高中物理新教材实践性习题统计分析及教学启示

朱燕

摘   要：实践性习题具有丰富的育人价值，对促进学生全面发展，落实立德树人根本任务有重要意义。2019年编写的5个版本高中物理新教材都在节、章后设置了一定数量的实践性习题。文章以必修第一册为例统计分析了5版新教材中的实践性习题，并从简单习题前置为课前探究、紧扣核心习题前置为课堂探究、实践性习题与科技活动融合、融合各版本教材素材丰富习题资源、系统谋划、提早规划等方面提出了教学建议，以期帮助教师更好地开发利用实践性习题，发挥这类习题的教育教学价值，更好地促进学生发展。

关键词：新教材;实践性习题;教学启示

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2022）3-0020-4

实践能力与学生的知识水平、科学素养、动手能力等联系密切。然而，实践能力的培养是一个复杂漫长的过程，需要在教学中给学生创造机会，给学生理论联系实际、手脑并用的平台，让他们习得这一能力。新修订的普通高中物理课程标准明确要求“引导学生经历科学探究过程，体会科学研究方法，养成科学思维习惯，增强创新意识和实践能力”[1]。基于此，2019年各版本高中物理新教材设置了不少实践性习题。用好这些习题对培养学生实践能力，促进学生德智体美劳全面发展，落实立德树人根本任务有重要作用。梳理各版高中物理新教材中的课后实践性习题，分析习题特点，研究运用策略，才能更好地挖掘这类习题的育人价值。

1    实践性习题

实践性习题是习题的一部分。完成这类习题需要学生手脑并用，经历文献查阅、实验探索、方案设计、科技制作、报告或论文的撰写中的一个或多个环节。相比较其他物理习题而言，物理实践性习题具有实践性、开放性、多样性等特点。

实践性需要学生经过探索获得知识、领悟方法，或将知识运用到实践中，对知识、结论进行验证。实践不仅是强化知识运用过程的重要策略，更是发展学生思维的重要手段。没有实践，思维就失去发展的动力和源泉，更不可能发展创造性思维。不少科技发明、理论创新都是在实践中获得灵感。

实践性习题没有固定答案，只提供提示或对结果提出要求，学生可以根据自己的喜好和能力尽情发挥。即一个实践性习题的解答是开放的，可能会有若干种可能性，若干种解答策略。开放性的习题对培养学生思维的发散性有很大帮助。

物理实践性习题取材多样，可以是以实验和生活实例为背景、以生活物品为素材、以课题研究为情境等;物理实践性习题的多样性还体现在作业形式的多元化，可以是实验报告撰写、科技论文、实验探究、科技制作、情境体验等。多样性的取材、多元化的作业形式可以丰富物理课堂教学，丰富学生的认知，拓宽学生视野，提升物理习题教学效率。

2    实践性习题的教育教学价值

实践性习题由于凸显了实践性、开放性，除了具有物理知识方面的教学价值，还具备促进学生德智体美劳全面发展、达成立德树人根本任务等育人价值。教学过程中，要挖掘其教学价值，让学生更透彻地理解、內化物理知识，实现思维发展;要增强学生的学习体验;更要充分挖掘其育人价值，促进学生全面发展和素养的整体提升。

2.1    促进学生知识内化

实践性习题大多与生活联系密切，要求学生将所学物理知识运用到实际中解决问题，这对学生知识、思维等方面的要求都明显高于书面化的纯理论分析的作业。在完成实践性作业过程中，学生手脑并用，强化知识的运用，凸显问题解决过程，学生会对物理知识本质理解得更加透彻。尤其是有些实践性习题综合性高，需要运用多个知识才能解决，这可以有效帮助学生构建知识之间的联系，形成知识网络，促进知识的内化、认知结构的优化。

2.2    增强学生的学习体验

实践性习题有不少是情境体验、实验探究、科技制作类的，这些习题能够给学生提供较好的物理情境。情境的构建，一方面，给学生提供了具体、形象的场景，为学生理解知识、解决问题奠定基础;另一方面，可以较好地激发学生的学习兴趣和学习热情，让学生更有学习动力。即实践性习题可以增强学生的学习体验，让学生形成良好的物理学习自我效能感。

2.3    落实立德树人根本任务

落实立德树人根本任务其本质就是要促进学生德智体美劳全面发展。实践性习题要求学生完成资料查阅、科技论文、实验报告撰写、实验探究、实验设计、科技制作，凸显了实践性，不仅要求学生牢固掌握知识，准确运用知识，更要求学生有广阔的视野，有较强的动手能力，较好地促进了学生德智体美劳全面发展。例如，资料查阅、科技论文、实验报告撰写、实验探究等要求学生实事求是，可以渗透德育;实验探究、实验设计、科技制作不仅要动脑还要动手，在起到智育作用的同时还实现了劳育。

