新课程下的高中物理习题教学.ppt

新课程下的高中物理习题教学,一、新课程下习题教学的目标,二、不同阶段习题教学的目的,三、习题训练的基本功能,四、课堂中习题教学的活动方式,内容提要,一、习题教学的目标,1.知识与技能,基本技能的练习，应该从提高学生科学素养的视角来实施，而不是让学生呆板地进行某种技能的训练，因为随着社会和科学的进步，技能的内容也在与时俱进。,物理概念、规律及其应用通常是高中物理课程习题讲练的重要内容，这是毫无疑问的。,根据高中物理课程标准的要求，了解物理学的基本观点和思想、了解物理学的发展历程、关注科学技术的主要成就和发展趋势、了解物理学对经济与社会发展的影响、运用有关的物理知识解释自然现象和生活中的问题，也都是课程标准所要求的知识目标，它们都应该包括在习题讲练的内容之中。,一、习题教学的目标,2.过程与方法,“方法”通常是指解决某一类问题的做法和步骤，它来源于各种个例共性的抽象。对于解题方法，当前高中物理教学中比较流行的做法是“方法概述应用举例”。,即：先用准确、概括的语言介绍某种方法的意义和步骤，然后用具体的例子来说明它，再用相似的练习题来巩固它。,这种做法的基本特征是“记住”和“套用”，其教学效果值得怀疑。,一、习题教学的目标,2.过程与方法,学生对某一方法的建立需要有具体的感性认识作为基础，而不是来自抽象条文。,解决某类问题的方法，需要对该类个例的共性进行抽象得出，而不是一个问题一种方法。,方法的掌握，贵在能自觉运用，它需要通过不断渗透、以形成科学的思维习惯来达到，而不是灌输。,方法的掌握，需要把它灵活运用于新的情景，以巩固和加深对其理解，并拓展其含义。,个例渗透,抽象概括,运用巩固,拓展提高,一、习题教学的目标,3.态度、精神和习惯,严谨和实事求是,评分标准（摘抄）：本题共5分。用作图法找到光心O给1分，找到一个焦点再给2分，找到第二个焦点再给1分，光路图完整而且正确的再给1分。（光心O和两个焦点的横坐标分别是4.8到5.2之间、7.1到7.9之间、2.1到2.9之间，否则按评分标准扣该项的得分。）,一、习题教学的目标,3.态度、精神和习惯,严谨和实事求是,阅卷的结果标明：不少学生在解答本题时，没有用作图工具进行准确作图，导致透镜和两个焦点的位置达不到评分标准所要求的坐标区间，按评分标准本题将被扣去4分，只能得1分。这些学生的失分既不是知识问题，也不是方法问题，而是解题时的匆促和马虎，其根源是习题教学时过量的题海训练使学生无法进行精细操作，养成了匆促求快、粗制滥造的习惯。,一、习题教学的目标,3.态度、精神和习惯,具体问题具体分析,学生在遇到陌生复杂问题时常常有两种态度：一种是搜索脑海中老师讲过的例题类型，看本题和那种类型的例题吻合，套用解答这种例题的公式，或者直接用这例题的结论进行解答。其思维方式是“回忆”。,是“分析”，不是“回忆”对待复杂的问题的态度,另一种是根据题目的文字叙述，把它转化为具体的物理情景，并进一步转化为具体的物理条件或数学条件，明辨题目情景所体现的物理变化特征，思考物理条件之间的相互制约关系，选择恰当的物理规律，运用合适的数学方法解决问题。其思维方式是“分析”。,前者是一种很有危害性的思维方式。,一、习题教学的目标,3.态度、精神和习惯,具体问题具体分析,把物理问题分成一些类型，让学生感悟和概括某一类问题的解题思路，有利于提高解决问题的能力。,是“分析”，不是“回忆”对待复杂的问题的态度,“掌握解决问题的方法”和“套用解决问题的类型”具有本的质不同,理解情况下的自觉迁移,不理解的情况下生硬模仿,心智行为：分析,心智行为：识记,但是，把方法当成知识来灌输，让学生记住某一类问题的解题套路来套出问题的答案，这并不是好的教学过程。这些“方法”是教师解答大量题目后“悟”出来的，而不是学生的体会。,一、习题教学的目标,3.态度、精神和习惯,具体问题具体分析,是“分析”，不是“回忆”对待复杂的问题的态度,教师平时在课堂中习题教学的做法将影响着学生的思维习惯。学生的思维习惯是学生的基本素质，对学生的终身发展起作用。,把物理问题分成一些类型，让学生感悟和概括某一类问题的解题思路，有利于提高解决问题的能力。,“掌握解决问题的方法”和“套用解决问题的类型”具有本质的不同,但是，把方法当成知识来灌输，让学生记住某一类问题的解题套路来套出问题的答案，这并不是好的教学过程。这些“方法”是教师解答大量题目后“悟”出来的，而不是学生的体会。