物理练习在教学研究中的作用讨论

葛梦柯 张冬波

摘 要：练习作为物理教学的重要环节，是学生物理概念的形成、方法与技能的获得、智力和创新意识培养的必要方法。在教学研究中，练习种类的选择、应用、编排显得尤为重要。教学设计中，教师不仅仅需要选取不同类型的练习达到教学目的，同时也要思考各种类型的练习在教学设计中的作用。本文以“匀变速直线运动的速度与位移的关系”为例，通过本节教学设计中出现的四类练习，讨论这四类练习的作用。

关键词：教学研究;练习;物理概念

练习是将知识、技能、思维和方法紧密联系的重要手段;是将知识转化成能力的必要途径;是反映课堂教学效果的直接方式。常见的练习形式包括：判断、选择练习，思考问题练习，实验设计练习，推理论证练习，计算问题练习。拓展性练习形式包括：情境性问题练习，实践性问题练习。本文以“匀变速直线运动的速度与位移的关系”为例，对该教学设计中练习的设置进行讨论。

一、 思考问题练习

即通过创设一定的物理情境，提出问题，引导学生思考，或发现问题，或预测结果，或解释现象的练习。

（一）问题再现

问题1. 当火车缓慢进站时，请问，火车进站时的加速度为多少？问题2. 减速运动时的加速度一定为负值吗？问题3.交警在事故现场，为什么要测量滑痕，测量滑痕的目的是什么？

（二）思考问题练习的作用

思考问题练习的目的主要是激发学生兴趣，引导学生进行思考，注重培养学生的物理思维，使学生具有批判性意识。

1. 联系生活，激发学习兴趣。教师联系生活实际，提出问题，充分调动学生的学习兴趣，培养学生独立思考、解决实际问题的能力，激发学生学习动机与欲望，进而主动学习。

2. 师生相互配合，营造活跃的课堂氛围。设计思考问题练习，让学生在独立思考中发现问题，在互动中交换意见。教师和学生通过问答，解决问题、交流经验，在互动中营造活泼的课堂氛围。

3. 设置悬念，引入新课。提出问题，设置悬念，让学生心存疑惑，为本节课知识点的讲解埋下伏笔。激发学生学习兴趣，促使学生更好地掌握物理知识，提高学习效率。

二、 推理论证练习

即在给定条件下，运用已有的理论，通过逻辑推理（含数学推理），推导出所求结论，或练习、或证明结论的正确性，或对可能产生的情况进行全面分析的练习。

（一）题目重现

一起发生在限速为120km/h的高速公路的交通事故，已知加速度为5m/s2。交警测得肇事车留下的刹车痕迹长为122.5m，请问交警测量刹车痕迹的目的是什么？你帮交警判断司机是否超速？

（二）公式推导

方法一：

匀变速直线运动的速度与时间的关系式

匀变速直线运动的位移与时间的关系式

联立（1）（2）两式，消去时间t可得

方法二：

匀变速直线运动的位移与时间的关系式

匀变速直线运动的平均速度公式

联立（2）（4）两式，消去时间t可得

结论：匀变速直线运动的位移与速度的关系式：

（三）代值计算

（四）推理论证练习的作用

练习承担着培养学生逻辑推理能力的任务。推理论证练习帮助学生理解物理概念，掌握物理规律，训练逻辑思维能力。着重培养学生运用已知条件，经历推理过程，学习亲身推导得出或证明的结论，会记得更牢，理解得更深。

1. 注重推理过程，培养学生推理论证能力。学习物理不只是学习知识，更重要的是掌握方法，领悟物理思想。若只追求结果，学习会变得枯燥乏味，效果不佳。学习物理，过程比结果更重要，享受过程才能体会物理精神。教师应该注重知识的产生、思维与方法的形成、逻辑思维和推理能力的培养。

2. 变“教”为“导”，巧用数学推理。教师是学生学习资源的提供者，学习的组织者、领导者、合作者和指挥者。教师要善于利用高中生的求知欲，引导学生整合各种知识或工具进行求解或论证，既能提高学生推理能力，又将物理与数学相联系，提高学生学习的主动性，驱动学生主动获取知识、寻求真理。

3. 利用最近发展区，突出主体地位。学生已经掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系、匀变速直线运动位移和时间的关系、本身具有一定的公式推导能力。教师设计推理论证练习，合理利用最近发展区，缩短学生原有认知水平与学习目标之间的差距，突出学生的主体性地位，达到教学目的。

三、 计算问题练习

即以定量計算的方法为主，解答有关物理问题的练习，一般分为简单计算练习和综合计算练习。

（一）问题重现

某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，发动机产生的最大加速度a=5m/s2，所需安全起飞速度v=50m/s，跑道长度为150m，通过计算判断，飞机能否靠自身的发动机在舰母上起飞？

（二）计算题解题策略

1. 读审题目，描述物理图景。规定航空母舰初速度方向为正，已知该汽车以加速度a=5m/s2进行匀加速直线运动，要求运动过程位移x≤150m，初速度v0=0m/s，末速度vt≥50m/s。