3    5版新教材必修第一册实践性习题统计与分析

选取依据《普通高中物理课程标准（2017年版）》编写的人教版、沪科教版、鲁科版、粤教版、教科版5版高中物理新教材，梳理新教材必修第一册中课后实践性习题的数量、编排位置、类型等。分析新教材实践性习题的特点，以期帮助教师更好地掌握实践性习题的开发和运用策略，更好地挖掘实践性习题的教育教学价值。

3.1    5版新教材必修第一册实践性习题统计

人教版、粤教版、鲁科版、沪科教版将实践性习题设置在每节或每章的课后习题栏目，教科版则将实践性习题设置在节后习题栏目“自我评价”之后的“发展空间”栏目下的子栏目——“实验室”。5版新教材必修第一册实践性习题的分布、简介、分类如表1所示[2-6]。

3.2    5版新教材必修第一册实践性习题特点分析

3.2.1    数量及类型

人教版有9题，包含实验探究、实验设计、科技制作3种类型;沪科教版有6题，包含实验探究和实验设计2种类型;鲁科版有17题，包含查阅资料、实验报告、实验设计、归纳总结、科技制作、实验探究6种类型;粤教版有7题，包含查阅资料、实验设计、实验探究3种类型;教科版有6题，包含实验探究、科技制作2种类型。沪科教版、教科版数量和类型都偏少;鲁科版数量最多，类型最丰富。

3.2.2    覆盖知识面

在教学内容的重难点处，基本上都设置了实践性习题，例如人教版有2题、教科版有1题、鲁科版有1题与摩擦力有关;人教版有2题、鲁科版有2题与牛顿第二定律有关。但还有优化的空间，有必要在某些教学疑难之处增设实践性习题。

3.2.3    与生活联系密切

5版新教材的实践性习题与学生生活实际联系密切。首先，取材源于生活实际，如人教版中的“纸片”“桌子”“手机”“地铁”“直尺”;其次，情境源于生活，如人教版中的“动摩擦因数测量”“手机测加速度”“测量地铁启动过程的加速度”“测量反应时间”“设计自动冲水装置”等。

4    实践性习题的开发与使用建议

实践性习题作为物理习题的重要组成部分，充分挖掘其价值对于促进学生知识的习得、方法的领悟，促进学生德智体美劳全面发展具有重要作用。建议从如下几个方面开发、使用实践性习题资源。

4.1    重视实践性习题的育人价值

实践性习题具有丰富的育人价值，教学中教师要重视充分挖掘其育人价值。具体而言要重视如下几个方面：

第一，升华认知，优化知识结构。实践性习题由于具有突出的实践性，要求学生手脑并用，而且不少实践性习题综合性较强，对学生知识、思维、动手能力要求都比较高，通过这些习题可以促进理解知识，形成知识的完善网络，优化学生的知识结构。学生只有对知识理解透彻，才能掌握物理方法、领悟物理思想，迁移知识、融会贯通才能实现。

第二，画概念图，培养学习习惯。在鲁科版中有让学生画概念图的实践性习题，通过这些习题可以促使学生归纳总结所学知识。一方面，养成复习的学习习惯;另一方面，学会归纳总结的方法。

第三，查阅资料，培养信息素养。重视让学生完成查阅资料类的实践性习题，可以很好地培养学生的信息素养。具备较好的信息素养才能在现代社会丰富、杂乱的信息中找到自己需要的信息，鉴别信息真伪。

第四，科技制作，培养动手能力。每个版本的新教材基本上都有科技制作类的实践性习题，完成这些习题学生要理论联系实际，手脑并用，对提升学生动手能力有很大帮助。

第五，撰写报告，培养表达能力。鲁科版每一个实验都要求撰写实验报告，将实验报告的撰写落到实处，不仅是为了促进学生理解实验原理、实验方法、实验步骤，更能够规范书面表达，培养学生的表达能力。

4.2    简单习题前置为课前探究

有些实践性习题情境简单、操作简单、原理简单、材料易找，教学中将这些习题前置，让学生提前预习，给予适当、必要的指导后在课前完成习题探究，这可以让学生充分预习，课前更透彻地了解学习内容，有助于学生在课堂上深刻理解所学内容，有效突破教学重难点，有效破解教学疑难。例如，在“自由落体运动”教学中，比较纸片与橡皮、纸团与橡皮下落快慢;在“重力”教学中，探究重心位置;在“牛顿第一定律”教学中，查阅资料说说伽利略的贡献。