,一、习题教学的目标,3.态度、精神和习惯,具体问题具体分析,是“分析”，不是“回忆”对待复杂的问题的态度,是“具体分析”，不是“抽象分析”,一、习题教学的目标,3.态度、精神和习惯,具体问题具体分析,是“分析”，不是“回忆”对待复杂的问题的态度,是“具体分析”，不是“抽象分析”,“具体问题抽象分析”，就是抽象地记住某一规律的笼统结论，把它作为问题的答案。其特点是没有考虑物理规律的适用条件，没有从题目的具体条件入手进行符合本题题意的具体分析。,“具体问题具体分析”，是从问题的具体情景入手，分析本题所描述的具体状态和过程，分析本题有关状态、过程中的具体条件及其相互关系，分析和选择本题所适用的具体物理规律和数学手段。,“具体问题具体分析”是学生应具有的一种思维品质。让学生养成具体问题具体分析的习惯，是高中物理习题教学的重要目标。,一、习题教学的目标,3.态度、精神和习惯,正确审题,审题的含义,从题目的陈述中正确辨析出题目所给的具体条件或具体要求的过程。,2004年高考题,一水平放置的水管，距地面高 hl.8m，管内横截面积 S2.0 cm2。有水从管口处以不变的速度v2.0 m/s 源源不断地沿水平方向射出，设出口处横截面上各处水的速度都相同，并假设水流在空中不散开。取重力加速度 g10 ms2，不计空气阻力。求水流稳定后在空中有多少立方米的水。,本题关键在于把题目的陈述转化为平抛运动的具体条件,一、习题教学的目标,3.态度、精神和习惯,正确审题,审题的含义,审题的基本要领是转化：,例：审题的教学过程,审题的要领,把题目的文字表述转化为物理情景；把情景转化为具体的物理条件（或要求）；把物理条件（或要求）转化为数学条件（或要求）。,如图，AO是橡皮绳，BO为不能伸长的细绳，A、B点固定在木板上，木板竖直。绳 OC 穿过定滑轮（摩擦不计），其下端悬吊一个砝码。此时 O 点到达一定位置。问：如果任意改变定滑轮的位置，是否还可以找到不在OC 直线上的另一处，也能使结点 O 到达原来的地方？,例题,AO是橡皮绳，BO为不能伸长的细绳。绳OC穿过定滑轮，其下端悬吊一个砝码。此时O点到达一定位置。问：如果任意改变定滑轮的位置，是否还可以找到不在OC直线上的另一处，也能使结点O到达原来的地方？,合力的大小方向不变,一个分力的方向不变,另一分力的大小不变,另一分力的方向可变,是否还有另一个解,把表述转化为物理条件：,把物理条件转化为数学条件：,平行四边形对角线的长度、位置一定,平行四边形一边和对角线的夹角一定,平行四边形另一边的长度一定,平行四边形另一边和对角线夹角可变,是否还可以作出另一个平行四边形,一、习题教学的目标,3.态度、精神和习惯,正确审题,审题的含义,审题的核心是转化，转化是理解能力的基础；审题需要明辨各要素之间的关系，明辨各要素之间关系的过程就是分析。因此，审题训练过程实际上是发展理解能力和分析能力的过程。,审题的要领,习题教学中重视审题的意义,审题需要建立实践情景跟理论概念之间的联系，审题训练有利于增强学生的实践意识。,正确审题具有较强的目的性和可操作性，有利于形成正确的解决问题的思路，增强学生解决问题的能力。,因此，形成正确的审题习惯是习题教学的重要目标,一、习题教学的目标,3.态度、精神和习惯,另外，让学生养成对答案进行审视的习惯（评估其合理性，思考其多解性），养成借助图形分析物理问题的习惯（借助呈现物理状态和过程的草图、借助各种图象），养成对解答过程进行正确表达的习惯等，也都应该是习题教学的目标。,二、不同阶段习题教学的目的,1.存在的问题,不同教学阶段习题讲练的目的无序、重复、杂乱，这是当前习题教学存在的主要问题之一。,忽视了习题教学目的的全面性。,忽视了习题教学目的的层次性。,“一步到位”不符合科学认知，一步不可能“到位”。,把新课、阶段性复习、高考复习等不同阶段的习题教学，都定位在“理解知识、熟练各种试题类型”这单一目的上，学生的解题能力得不到全面提高。,把新课、阶段性复习、高考复习等不同层次的习题教学，都定位在“高考水平”这个层次上，新课教学的练习题“一步到位”，各个不同阶段的习题教学任务实际上在循环重复，依靠多次重复达到“会”的目的。,二、不同阶段习题教学的目的,2.不同教学阶段习题教学的目的,不少老师反思：高考前两个月做的都是无用功，反映了习题教学目的无序所带来的后果。,目的的有序性是教育科学化的前提，只有分步侧重才能达到能力的“全面”和“深化”。