实施教材习题的二次开发

王鹤新

（江苏省江阴市第一中学，江苏 江阴 214400）

教材习题是物理教材中不可或缺的重要组成部分.教材习题是经过教材专家与一线教师深思熟虑、精心挑选的教学素材，是集体智慧的结晶，具有科学性、典型性、示范性和功能性.现行人教版高中物理教材给物理教师提供了丰富的习题素材，但在教学实践中，很多物理教师不屑于对教材习题进行细化研究，仅把教材习题作为作业布置给学生，缺少对教材习题的深度挖掘以及与其他教学过程的有机整合，导致教材习题地位降低、功能弱化.因此，如何合理选择教材习题，有目的、有意识地对其进行二次开发，实现教材习题功能的最大化、最优化，成为一线教师亟待解决的问题.

1 对教材习题进行二次开发——实现教材习题的引课功能

教材习题总是在教材例题之后呈现的，这是教材编写的结构特征与固定样式.但是，这样的教材编排并不意味着一定要在教材例题之后才能进行巩固练习.其实，教材中不少习题在发挥巩固新知的基本功能的同时，背后往往隐藏着一些有价值的、未被开发的教学因素.因此，教师可以根据学生的认知规律与教学的实际需要，高度审视与深度挖掘教材习题，合理调整教材习题的呈现时机，把教材习题灵活穿插在教学流程的不同环节，对教材习题进行二次开发.

例如人教版选修3-2教材第4章第7节“涡流、电磁阻尼和电磁驱动”教材习题第3题：如图1，一根长1m左右的空心铝管（图甲）竖直放置，把一枚磁性很强的小圆柱形永磁体从铝管上端放入管口，圆柱直径略小于铝管的内径.根据一般经验，小圆柱自由落下1m左右的时间不会超过0.5s，但把小圆柱从上端管口放入管中后，过了许久才从铝管下端落出.小圆柱在管内运动时，没有感觉到它跟铝管内壁发生摩擦，把小圆柱靠着铝管，也不见它们相互吸引.是什么原因使小圆柱在铝管中缓慢下落呢？如果换用一条有裂缝的铝管（图乙），圆柱在铝管中下落就变快了.这又是为什么？

图1

习题设计的初步认识：教材习题是“涡流、电磁阻尼和电磁驱动”课题的一个应用举例，在教材中仅起到巩固新知的作用而已.

二次开发：“楞次定律”是物理教学中的经典课题，该课题引入最重要的就是要紧扣教学主题，吸引学生眼球，激发探究兴趣，引发学生思考.上述教材习题完全能够做到.根据一般经验，小圆柱自由落下1m 左右的时间不会超过0.5s，但小圆柱过了许久才从铝管下端落出的实验现象完全出乎学生的意料之外，对学生原有认知产生极大的挑战，瞬间扣住学生思维之弦，引发学生深度思考，顺理成章进入新课课题，实现教材习题的引课功能.当然，在结束新课前，能够再次利用此教材习题，实现巩固新知的功能，真正做到前后呼应.

2 对教材习题进行二次开发——实现知识的建构功能

教材中不少习题以图文并茂的形式呈现，但往往是静态的，不利于学生探究意识的形成与探究能力的提升.因此，教师可以根据学生的认知规律与教学的实际需要，重新高度审视与深度挖掘教材习题，合理调整教材习题的呈现时机，把教材习题灵活穿插在教学流程的不同环节，努力把静态的教材习题转化为动态的探究资源，让学生在自主探究中建立概念、发现规律，进而实现教材习题的二次开发.

例如人教版选修3-2教材第4章第3节“楞次定律”第14页第6题：如图2所示，A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点转动.用磁铁的任意一极去接近A环，会产生什么现象？把磁铁从A环移开，会产生什么现象？磁铁移近或远离B环时，又会产生什么现象？解释发生的现象？

针对“楞次定律”的探究式教学，如果按照人教版教材的设计意图进行探究，“中介——感应电流的磁场”的介入往往会出现空降.因此，想让学生自主探究发现规律，上述教材习题能够实现.教学设计如表1.

图2

表1

3 对教材习题进行二次开发——培养学生的批判意识

教材习题虽经教材专家与一线教师经过精心设计，难免会出现“智者千虑，必有一失”.科学家曾经说过：“错误中往往孕育着比正确更丰富的发现和创造因素，发现的方法就是试误法”.善教者，总能绝处逢生.因此，把错误的教材习题当成一种具有特殊教学价值的教学资源，给予合理地二次开发，抓住教材习题自身的缺陷带来的教学契机，引导去探究错误，并予以修正，进而培养学生的深入意识与批判意识.

图3

例如人教版选修3-1教材第2章第10节“实验：测定电池的电动势和内阻”第72页第2题：用如图3的电路测量1节蓄电池的电动势和内阻.蓄电池的内阻非常小，为防止滑动变阻器电阻过小时由于电流过大而损坏器材，电路中用了一个保护电阻R0.除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：

（A）电流表（量程0，6A，3A）.（B）电压表（量程3V，15V）.

（C）定值电阻（阻值1Ω，额定功率5W）.

（D）定值电阻（阻值10Ω，额定功率10W）.

（1）电流表和电压表各选哪个量程？为什么？

（2）选用哪个定值电阻做R0？为什么？

习题设计的初步认识：教材习题提供了测定电源电动势与内阻的方法——伏安法，并考查了如何选取实验器材.

二次开发：如果仅按照教材习题的问题设计进行施教，充其量让学生经历一次如何选取实验器材的感悟，缺乏对伏安法测定电源电动势与内阻的深入意识，也将会错失培养学生批判思维能力的教学契机.但是如果合理利用教材习题自身的错误，让学生在不断地深思中发现错误、修正错误，无疑对学生的深入意识、批判意识的形成是大有裨益的.具体教学设计如下：

问题1.若选择保护电阻R0＝1Ω，可以起到保护作用吗？若选择保护电阻R0＝10Ω，读数精确吗？

问题2.按照教材提供的电路，在蓄电池内阻非常小的情况下，电压表测得的路端电压的变化明显吗？

问题3.为什么测电源电动势与内阻总是选择用过一小段时间的电源作为研究对象？

图4

问题4.能否将原电路进行创新改造，做到兼顾安全性与精准性？如果能，请将实验原理图画出，并说明设计理由.在启发性问题的引导下，学生最终设计出实验原理图4.

教材习题是对教学内容的延续与发展.物理教师只有深度解读教材习题的编写意图，合理调整教材习题的呈现顺序，充分挖掘教材习题的自身价值，无限放大教材习题的教学功能，做到用好、用足、用活教材习题，才有可能真正落实“因材施教”.