初中物理教学中计算型练习的分层设计

梁锦生

[摘   要]计算题是初中物理作业练习及各种考试中必不可少的题型之一，它能很好地检验、考查学生的逻辑思维能力、图像分析能力、数据处理能力以及综合运用知识解决实际问题的能力。因此，做好初中物理课堂教学中计算型练习的分层设计，对提高课堂教学质量、发展学生的学习能力有重要的作用。

[关键词]初中物理;分层设计;计算型练习

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]     A        [文章编号]    1674-6058（2021）20-0053-03

课堂练习是课堂教学中必不可少的重要组成部分，它的完成情况是检验课堂教学效果的重要标准。为了取得更好的教学效果，让不同层次的学生在课堂教学中都能得到不同程度的提高，教师在备课时必须分层设计好课堂练习。计算题是初中物理作业及各种考试中必不可少的题型之一，它能很好地检验学生的逻辑思维能力、图像分析能力、数据处理能力以及综合运用知识解决实际问题的能力。课堂上，为了让每一位学生都能完成与自身学习能力相匹配的物理计算题，教师可按以下原则分层设计计算型练习。

一、计算型练习的分层设计要体现明确的教学目标

课堂练习的完成情况可以有效检验教学任务的完成情况，所以教师要根据教学内容和目标，准确把握教材的重点和难点，再结合学生的实际情况精心设计计算型练习，做到以练导教、以练导学。这样，既能让学生在有限的时间内掌握所学内容并形成技能，又能减轻学生的课业负担，争取做到堂堂清、课课清。比如在《运动的快慢》这一节课中，教学重点是围绕速度公式，让学生能够运用公式及变形式进行简单计算;教学难点之一是单位换算。根据本节课的教学目标，可设计如下过关练习。

[例1]小明的爸爸开着小车在平直公路上匀速行驶，在10 s内通过的路程是150 m。（1）则汽车的行驶速度为多少？（2）按这个速度行驶1 min，通过的路程为多少？（3）如果甲、乙两地相距108 km，则小车从甲地到乙地需要多长的时间？

分析：本题中，设计了三个问题，很好地考查了学生对所学公式的理解和变形公式的运用能力，既突出了重点又突破了难点，实现了本节课的教学目标。

二、计算型练习的分层设计要重视题目情境，数据要科学、合理

生活即物理，物理无处不在。新课标下的物理课程理念是“从生活走向物理，从物理走向社会”，所以教师在设计物理课堂练习时要根据物理贴近生活、生产的学科特点，反复推敲所提炼的问题，以学生熟悉或者感兴趣的生活现象、生产建设、社会时事、科技产品为载体，要求学生能够联系所学物理知识，多方位进行分析和解答。这样能考查学生运用物理知识的能力，能有效培养学生的创新思维能力，还能激发学生的求知欲望。比如，可以根据家用电器铭牌及所缴电费设计电功率方面的电学综合计算题;结合奥运会、世锦赛、NBA等体育竞技活动可以设计速度、机械功方面的计算题;根据超速、超载、酒驾等社会热点，可以设计速度、密度、压强等方面的计算题。

[例2]2018年7月，吉林长春长生生物科技有限责任公司违规生产疫苗事件曝光，引起社会舆论广泛关注。已知某种药液的标准密度为[1.2×103]  kg/m3，某批次已经生产出2400 kg的标准药液，则该批次的药液总体积为多少？若用容积为500 mL的塑料瓶来分装，需要用多少个塑料瓶？

分析：本题以社会时事为切入点，并将其用于新课教学的当堂训练，很好地考查了学生对密度变形公式的运用能力、体积单位换算能力和数学运算能力，同时渗透了德育教育，达到了教书育人的目的。

三、计算型练习的分层设计要体现明显的梯度

兴趣是最好的老师。课堂练习既要达到巩固新知的作用，又要让学生能将所学的知识构建成体系，所以如何保持学生长久的学习热情显得尤为重要。教师在设计计算型练习时，要把握好它的梯度，遵循由浅入深、由易到难的原则，通过巧妙的设计一步步地激发学生的学习欲望，充分发掘学生的学习潜力，让学生越学越喜欢、越学越轻松。要使练习的梯度明显，可以通过以下两点实现：1.计算型练习题中所给的已知条件要讲究先后顺序。一般来讲，因为初中生的心智还不够健全，要求教师所设计的课堂练习要简明扼要，目的是让学生能在规定的时间内比较容易地获取有效信息解决问题，所以在设计计算型练习时，一般要按题目所求问题的先后顺序给出相应的已知条件，不论是显而易见的条件还是隐含条件，语言文字必须十分明确切忌杂、乱，否则，不但不利于鼓励学生解题，还容易让学生产生烦躁的情绪，并在一定程度上助长了学生钻牛角尖的心理。2.在同一个计算型练习题中所给的条件、所要求解的问题忌过繁、过多。一般情况下，单个知识点设计的问题不超过两个，就算是压轴计算题的问题，一般情况下是三个问题，最多也不要超过四个问题。这样的练习比较符合初中生的心理特点，教学目标也比较容易实现。

