如何提高物理习题教学的有效性

　　物理习题教学是中学物理教学的重要环节之一，是教学效果反馈的重要渠道。学生在新授课上能初步掌握所学的概念、规律，但是理解往往只是表面的、片面的、孤立的，只有通过适当的具体的物理习题的解决，才能从不同的侧面、不同的角度完善对概念、规律的理解、巩固与深化所学的概念、规律。同时物理习题教学对于培养学生的创新能力是一条有效的途径，不但可以帮助学生提高解题技巧、分析问题和解决问题的能力，而且能通过习题教学培养学生思维的深刻性、发散性、灵活性、全面性和独创性等。
　　物理学科的特点决定着物理学科教学存在学生听懂、看懂容易，而做题难的问题，所以提高物理习题教学的有效性就显得尤为重要。下面我根据自己的教学实践谈谈提高物理习题教学有效性的一些做法。
　　一、精心选取和设计习题，提高习题教学的有效性
　　1.关注三维目标。
　　一个好的习题就是一个科学的问题，选取习题时应当选用有实际科技背景或以真实的物理现象为依据的问题，要能激发学生的兴趣，调动学生学习的积极性和自主性，在习题的选编、设计中不但要注意培养、训练“知识与技能”，而且要注意对“方法与过程”的训练，加强学生对物理情景、过程的分析，解题规律的总结，要能达到举一反三、触类旁通，更要注意“情感、态度与价值观”的训练。
　　例1：夏天，小明从冰箱冷冻室中取出几个冰块，放入装有常温矿泉水的杯中。过一会儿，他用吸管搅动冰块，发现这几个冰块“粘”到一起了，如图1所示。请解释这个现象。
　　此题为期中考试前的一道练习题，在试卷的批阅过程中发现，绝大部分学生不知该如何进行解答，或答非所问，找不到解题的关键。比如有的学生答：“因为冰块温度比较低，要从水中吸热熔化，所以粘在一起。”有的答：“是因为有水结冰，所以粘在一起。”等等。很显然学生对于此题没有真正理解、没有形成正确的解答思路。让学生真正地理解此题，形成正确的解答思路，我设计了一系列的子问题：
　　问题1：什么原因使冰块粘在一起的？（冰块为什么会粘在一起？）
　　问题2：杯中的冰全部结冰了吗？如果不是，是哪部分的水结冰的？
　　问题3：冰块附近的水为什么会结冰？
　　问题4：（追问）水放热就一定结冰吗？
　　问题5：好！达到凝固点！那么，现在归纳一下，水结冰的条件。
　　问题6：水的凝固点是多少？
　　问题7：当水的温度降到0℃时，还需满足什么条件才能继续放热，从而凝固？
　　问题8：冰块要能继续吸热，需要满足什么条件？
　　在上述8个问题充分解决之后，学生已经掌握了此题的解答：“冰块温度低于0℃，放入水中冰块吸热，当冰块附近的水温度降到0℃时，冰块的温度仍然低于0℃，冰块继续吸热，冰块附近的水放热，凝固成冰，所以几块冰块粘在一起。”这样通过一系列子问题的设计、解决，引导学生逐步得出一个复杂问题的答案，不但每一个小问题学生都可以独立完成，而且问题的设计符合启发式和循序渐进的要求，学生能体验到解决问题的乐趣，增强自信心和求知欲望，并且可以从中体会到解决复杂问题的基本思路，清晰地认识到一个完整的思维过程，不但解决了问题，锻炼了思维能力和解决问题的能力。分析引导过程也充分体现了重过程、轻结果的新课程理念，体现了新课程的三维目标。
　　2.物理习题的设计、选取、编制应体现将物理知识应用于生活、生产、科技的意识。
　　例2：2008年我省发生了特大冰灾，地面覆盖着厚厚的积雪，高压电线上凝结了厚厚的冰柱（如图2所示），很多电线和高压塔因不堪重负而被拉断、压垮。冰灾期间，经过一个无雨、无雪的寒冷夜晚，小明发现户外电线上的冰柱变粗了，你认为冰柱增粗的主要原因是（B）。
　　A.白天温度高，电线和冰柱遇热膨胀