,二、不同阶段习题教学的目的,3.关于新课的习题教学要求的设计,新课后的练习，其目的应侧重于对本课所学知识的正确理解，以突出本课内容为主，应避免不适当的综合，避免对高考要求的“一步到位”。这是因为：,正确理解是灵活运用、综合应用、深化拓展的基础。,达到高考的应试水平，需要各方面的积累，不可能立即到位,知识,分析问题的能力（心智技能水平）,其他素质：工具（语言、数学、图形）、实践体验、转化意识,“一步到位”将会妨碍新课练习目的的落实,音乐、体育都表明：“一步到位”是一种非常业余的做法。,例：对一个高考题考点的分析,2005年高考理综第21题,如图所示，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，K 与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体 a 和 b。气体分子之间相互作用势能可忽略。现通过电热丝对气体 a 加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡A.a 的体积增大了，压强变小了B.b 的温度升高了C.加热后a的分子热运动比 b 的分子热运动更激烈D.a 增加的内能大于 b 增加的内能,两部分分别盛有相同质量、相同温度的同种气体 a 和 b。对气体 a 加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡 A.a 体积增大了，压强变小 了 B.b 的温度升高了 C.加热后a 的分子热运动比 b 更激烈 D.a 增加的内能大于 b 增加的,解答步骤：,a 加热后若体积不变则压强比 b 大，因而活塞向右移动。（气体定律）,平衡后 a、b 压强相等。（平衡条件）,活塞对b做功导致b内能增大，温度升高。（热力学第一定律）,b 温度升高、体积缩小导致 b 的压强增大。（气体定律）,a、b初体积相等，a末体积比b大，压强相等，故a温度比b高（气体定律）,a 的温度升高比b多，a 增加的内能比 b 多。（内能的概念）,本题只有一小部分内容涉及热力学第一定律问题，学生的思维活动主要围绕着综合运用气体定律的知识来进行，如果把它作为热力学第一定律新课后的练习题，本题对学生全面理解、巩固热力学第一定律起到一定的干扰作用。,两部分分别盛有相同质量、相同温度的同种气体 a 和 b。对气体 a 加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡 A.a 体积增大了，压强变小 了 B.b 的温度升高了 C.加热后a 的分子热运动比 b 更激烈 D.a 增加的内能大于 b 增加的,解答步骤：,a 加热后若体积不变则压强比 b 大，因而活塞向右移动。（气体定律）,平衡后 a、b 压强相等。（平衡条件）,活塞对b做功导致b内能增大，温度升高。（热力学第一定律）,b 温度升高、体积缩小导致 b 的压强增大。（气体定律）,a、b初体积相等，a末体积比b大，压强相等，故a温度比b高（气体定律）,a 的温度升高比b多，a 增加的内能比 b 多。（内能的概念）,热力学第一定律新课后有许多需要巩固的知识：例如对公式中三个量相互制约关系的理解；Q、E正负号的物理含义及相关情景；W正负号的过程表现；绝热膨胀致冷等体现热力学第一定律现象的解释；对气体定压和定容下的比热容不同等物理规律的理解；生活中机械能和内能转换的估（计）算；等等。“一步到位”将对以上知识的巩固造成冲击。,三、习题训练的基本功能,1.巩固,通过对所学知识的复述、转化和具体应用，达到巩固、活化、深化所学知识的目的。,2.检测,发现学习和教学中的缺陷（包括知识和其他学习素质的缺陷），实现对学习和教学的反馈。,3.建构,通过解答一系列有序的问题，从各个方面全面理解某一知识，完善对知识的建构。在一定程度上达到解读教科书的目的。,例：关于“万有引力定律”的练习题设计,历史的足迹,太阳对行星的引力跟它们距离平方成反比,（因为左式中42 k是常量）,1.,历史的足迹,太阳对行星的引力跟它们距离平方成反比,太阳对行星的引力跟它们质量乘积成正比,4.由上题，质量M 的太阳对质量m 的行星引力F 的关系式是。,（1）对关系式中F 来说，m是施力星体还是受力星体的质量？,（2）如果用“施力星体”或“受力星体”来概括关系式中两星体间引力F 跟 m 的关系，可以得出什么猜想？