二、如何编选练习题
(一)编选物理练习题的几个原则
- 科学性原则
科学性是指编选练习题中的条件、数据是否具有科学性、严谨性。如不注意这方面问题,使物理习题本身就存在不能自圆其说的矛盾,这不仅不能起到物理练习题在教学中的作用,反而会造成学生对物理内容理解上的混乱,给教与学带来不应有的困难,因此在编选练习题时一定要注意科学性原则。
①所设数据必须合理。物理习题中的各个数据不是都能随意编造 的,它要遵从一定的物理规律和客观现实。如“在光滑水平面上有一质量为 m1=4 千克的物体,以 V10=3 米/秒的速度向左运动,与其前方质量
为 m2=2 千克、沿同一直线速度为 v20=1 米/秒的同向运动的物体发生弹性碰撞,碰撞后 m1 的速度变为 v1=1 米/秒,方向未变,求碰撞后 m2 的速度为多大?”从表面上看,此题可以用动量守恒定律求得 v2=5 米/秒,
但若从碰撞前后的能量来看,则违反了能量守恒定律,因此题设数据是不科学的。
还有些不合理的情况是属于不切合实际,只根据题中的已知数据, 通过正确计算得出不合实际的结果。如人步行的速度过大或太小,变压器原副线圈匝数脱离实际,点电荷的带电量小于 1.6×10-19 库仑,带电
粒子运动的速度超过 3×108 米/秒等。
②题中所述的物理过程必须符合物理事实。有些教师为了让学生见识到更多花样的物理习题,而在编选练习题时忽视了科学性,造成了题目本身所述的物理过程不可能实现的错误。如在有关圆周运动的练习 中,常可见到这样的一些提法:“长为 l 的细绳一端握在手中,另一端系一质量为 m 的小球,使小球以速率 v 在竖直面内做匀速圆周运动, 求⋯⋯”认真想一想,不难分析出,小球不可能在竖直面内做匀速圆周运动。这样的题学生在课后做时可能看不出问题,但学完一定量的知识后,再回头复习时就会发现,由于命题不当出现了前后知识的矛盾,所以这对于学生掌握完整的物理知识结构,综合运用知识都是十分不利 的。
③题意必须严谨、确切。物理规律大都具有一定的局限性,只有在一定条件下才成立,习题的答案都是跟某些已知条件相对应的。这就要求我们在命题时,对某个规律成立的条件,对所求答案必须交待的问题作全面的分析,并在题中确切交待清楚。如“入射光线经夹角为θ的两平面镜依次反射后,反射光线与入射光线的夹角为 2θ,试证明之”。此题中“反射光线与入射光线的夹角为 2θ”这个结论本身是有一定成立条件的(只有θ≤90°时才成立)。
- 目的性原则
①通过学生练习想使学生巩固哪些物理概念、掌握哪些物理规律、训练哪些方面的能力、预期达到怎样的效果等问题都要心中有数。一般来讲,选题要突出重点和难点,在学生认识的转折点上下功夫。如加速度的概念是教材中的一个重点,也是教学的难点,初学者总是将加速度与速度或速度的增量混为一谈。为检查学生对加速度物理意义的理解情况及使学生正确理解加速度的概念,可问学生:“一物体做初速度为零的加速直线运动,当其加速度逐渐减小的过程中,其速度将如何变化?” 这一问的目的就是要考查学生对加速度和速度的关系是否真正理解。通过这样具体问题的分析,达到使学生进一步完善对加速度的理解之目
的。
②在教学的不同阶段,也要注意练习题的目的性。如在牛顿第二定律的新授课后就让学生做受力情况复杂的综合题,这不但会由于题目太难而挫伤学生学习的积极性,同时也不利于对牛顿第二定律本身的理解和掌握。而应以初步记忆、理解牛顿第二定律为目的,让学生练些基本的、模仿型练习题。但进入复习阶段时,练习题就要以增大训练学生灵活运用所学的全部物理知识解决综合性问题为目的,因此题型也应趋于综合化了。如力学综合题可搞受力分析、牛顿第二定律、圆周运动和功、能等知识的综合,力学还可和静电学综合,电学和热学的综合等。目的是要通过具体的综合题的练习,使学生将所学的知识系统化、结构化,