2. 分析物理过程，建立物理模型。舰载飞机是在长度为150m的航空母舰上进行的是初速度v0=0m/s、a=5m/s2的匀加速直线运动。

3. 选择物理规律，建立物理方程。运用匀变速直线运动的位移与速度的关系式：

4. 进行数学推演，求解问题。

方法一：假设位移未知，将解得的位移和题目中的位移进行比较

方法二：假设末速度未知，将解得的末速度和题目要求的起飞速度进行比较

方法三：假设加速度未知，将解得的加速度和题目中的加速度进行比较

方法四：假设初速度未知，将解得的初速度和题目中的初速度进行比较

结论：舰载飞机不能依靠自身的发动机在航空母舰上起飞。

5. 讨论和反思。为什么选用匀变速直线运动的位移与速度公式，不用其他公式？匀变速直线运动的位移与速度的关系式的适用条件是什么？

（三）计算问题练习作用

计算题通过对知识整合、延伸、拓展，训练学生思维，考查学生对公式的理解和应用，用定量的方法解答问题，尽可能地帮助学生掌握和运用相关概念和规律，规范解题步骤。

1. 巩固知识，加强練习。教师注意引导学生从多维度理解新知识、新概念，进一步理解、运用、综合知识，逐渐达到牢固掌握概念，深刻理解规律的目的。计算问题练习可以使教学策略、教学质量和教学方法等得到优化。

2. 联系生活，培养学生创造性思维。计算习题练习是物理联系实际生活的重要方法。灵活运用理论知识解决实际问题，是学生从了解知识到运用知识、从理论到实践的跨越。计算习题练习是巩固知识、帮助学生理论联系实际、解决实际问题的重要保障。

3. 一题多解，拓宽学生思路。学生发散性思维的培养受诸多因素影响，其中计算练习对其思维的影响和形成是不容忽视的。一题多解即对一道题运用多种方法进行解答，既能拓宽学生视野，又能从不同角度培养学生物理思维。学生对不同解法进行归类、总结，达到深刻理解问题、自觉运用公式的目的。

4. 激发学生的学习兴趣，形成学习动机。传统教学单纯地重视知识教学，忽视学生思维的形成。教师将自己的思维强加于学生，致使学生思维得不到训练，能力得不到发展。长此以往，学生仅能处理简单的物理问题或理想化的物理模型，遇到具体问题就束手无策。因此，教师就必须从实际问题出发，引导学生建立物理模型，选择物理方程，激发学习兴趣，促进学习动机的形成。

5. 规范解题步骤，加深知识理解。计算问题习题的设置可以加深学生对概念、公式、法则、定理、规律的理解;促进学生掌握解题的思路、方法、步骤;规范书写过程和格式，引导学生科学化和规范化地解决问题，进一步加深知识的理解。

四、 情境性问题练习

针对物理练习存在的脱离现实，过分理想化的倾向，人们越来越重视物理练习中物理情境化的真实性，以及物理学和社会、科技、文化相关学科的联系而设计的练习。

（一）问题重现

问题一：想要航空母舰起飞，如果你是工作人员，你应该怎样做？

方法一：增加航空母舰跑道的长度。

评估：理论可行，但造价过高，成本巨大，经济方面不允许。

方法二：加大马力，增加舰载飞机的加速度。

评估：理论可行，但是科学技术方面受限，达不到要求。

问题二：某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上减速时，发动机产生的最大加速度

a=5m/s2，降落时速度v0=50m/s，跑道长度为150m，通过计算判断，飞机能否安全降落？

（二）情境性问题练习的作用

1. 培养学生逆向思维。思维定式，也称“惯性思维”，是指在解决问题时解决方法固定，严重阻碍学生创造力的发挥。教师有意培养学生的逆向思维，能够克服思维定式，促使学生的思维积极活跃，摆脱条条框框的束缚。

2. 创设物理情境，引导学生思考。问题情境练习，在学习知识的同时能培养学生多种能力、激发不同情感。学生在老师的引导下，经历猜想、假设、提问等环节，使知识问题化，问题情境化，情境趣味化，从而促进学生积极思考。

新课标将练习的作用提到了新的高度，因此，教师应认识练习的教育价值，不仅要加强练习的拓展延伸，评价总结，巩固知识的作用;更重要的是做好练习的课堂教学，课前精心准备，明确练习在教学设计中的作用。

参考文献：

[1]屠金海.习题设计在优化课堂教学中的作用[J].教学设计，2005：18.

[2]陈钢.发掘与开拓新颖物理习题的教学设计[J].教学教案设计与分析，2014（10）：66.

[3]高如玉.立足课堂教学，激发学习自觉：一个“经典问题”教学实验后的评析与思考[J].教材教法，2020（3）：18.

作者简介：葛梦柯，张冬波，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市，新疆师范大学物理与电子工程学院。