物理习题教学的典型性原则和层次性原则

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  1 当前习题教学存在的一些问题
  高中物理课程是高中阶段一门必修课程,对于学生的发展具有重要的作用,高中物理习题教学是物理教学不可缺少的组成部分,习题教学是指高中物理教学过程中所进行的例题讲解、习题处理、作业和试题讲评等活动,它的作用具体表现在三个方面:一是对概念、公式和原理的延续和深化;二是活化物理知识,扩大知识面,提高应用物理知识能力;三是培养严谨的逻辑思维能力、运用数学工具解决物理问题的能力和科学表达能力,为学生应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础.那么,如何有效地进行习题教学呢?选择恰当的习题是搞好习题教学的基础和保证.苏联教育家巴班斯基也指出,优秀教师给学生做的练习比一般教师少三分之二,但却取得更大的教学效果.所以,教师应根据教学要求、教学原则、学生的认知水平以及练习目的来选择习题.
  但是,在当前高中物理习题的选取存在一些问题,如高中物理习题教学缺乏系统的理论指导,学校和教师对习题选取的有效性研究较少,对待习题选取的态度大多处于一种初级的、经验的、感性的状态,缺乏节奏性,要么题目设计较简单,要么题目设计较难,或是没有难易的明显区分,没有注意到习题由浅入深的原则,导致学生在习题练习中起起落落,练习效果也不理想,学生在解题能力的发展上起色不大,导致学生解题能力和物理思维能力很难得到提高.
  所以,为了全面落实新课程理念,促进学生全面发展,物理教师要对习题课教学进行优化设计,要有效地选取习题,要把训练的盲目变为目标明确,把简单重复变为针对性强,把单调变为形式多样,把过量变为适量,切实提高高中物理习题教学的有效性.其中,首先要注意习题选取的典型性原则,教师要根据教学内容及学生掌握知识的情况,选择那些既典型又具有普遍指导意义的习题做例题,选择能训练思维和方法的习题作为学生的练习题.有经验的教师在教学中注意收集各种问题,然后还要认真选择,根据所教学生的实际情况,将最具有典型意义、最具有针对意义、对当前教学最据有实际意义的问题鉴别出来后,以使学生能通过最少量的习题练习,然后进行生长、变化和延伸,取得最好的效果.其次,要注意习题选取层次性原则.
  对于整节习题课,需要设计一系列的习题,对于这些习题的设计要注重层次性,由简单到复杂,符合学生认知规律.如果把过难的物理问题“一次到位”地摆在学生的面前,这些问题不仅不可能“到位”,反而会挫伤学生学习的积极性,让学生丧失学习物理的自信心.因此,对于学生练习,要根据学生情况把握好基础题、中档题、难题的比例,由简单到复杂来设计整个习题课.
  2 习题教学的实例:“真空中的库仑定律”的习题教学
  下面,我们就通过“真空中的库仑定律”的习题教学来看如何通过选择恰当的习题来提高习题教学的有效性.之所以选择这一章节,是因为库仑力是学生在电学中首先学习的力,学生在刚开始学习的时候会觉得对电学问题中的出现的力无从下手,所以在这一知识点的教学中,如何选择合适的例题就显得尤为重要.其实,库仑力是一种力,同样遵从力的合成与分解法则,遵从共点力的平衡,遵从牛顿定律等力学基本规律,遵从动能定理、动量守恒定律等力学知识和方法,我们只要把库仑力当做一个普通力来对待就可以了, 所以,在习题的选择上,一是要突出和力学知识的结合,二是要注意典型性原则、层次性原则.具体来说,从力的合成与分解讲起,到物体的平衡、牛顿运动定律,再到周期运动、能量的转化与守恒等问题.
  2.1 与力的合成与分解相结合
  例1 等边三角形ABC如图1所示,边长为L,在顶点A、B处有等量异性电荷,QA= Q,
  QB=-Q, 则在顶点C处的点电荷QC所受的静电力为多少.
  解答 QC题目中没有交代电性,解答时需要考虑两种情况:即QC为正电或QC为负电.
  当QC为正电时,QA对QC作用力为斥力,QB对QC作用力为引力,受力情况如图2所示.
  QA对QC作用力的大小:FA=kQQC/L2,
  QB对QC作用力的大小:FB=kQQC/L2,
  因为QA=QB,所以FA=FB,且夹角为120°.
  所以,QC所受合力的大小与两个分力的大小相等,方向在两个分力的角平分线上,即FA=FB=F1=kQQC/L2,方向为平行AB连线向右.
  同理:当QC为负电时:FA=FB=F2=kQQC/L2,方向平行于AB连线向左.
  2.2 与物体的平衡相结合
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