通过灵活的综合运用使知识深化、活化。
③选题要针对学生和教材的实际情况。练习题不应太难,脱离学生的实际水平,使学生感到物理题高深莫测;也不能太容易,一目了然。要针对学生的实际情况和教学过程,编选出适应不同层次、不同阶段的练习题。既要针对教学中新授知识、阶段复习和总复习等不同教学过程, 设计出模仿型、熟练型和创造型等不同的练习题,又要面向全体,照顾差、中、优生,编选出基本题、提高题。这样才能使学生对所学的知识循序渐进地逐步加深理解,以求全面掌握,才能使不同层次的学生通过练习从中都能有所得。差生不会因不能正确求解问题,不断挫伤他们学习的积极性而丧失学习的信心;优生也不会因自己的“余热”无处发挥而觉得物理乏味,失去学习的兴趣。总之,要针对实际情况,使编选的练习题既有一定的坡度,又要有丰富的层次。
- 典型性原则
这是要求选题要具有代表性,就是说通过这样习题的练习,能检查学生对物理概念和规律的基本特征掌握的情况。针对物理知识中的难点和相似易混淆的问题,及学生经常犯的思维或方法上的错误,编选出相应的练习题使学生通过练习能加深对物理知识的理解,掌握分析及解决这类问题的方法。如对沸腾的概念和热平衡方程,可向学生提出这样的问题“一杯水放在开水锅中,使杯底不接触锅底,当锅中的水继续用火加热并保持沸腾状态时,问杯中的水能否沸腾?”学生往往由于对沸腾的本质和条件以及热平衡的规律没有全面地理解,而错误地认为只要不断给锅加热,杯中的水迟早会沸腾。这恰恰暴露了学生对沸腾概念和热平衡规律理解得还不确切、不完善。另外有些学生解物理题时,不注重分析物理过程,盲目地乱套公式,将物理问题数学化,因而不能正确运用物理规律。例如学完匀变速直线运动的规律后,问:“一辆以 10 米/
秒的速度行驶的汽车,遇有情况以 0.2 米/秒 2 的加速度刹车,问从开始刹车时算起,1 分钟后汽车开出多远?”不少学生会套用公式 s= v0t+at2/2 将题中给出的 v、a、t 代入求得 s=240 米的错误答案。由于没
有对物理过程进行分析,只看到汽车做匀减速运动,故想当然地认为 1
分钟的时间就是汽车匀减速运动的时间。如果题目改问“刹车后 3 小时
汽车开出多远?”则学生很少有人将 3 小时代入公式进行计算了。因为这样题目本身就迫使学生要分析汽车的运动过程了,而这时问题也就失去典型性了。可见,通过这样一些代表性、典型性问题的练习,学生在不断总结经验教训的基础上,对物理概念和规律的理解将会逐步完善, 对分析解决问题的方法也会逐步掌握了。
- 拓展性原则
就是指一道练习题可以进行多种形式的塑造。这种塑造可以是解题方法上的一题多解,也可以是题目本身的一题多变。精心编选这样的练
习题,可达到以一当十、精讲精练的目的,从而使师生从题海中解脱出来。如在高一力学的复习阶段,出这样的练习题:“在光滑水平面上, 有一质量为 mB 的静止物体 B,其上有一质量为 mA 的静止物体 A,A、B 间
滑动摩擦系数为μ。如图 2 所示,今有一弹丸沿水平方向从右边击中 A 并被 A 反向弹回,因而获得相对于地面的速度 vA 开始在 B 上滑动,问从
A 开始运动到相对于 B 静止,在 B 上滑行的距离为多大?”对于这样一个具体问题的分析,可引导学生从运动学和动力学、运动的相对性原理、动能定理、功能关系、速度图象等方面进行分析,并运用多种不同的方法进行求解,以达到知识间的融汇贯通。多变的习题,可以通过一个具体问题的分析,再改变或附加一些物理条件,使原题变为一系列的具有不同侧重点的相似练习题。它可以大面积地检查、巩固物理知识,开阔学生的视野,训练发散型思维,培养学生的创造性。
总之,习题的拓展性,应体现出运用的知识基本而广泛,解题方法灵活而不呆板,难度深浅得当而有较大的引伸余地。