　　B.空气中的水蒸气遇到原冰柱变成了冰
　　C.空气中的水珠遇到原冰柱后凝固成冰
　　D.空气中的二氧化碳遇到原冰柱变成了干冰
　　此题所创设的情景充满浓郁的生活气息，把物理习题跟生活、生产实际结合起来，将生产、生活中的现实问题转化为物理问题，注重社会实践，将生活问题物理化，物理问题生活化，让学生很自然地接受身边就有物理，物理就实实在在地存在于平凡的现实生活中，充分体现了新课程理念“从生活走向物理，从物理走向社会”。
　　3.循序渐进、注重层次。
　　学生初次接触到某个概念、规律有一个逐步学会的过程，如果把过难的题“一次到位”地摆在学生面前，甚至把经典的中考试题、综合试题放到学生面前，这样不但会挫伤学生学习的积极性，而且会让学生感到害怕，甚至丧失学习物理的自信心。因此在习题的设计中应循序渐进、分层设计，对不同的学生提出不同的问题，在不同的教学时段设计不同的问题，比如新授课之后的习题应关注基础性、单元练习应关注学生能力的提升、知识结构的形成，期中、期末复习应关注综合性、应用性、开放性，等等；可以根据不同的需要设计基础闯关、能力提升、综合拓展试卷、错题过关试卷等。只有这样，才能在巩固知识的同时，让学生在解决问题的过程中学会梳理知识、形成能力，在解决问题的过程中对概念进行辨析、掌握物理规律。
　　二、利用多种方法，培养学生的思维能力，提高习题教学的有效性
　　1.一题多解，培养学生的发散思维。
　　一个物理问题往往可以通过多种途径，使用多种方法，从不同的角度去探析、思考和求解。在习题讲解中，应引导学生考虑从多角度观察、联想，启发学生找出更多的思维途径，获得最佳的解题方法，从而培养学生思维的发散性。
　　例3：现有一种未知液体（已知其密度小于水的密度），请你利用学过的知识，自选器材、设计实验测量该液体的密度。
　　解法一：利用密度计直接测量。
　　解法二：器材：托盘天平（含砝码）、量筒、干燥的小烧杯。
　　解法三：在解法二的基础上，假如只提供天平（含砝码）、小烧杯、适量的水，如何测量？
　　解法四：浮力知识?摇器材：弹簧测力计、细线、适量的水、烧杯、小石块。
　　解法五：压强知识?摇器材：U形管、水、刻度尺、待测（具体解题步骤略）。
　　此题的设计以常见实验知识为生长点，进行引申和延展，让学生发掘其内涵和外延，从多角度、多方位、多层次地进行创新分析，利用尽可能多的方法来设计实验方案，并对各方案进行评价，选择最佳方案，以此来培养学生发散性思维。
　　2.一题多变，培养学生思维的深刻性。
　　教学中围绕教材中的基础知识，恰当地引申、扩展和变更，通过对原题一次又一次的变化，变换问题的表现形式，从不同的方向，不同的角度来呈现问题，研究问题和解决问题，可加深难度，拓宽考查范围，使学生开阔思路，举一反三。
　　例4：如图3所示，容器中盛有适量的水，水面上漂浮着一块冰。问：当冰全部融化后液面将如何变化？（不考虑温度、蒸发等因素的影响）
　　变式1：假如冰块中包含一小石块，则冰块全部融化后，液面将如何变化？
　　变式2：假如冰块中包含一小木块，则冰块全部融化后，液面将如何变化？
　　变式3：一池塘中有一小船，船中载有石块，现将石块从船中投入水中，则液面如何变化？
　　在进行变式练习时，应注意练习的层次，由简单到复杂，层层推进、步步深入，使学生在解题时能达到异中求同、同中存异，沟通相关知识的联系，培养思维的深刻性。
　　3.巧用错题，培养学生思维的批判性。
　　思维的批判性是指在思维活动中独立思考，精确检查思维过程，及时发现矛盾，捕捉反馈信息，自觉修正错误的品质。解完一道题后，应想一想、查一查解答中易出错的地方或曾出错的地方，分析出错的原因，总结应注意的问题，从而培养学生的批判性思维。
