“同一地点不同方向出发”甚至是“不同地点不同方向出发”等等。例(2)属于典型的结论开放型问题,题干中明确了与物理知识相关的问题都可以作为它的答案,如“宇航员是否受力平衡?宇航员还受地球引力作用吗?宇航员所处的太空气温如何?宇航员逆着太阳光和顺着太阳光观察太空有什么不同吗?”。例(3)则是典型的过程开放型问题,因为确定重心的方法是多样化的,如作图法,悬线法,寻找支点法等。开放型习题让学生多层次,多侧面地思考并解决问题,让思维向更广阔,更深刻的方向发展,帮助突破思维定势的负面影响,积极地促进了以发散思维为核心的创造性思维能力的发展,增强了学生的创新意识。
另外,开放型习题还能培养学生搜集资料的能力,提出问题的能力和批判思维能力:实际上,学生要想较为理想地完成开放型习题,就必然需要充分地利用以前的知识基础,如果条件允许还要查阅并搜集相关的资料,做相关的实验。在这一过程中,学生也在不断地提出问题,并解答疑惑。当学生给予一道开放型习题多种解答的可能时,在他的内心早已对这些可能的解答形成了一定的认识和评价,促进了批判思维和元认知的发展。
3生活趣味型物理习题
例(1)试分析为什么“背越式”跳高优于“跨越式”跳高。
(2)帆船在逆风的情况下仍能只依靠风力破浪潜行。加拿大运动员还曾在逆风情况下行驶帆船创下了平均225km/h的世界记录。请问,如何操纵帆船才能使船“逆风”前行。
常规的物理习题呈现给学生的大都是已经从物理现象中提炼出来的纯理论知识情景,它往往让学生感觉所学知识与实际生活脱节,不能体会所学知识的运用价值,从而使学生对物理学习的意义产生了怀疑,降低了学生物理学习的动机水平。相反,趣味型物理习题却更侧重于培养学生分析,解决实际物理问题的能力。其呈现方式让学生感觉到物理知识与生活的联系是如此的紧密,意识到物理学习的必要性与重要性。只有学生具备了利用书本知识解决实际物理问题的能力,才能使学生在能力范围内对生活中的物理现象给予合理的解释,从而提高了学生的基本物理素养。
我们知道“背越式”跳高优于“跨越式”跳高可以用‘重心’的相关知识来分析解答,而“逆风”行船的问题也可以通过‘力的分解’的相关知识来解答。但是,在解决此类问题的过程还需要结合具体的生活事实,比如我们需要明白“背越式”跳高和“跨越式”跳高的差异,需要知道所谓的‘逆风’行船并非是完全迎风前进。因此,解答这类习题更唤起了学生对生活中物理现象的关注,引导学生去挖掘生活中的物理原理。
4新型物理习题对物理习题改革的启示
新型物理习题在知识的考查方面仍然具备系统和完整性。它与常规性物理习题不同的是,它们更关注于学生完成习题的过程和在此过程中掌握的物理科学方法,增长的综合能力以及对物理学科形成的情感态度。这与新课程标准提出的课堂教学三维目标(“知识与技能”,“过程与方法”,“情感态度与价值观”)是协调一致的。因此,它是实现物理课堂教学三维目标的要求和保障。
然而,常规性的物理习题只侧重于对物理知识的考查,在一定程度上忽视了学生的综合能力和物理素质的提升。当学生长期被要求完成超量的常规性物理习题后,他们只需要依靠机械的记忆过程来完成熟悉的习题。当他们面对较为新颖的物理题型或实际物理问题时将会束手无策。因此,常规性物理习题具有改革的需要,建议教师呈现给学生适量且适当的物理习题:即要有常规型物理习题,也要有新颖型物理习题,包括探究型,开放型和生活趣味型物理习题等。以此来补充常规性物理习题的不足,让学生在掌握物理知识的同时,探究能力,创造性思维能力和解决实际问题的综合能力都得到提升。同时需要注意提供给学生的新颖题型,需要经过教师慎重的选择和判断。教师应根据最近发展区原理,结合学生的实际水平提供给学生难易程度适中的习题。只有这样才能激发学生的物理学习兴趣,让学生发挥最大的潜力,收获最大的成功。
(栏目编辑黄懋恩)