利用教材习题开发实验的教学价值

胡家良

摘  要：实验是物理教学的重要内容和手段，教材习题是重要的教学资源，将二者结合——利用教材习题开发实验可以促进学生更有效地学习，能够更深刻地理解物理知识，更灵活地运用物理知识。以《液体的压强》一节为例简述了利用教材习题开发实验融入新课的教学价值。

关键词：教材习题;开发实验;教学价值

教材习题是重要的教学资源，利用好教材习题可以实现教材价值的最大化，可以更好地促进学生有效学习。教学中教师需要对教材进行二次开发，需要对习题的教学价值进行深度挖掘。实验是教师帮助学生理解知识、跨越障碍的重要教学手段。教师不仅要用好教材实验，用好实验室装备仪器，还要想方设法多开发实验。教材习题中的一些情境往往能够给开发实验有益的启发。挖掘教材习题价值，不仅是要进行一题多变、一题多问、一题多解等变式教学，还可以利用教材习题开发实验，促进学生对知识的理解与运用。

1    用好教材习题的重要性

教材是重要的教学资源，是教师组织教学、实施国家课程方案、贯彻新课标理念、落实立德树人要求的重要依托。教材中的习题是教材资源的重要组成部分。受限于教材篇幅，教材习题数量往往不易过多，故而教材的编者在选择习题时需要深思熟虑、精挑细选，在习题编排顺序上也是反复琢磨。用好教材习题对提高学生的学习效果具有重要作用。“教材是教师开展教学活动和学生进行学习活动的主要参考，教材的课后习题有很强的代表性和典型性，习题质量较高，因此广大一线教师要加强对课后习题的研究，拓宽教材习题的使用策略，挖掘教材习题的使用价值，充分用好教材中的习题。”[1]教材习题不仅可以帮助学生巩固知识，提升学生对知识的理解，构建知识网络，还可以通过习题教学渗透物理方法教育。要充分挖掘和利用教材习题的价值，需要根据课程标准、考试要求、学生实际情况对教材习题进行二次开发。“要实现教材内容向教学内容的转变，就必须在课程标准和考试说明的指导下对教材进行增删、取舍、重组、整合的艺术加工和处理，即‘教材的二次开发。”[2]所以，教师需要对教材习题进行融合使用、变式练习，或降低习题难度，或增加习题情境的复杂程度，或增加习题的思维难度，让学生通过习题课能够达到巩固知识、训练思维、掌握方法的目的。

2    实验对初中物理教学的重要性

实验是物理学的基础。在教学中通过实验可以给学生展示物理知识的构建过程，展示物理思维的过程，展示物理学家思考问题的方法，将物理学的魅力呈现在学生面前。这可以激发学生的兴趣，让学生对物理课程保持持久的学习动力。当学生遇到学习困难时，更有韧劲，不会轻易放弃。这不仅能让学生取得更好的学习成绩，更有利于学生在物理课程学习中形成良好的意志品质，为今后人生的长远发展奠定基础。

另外，初中生心智还没有完全成熟，思维能力、心理状态都还处在快速成长期，思考问题往往偏感性，也需要一些具体的事物作为支撑，帮助他们理性地思考抽象的事物。在教学中遇到抽象难懂的问题，教师就需要给他们搭建脚手架，帮助他们突破理解的难点。而实验就是其中最重要的脚手架之一，比如，利用实验解释密度这一物理概念，促进学生升华对概念内涵和外延的理解;再比如，利用实验还原物理规律的构建过程，让学生能更灵活自如地运用规律解决问题。

3    利用教材习题情境开发实验的教学价值

教材习题是物理教学中的重要资源，实验是教学的重要组成部分，教学中将二者融合，会给教学带来一些意想不到的惊喜，会取得很好的效果。将二者融合，可以在实验中完成习题教学，在习题教学中完成实验，有利于实现物理教学的精练、精讲;其次，将实验与习题融合有利于学生理解物理情境，可以降低学生构建物理情境、物理模型的难度，对初中生而言，这可以很好地帮助他们取得好的物理成绩，树立学习物理的自信，形成良好的物理学习自我效能感。利用习题情境开发实验是对二者进行融合的重要策略，其本质就是对教材习题进行二次开发，挖掘其教育教学价值的同时，教师还可以利用习题情境开发实验，用一些生活中常见的物品将习题要求的实验目的、要演示的实验现象呈现出来。

3.1    利用习题情境开发实验导入新课

初中学生还处在心智快速发展的时期，对事物有强烈的好奇心。新奇的新课导入可以引发初中学生的学习兴趣。笔者教学使用的苏科版教材，采用设问的方式导入新课。设问可以引发学生思考，但是这只是对一些物理学习成绩较好的学生而言，初中阶段还有很多学生物理成绩不理想，思维能力不强，给他们抛出问题往往不能很好地促进他们思考。利用形象、直观的实验导入新课学生喜闻乐见，甚至对学生的基础没有要求，可以很好地将学生带入新知识的学习中。为此，教学中借鉴北师大版课后练习的第4题，题目以著名的木桶实验为背景，具体如下：“法国科学家帕斯卡在1648年做了一个实验（图8-11）（本文图1）。在一个封闭的木桶内装满水，从桶盖上插进一根细长的管子，他从楼房的阳台上向管中灌水，只用了几杯水，就把桶撑裂了。你能解释这个现象吗？请设计一个类似的实验，并试试看。”[3]

导入新课时，模拟帕斯卡裂桶实验，使用器材如下：壁上刻有细槽的饮料瓶、漏斗、水杯、带玻璃管的塞子、透明塑料管、水桶、水。找一个小组的学生，给他们提供上述材料和前述习题情境、图片，学生完成实验，并录好视频作为上课导入新课的资源。这样学生的兴趣会被激发，学习台阶小，能够以较好的状态顺利进入新课学习。

3.2    利用习题情境开发实验积累经验

学生的学习最终要总结出规律，从感性经验升华到理性认知。规律的总结如果由教师给出会剥夺学生的认知过程，学生对规律的理解会是肤浅的，应用难以实现举一反三。教学中，最好让学经历知识的发生过程，促进学生透彻理解知识，这就要给学生搭建脚手架，为学生总结出规律提供丰富的感性经验。在《液体的压强》一节中，需要总结出的重要規律之一是：“在相同液体内部，同一深度处各个方向的压强大小相等，深度越深，压强越大;在不同液体的同一深度处，液体的密度越大，压强越大。”[4]教学中可以利用人教版教材课后习题第1题和第3题的情境，开发演示实验，帮助学生积累感性认知。原题情境如下。