[例3]如图1，将一个重为5 N的正方体木块投入到一个装有适量水的柱型容器中（水未溢出），水对容器底的压强增加了100 Pa，且物体静止时有一半的体积露出水面。求：（1）正方体木块在水中所受到的浮力;（2）正方体木块的密度;（3）容器的底面积;（4）将此正方体木块投入另一种液体中，静止时它仍漂浮在液面上，若用一个竖直向下3 N的力作用在正方体木块上刚好将其全部压入液体中，求该液体的密度。

分析：本题的难易梯度较明显，第一个问题学生可以根据木块有部分体积露出水面，从而判断它是漂浮在水面上的，再由二力平衡条件得出浮力等于重力，属于送分类型。而第二个问题就对学生的学习能力有一定的要求了。方法1：先根据[F浮]求出[V排]，从而求出[V木]，再根据[G]得出[m]，最后就算出[ρ木]。方法2：直接根据浮力等于重力例出综合式子，代入[V木]和[V排]的关系，就可以得出[ρ木]和[ρ水]的关系，从而求出[ρ木]。这两种解法难易程度相当，可由学生随意发挥，属于中等难度。第三个问题是通过水压强增加量求出水面上升的高度，再通过体积公式求出容器的底面积。第四个问题是为了让学优生能有更好的发展提出的。要求学生在已解决了第（2）问中的物体的体积的情况下，通过受力分析，列出此时物体所受的重力、压力、浮力之间的关系式，问题就可以迎刃而解了。本题的阶梯式问题设计较好地体现了面向全体、尊重差异的教学原则，让不同层次的学生都有一定的发展，并能较好地保持学生的学习兴趣，让学生的能力得到持續发展。

四、計算型练习的分层设计要有一定的发展性

著名教育家叶圣陶先生曾经说过：教是为了不教。学生不是学习的机器，而是学习的主人，所以不要让学生的学习定式化和机械化，而要不断培养学生的学习能力。作为教师，不单要教会学生掌握知识，更重要的是让学生掌握学习的方法;不单要让学生掌握学习本学科的方法，还要注意学科间的渗透，将已掌握的有效学习方法应用到其他学科中去。不管课改如何发展，在教学过程中，习题训练仍然是重要的学习方式，而物理练习中的计算题则是体现和区别学生学习能力的重要题型，教师所设计的计算型练习题既要体现“以人为本，全面发展”的教育理念，又要给有能力的学生创设更多的自由发展空间，这样才能有利于学优生的发展。具体的做法是：（1）多设计一些一题多解的练习题;（2）讲评时多注意题目的延伸性和拓展性，做到一题多变，培养学生举一反三、触类旁通的学习能力;（3）利用图像题培养学生思维的敏捷性与创新性。比如在中考总复习时，可选用如下综合计算题进行教学，具体教学时，可先让学生思考、答题，在完成原题后，再抛出“根据本题所给的条件你还可以求出另外的哪些物理量？”这样的问题，让学生深入思考探讨，各抒己见，久而久之，学生就可以达到将前后知识融会贯通的目的，从而达到发散学生思维、培养学生学习能力的目的。

[例4]（2017年内蒙古巴彦淖尔中考题）用如图2甲所示的滑轮组提升浸没在水中的实心圆柱形物体。已知物体的高度为1 m，底面积为0.12 m2，质量为[200 kg]，物体始终以0.5 m/s的速度匀速上升，物体浸没在水中匀速上升时，作用在绳端的拉力[F]所做的功随时间的变化关系如图2乙所示。（不计绳重、摩擦及水的阻力）求：

（1）当物体的上表面刚好与水面相平时，其底部受到水的压强;

（2）物体浸没在水中时受到的浮力;

（3）物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率;

（4）物体出水后，绳端拉力的功率。

拓展延伸：根据本题所给的已知条件，你还可以求出哪些物理量？

学生经过充分思考后，师生一起总结如下：

（1）物体的密度。

（2）物体提离水面后平放在水平地面上时对地的压强。

（3）动滑轮的重。

（4）物体离开水面后继续匀速上升时，滑轮组的机械效率。

（5）请画出物体出水前后功率随时间的变化关系图。

由于物理学科的逻辑思维能力很强，所以在课堂教学中如果能做到计算型练习的分层设计，既可以充分调动待优生的学习积极性，保持他们的学习热情，让他们“吃得消”;又可以激发学优生的求知竞争欲，保持他们前进的动力，让他们“吃得够”;通过培养学优生和转化待优生促进中等生发展，让他们“有得吃”。每一节课都能坚持做到分层设计练习，不仅可以提高课堂教学效率，大面积提高教学质量，还可以提升教师的业务水平，真正实现教学相长。

[   参   考   文   献   ]

[1]  吴国振.分层教学法在初中物理教学中的应用[J].西部素质教育，2017，3（9）：236.

[2]  盘美达.浅谈初中物理有效习题设计策略[J].基础教育研究，2014（2）：45-47.

[3]  吴庆林.初中物理作业练习层次化策略[J].新课程（教研），2010（8）：241.

[4]  高夏琼，李松岭.新课标下中学物理原始问题习题设计策略[J].湖南中学物理， 2015（8）：64-66.

（责任编辑 易志毅）