,（3）行星对太阳也有引力，由以上猜想，该引力F跟太阳质量M 有何关系？为什么？,（受力星体的质量）,（星体对星体的引力跟受力星体的质量成正比）,5.由第2、4题结论：，F 和F 是一对作用力和反作用力，因此可以得出F大小跟太阳质量M、行星质量m的关系式是 什么？,历史的足迹,太阳对行星的引力跟它们距离平方成反比,太阳对行星的引力跟它们质量乘积成正比,6.我们通过行星运动的规律，可以推导出太阳和行星之间的引力跟太阳质量与行星质量的乘积成正比、跟太阳与行星距离的二次方成反比。这样，我们就可以得出结论：“自然界两个物体之间的相互引力跟两物体质量的乘积成正比、跟两物体距离的二次方成反比，这就是万有引力定律。”以上结论的形成，有没有不科学的地方？,月地检验,（从行星运动推出的引力规律，也许适用与万物之间，但这只是一种猜想。天上和地下是不是遵循同样的规律，还要经过检验。）,历史的足迹,太阳对行星的引力跟它们距离平方成反比,太阳对行星的引力跟它们质量乘积成正比,7.地球表面的重力加速度是9.8m/s2，地球的半径r6.37106 m。已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径R3.84108 m，周期是 27.3 天。请证明：地球吸引月球的力跟地球吸引地面上苹果的力是同一种力。,月地检验,（月球绕地球运动的向心加速度和苹果的自由落体加速度，都是地球引力产生的，其大小符合“和地心距离的二次方成反比”的规律。）,历史的足迹,太阳对行星的引力跟它们距离平方成反比,太阳对行星的引力跟它们质量乘积成正比,8.,月地检验,万有引力定律和引力常量,以上练习题选摘自人教社物理室编高中物理课程标准教科书同步训练（物理套餐）,学生系统地解答上述习题的过程，实际上就是对“万有引力定律的发现”这一知识进行建构的过程。,三、习题训练的基本功能,1.巩固,通过对所学知识的复述、转化和具体应用，达到巩固、活化、深化所学知识的目的。,2.检测,发现学习和教学中的缺陷（包括知识和其他学习素质的缺陷），实现对学习和教学的反馈。,3.建构,通过解答一系列有序的问题，从各个方面全面理解某一知识，完善对知识的建构。在一定程度上达到解读教科书的目的。,要实现习题训练帮助学生完善知识建构的工作，其练习题必须按照知识结构的线索进行设计和编排，而不能东一枪西一炮。（以反映教学内容的主题为线索，而不是以题型为线索）,四、课堂中习题教学的活动方式,1.例题讲解,教师通过讲授和板书，对例题进行分析和解答，并根据需要，对例题进行变通或拓展，对解决问题的方法进行概括和迁移应用。,3.进行实验,对例题的结论用实验进行验证，或者对物理实验所提供的真实信息作出分析。从感性上理解例题中的相关物理过程，在分析实验数据中养成实事求是的态度。,2.课堂练习,学生经历自主解决问题的过程，教师作针对性的适时讲评，达到对所学物理知识的及时巩固和师生现场反馈的目的。,四、课堂中习题教学的活动方式,4.操作体验,对例题的情景进行实际操作，获得体验，建立理论和实际的联系，强化实践意识。,6.学术游戏,创设与例题内容相关的有趣情景和规则，让学生参与游戏或观察游戏，达到对例题中有关知识的直观认识和深入理解，或者增强解决问题的有关意识。,5.动画视频,用多媒体等手段，对例题中有关情景的呈现方式进行优化，以获得对例题物理过程形象、清楚、深刻的理解；通过演播反映例题情景的真实录像，强化实践意识，提高“情景”与“物理条件”的转化能力。,习题训练之所以长期以来在各地都普遍重视，就是因为它是一种学生自主学习的过程，学生在这个过程中能巩固知识、检测成果、领悟方法、增强能力。,但是，由于对习题训练缺乏深入研究，很多地方已把它演变成了一种“题海”。训练盲目、杂乱、过量、单调和简单重复。,结 束 语,如何把习题训练的盲目变为目标明确，把杂乱变为目的有序，把过量变为份量适度，把单调变为形式多样，把简单重复变为针对性强，这是新课程背景下习题教学研究的一个极有现实意义和理论价值的课题。,但是，由于对习题训练缺乏深入研究，很多地方已把它演变成了一种“题海”。训练盲目、杂乱、过量、单调和简单重复。,如何把习题训练的盲目变为目标明确，把杂乱变为目的有序，把过量变为份量适度，把单调变为形式多样，把简单重复变为针对性强，这是新课程背景下习题教学研究的一个极有现实意义和理论价值的课题。,本发言是这个话题的一些局部思考，热忱欢迎质疑。谢谢大家！,