　　
　　例5：在自动化生产线上，常用传送带传送工件。如图4（1）所示，一个工件与传送带一起以0.2m/s的速度水平向右匀速运动，不计空气阻力，请在图中画出工件受力的示意图。
　　错误答案：图4（2）和图4（3）。原因：一是认为物体向右匀速运动，所以受到水平向右的摩擦力作用；二是猜测受到水平向左的摩擦力作用，具体原因说不清。出现这两个错误的根本原因是学生对于力和运动知识的不理解，对知识理解的浅层化、表象化，在处理问题时不能抓住问题的实质和关键，思维的深度不够，缺乏批判性，不能在解题之后重新审视。
　　在习题教学中可以有意识布置一些这样的问题，由学生求解，引导学生通过辨析，提出争议，找一找出错的地方分析出错原因，总结应注意的问题，这样不仅可以防止思维的表面性，而且学生会养成严谨的科学态度，提高辨析解题错误的能力，增强思维的批判性。
　　此外还可以通过“转化型习题”、“特殊思维方法习题”、“开放型题”等的训练，培养学生思维的灵活性、独创性和全面性等。
　　三、改进教学方法，提高习题教学的有效性
　　1.发挥教师的主导作用，引导学生养成良好的解题习惯。
　　做习题的目的，一是加深对知识的理解和把握，二是训练如何运用知识解决问题的方法。习题教学一定要让学生掌握分析问题的方法，养成良好的思维习惯。因此教师必须充分做好示范，针对不同的问题，向学生展示思维的过程（读题、审题─确定研究对象、建立物理模型—分析过程、挖掘条件─寻找规律、建立方程─得出结论、反思讨论）、解题的步骤、解题的程序，加强解题的规范性训练，与中考接轨。要让学生明确，为解决物理问题，必须弄清具体的物理问题中的状态、过程、情景，将复杂问题分解成若干个简单问题，每分析、解决一个物理问题都要知道它是一个什么样的模型，涉及了什么概念，应用了什么规律，采用了什么方法，从而提高学生的分析综合能力。
　　2.倡导教学民主、体现学生的主体地位，培养能力。
　　教师要为学生创设一个生动、活泼、民主和谐的学习氛围，催化学生的思维，激发学生的求知欲望，通过师生、生生之间的交流与互动，给予学生充分的时间和空间，让学生参与到教学的各个环节中，有意识地引导学生讨论，为不同层次的学生提供参与的机会，让学生在讨论交流中充分地暴露问题，展现思维的误区、知识的缺陷；要鼓励学生提出问题，引导学生在质疑、调查、探究中进行学习。学生对于解题方法、技巧的掌握，只有自己“上了当”，落入了“陷阱”，才能留下深刻的印象；只有通过自己的实践、体会、感悟、探究、总结，才能最终掌握，只有这样才能知道在今后再遇到此类问题应该怎么办，真正地避免一听就懂、一做就错的通病。只有这样的习题教学才能使学生准确全面理解物理概念和掌握物理规律，方才有效。
　　3.加强检测，及时反馈，优化习题的讲评。
　　及时地进行全面的检测，全面地了解学生对知识的掌握情况是必须的。但在检测之后一定要及时地反馈、矫正，为教学和学生的自我完善指明方向，同时也可以激发学生的学习兴趣和上进心。在试卷、习题的讲评中要注意多种方法的优化组合（讲解法、提问法、讨论法、竞赛法、小组合作等），重视对开放性试题的讲评，注重对基础知识的夯实，不拍讲评的计划被打断，有容忍学生插嘴的心胸，要敢于正视学生的不同意见、敢于否定自己，只有这样才能提高习题教学的有效性。
　　总之，习题教学是物理教学过程的一个重要环节，教师要针对自己习题教学存在的问题，在习题的设计上，习题的讲评过程中，学生的思维能力培养上渗透新的理念、方法，激发学生成为学习的主体，自觉、主动、积极地参与课堂教学，进而提高习题教学的有效性。