4.3    紧扣核心习题前置为课堂探究

有不少实践性习题的设置紧扣本节课所学核心知识，若将其前置为课堂探究实验、案例，可为课堂教学提供优质教学资源。实践性习题由于其实践性，密切联系生活，将其置于课堂探究，可以激发学生的学习兴趣，提升学习积极性，有助于学生理解核心知识，有效突破教学重点。例如，“摩擦力”教学中，设计测量纸跟桌面间动摩擦因数的方法和两本书逐页交叉对插后抓住书脊对拉;“牛顿第三定律”教学中，两位同学站在滑轮车上互推体会相互作用的游戏;“牛顿第二定律”教学中，用手机测量加速度和设计不需要测加速度数值“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验方案;“超重和失重”教学中，查资料了解航天器上微重力条件下的实验，并设计一种在微重力条件下进行实验的方案，探究自由落体时完全失重状态。

4.4    实践性习题与科技活动融合

实践性习题中有不少是科技制作或者科技探究类。在完成这些作业时可以将其与学校的科技活动、社团活动等相融合。一方面，促进学生运用知识，实现理论与实践的结合;另一方面，丰富学生的校园生活，给学生搭建了展示的舞台。例如，“牛顿第二定律”一节中设计水平加速度测量仪;“重力”一节中制作倾角仪;“弹力”一节中制作一把测力计。另外，一些科技探究、实验方案设计类的实践性习题，可以将其作为课题，成立课题小组，并将其研究成果提交到学校、教育部门组织的科技活动、青少年科技创新大赛。例如，“超重和失重”一节中查资料了解航天器上微重力条件下的实验，并设计一种在微重力条件下进行实验的方案;“匀变速直线运动与行车安全”一节中查阅技术信息设计各类汽车在某路段安全行驶的方案。当然，对高中学生而言，教材中的习题作为科技作品可能有点简单，教师可以在此基础上进行指导，让学生的作品更丰满、更有科技含量。

4.5    融合各版本教材素材丰富习题资源

虽然各版本教材都设置了实践性习题，但是除了鲁科版教材，其余版本教材的实践性习题数量、类型都偏少。为了更好地发挥这类习题的育人价值，需要教师开发、使用更多的实践性习题。原创习题对教师而言难度大。在精力有限的情况下，教师可以借鉴其他版本教材中的实践性习题，融合使用、择优使用，丰富实践性习题资源。例如，借鉴鲁科版中的撰写实验报告、画概念图;“摩擦力”的教学借鉴教科版中的“两本书逐页交叉对插后抓住书脊对拉”来导入新课;“牛顿第三定律”的教学借鉴粤教版中的“两位同学站在滑轮车上互推体验力的相互作用，提出物理问题”，置于课堂探究环节来活跃课堂气氛，增强学生的学习体验;“自由落体”的教学借鉴沪科教版中的“不用卷尺，估测教学大楼4楼阳台距地面的高度”，增强学生的实践意识;借鉴沪科教版中的研究课题“研究空气阻力对落体运动的影响”“关于重力加速度的测定”“劈的力学研究”和人教版中的研究课题“球形物体空气阻力大小与速率关系的研究”“橡皮筋弹力与伸长量关系研究”，丰富学生第二课堂、社团活动的资源。

4.6    系统谋划、提早规划

实践性习题的设置、布置、完成、反馈等环节都比一般的习题要复杂，要耗费精力、物力，为了避免习题配置碎片化，避免临时“自乱阵脚”，教师有必要对实践性习题的开发和使用做到系统谋划、提早规划。教师要在学期初规划好：本学期在哪些章节布置实践性习题;每一个实践性习题大概在何时使用，需要师生各自准备什么材料，需要给学生提供什么样的帮助或者指导，是否需要家长的协助（若需要则明确要家长给予什么样的帮助）;每一个实践性习题凸显了哪一方面的育人价值;每一个实践性习题如何反馈、评价。做好了规划，教师就能游刃有余地驾驭实践性习题，让实践性习题典型化、精品化，实现育人价值最大化。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理課程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：1.

[2]人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.普通高中教科书物理必修第一册[M].北京：人民教育出版社，2019：11-107.

[3]束炳如，何润伟.普通高中教科书物理必修第一册[M].上海：上海科技教育出版社，2019：2-129.

[4]廖伯琴.普通高中教科书物理必修第一册[M].济南：山东科学技术出版社，2019：13-137.

[5]熊建文.普通高中教科书物理必修第一册[M].广州：广东教育出版社，2019：2-132.

[6]陈熙谋，吴祖仁.普通高中教科书物理必修第一册[M].北京：教育科学出版社，2019：2-130.

（栏目编辑    刘   荣）