在習(xí)題教學(xué)中合理鋪設(shè)臺階，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)自我效能感

摘要：本文主要探討如何通過有梯度的習(xí)題教學(xué)為學(xué)生合理鋪設(shè)臺階，并詳細分析設(shè)計習(xí)題，從而提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)自我效能感。

關(guān)鍵詞：習(xí)題教學(xué)；臺階；物理學(xué)習(xí)；自我效能感

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2013）2（S）-0041-3

筆者在高中物理教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)相當一部分學(xué)生雖然有學(xué)習(xí)的目標且明白只有通過認真學(xué)習(xí)才能實現(xiàn)目標，卻仍然不能堅持實施認真學(xué)習(xí)這一行為。通過觀察、訪談和查閱資料，認識到此類現(xiàn)象與學(xué)生的物理學(xué)習(xí)自我效能感有關(guān)。

自我效能感這一概念是由美國心理學(xué)家班杜拉于1977年最早提出的，是指個體對自己的行為能力及行為能否產(chǎn)生預(yù)期結(jié)果所抱的信念，當個體確信自己的行為能夠產(chǎn)生預(yù)期效果時才能更好地實施和堅持自己的行為。而物理學(xué)習(xí)自我效能感則是指學(xué)生對于自己的學(xué)習(xí)行為能否實現(xiàn)物理學(xué)習(xí)目標的一種自信程度，只有當學(xué)生擁有了較高的物理學(xué)習(xí)自我效能感，他才相信通過自己的努力能夠?qū)崿F(xiàn)物理學(xué)習(xí)的目標，才能更好的實施和堅持努力學(xué)習(xí)物理這一行為?？梢?，要讓學(xué)生學(xué)得積極主動、愉快高效，必須想辦法提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)自我效能感。

如何提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)自我效能感呢？心理學(xué)理論認為，影響自我效能感的因素主要來自以下四個方面：親歷的成敗經(jīng)驗；替代性經(jīng)驗；社會說服；生理和情緒狀態(tài)。其中，因為親歷的成敗經(jīng)驗是基于個體的親身體驗，因而對自我效能感的形成影響最大。成功的經(jīng)驗會提高個體的自我效能感，失敗的經(jīng)驗會降低個體的自我效能感。

習(xí)題教學(xué)作為貫穿整個高中物理教學(xué)的教學(xué)形式，幾乎每天都在為學(xué)生提供大量的成敗經(jīng)驗。如果習(xí)題教學(xué)不注意設(shè)計合理的梯度，太難的問題會讓學(xué)生總是體會到挫敗感，長此以往必然對學(xué)生的自我效能感和學(xué)習(xí)的積極性不利：因此，習(xí)題教學(xué)必須結(jié)合學(xué)生情況合理鋪設(shè)臺階，才能讓學(xué)生拾級而上，學(xué)得輕松高效。

習(xí)題教學(xué)的階梯設(shè)計可以從以下四個方面來進行：

1 習(xí)題本身的問題設(shè)計要有梯度

例1如圖1所示，一帶電量為+q的小球，質(zhì)量為m，套在一豎直的粗糙木桿上?，F(xiàn)在空間中加一場強為E的水平向左的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的垂直于紙面向里的勻強磁場，已知球與木桿之間的摩擦系數(shù)μ

分析此習(xí)題的主要目的在于鞏固學(xué)生對于洛倫茲力的大小隨速度的變化而變化的特點。在分析中會涉及到物體的受力、加速度、速度的漸變問題，需要用到分析多過程的動力學(xué)問題的一般步驟和方法。特別是在小球運動的過程中，桿的彈力會反向，這成為學(xué)生分析過程中遇到的最大的難點。本習(xí)題只設(shè)有一個問題，這個要求“一步到位”的問題對大部分學(xué)生而言無疑太難，解決這個問題將極大的影響了他們的信心和積極性，會降低學(xué)生的自我效能感。

經(jīng)過詳細分析此題想要達到的目的及會用到的方法和規(guī)律，猜想學(xué)生可能遇到的困難?？蓪⒋肆?xí)題改編為例2的形式：

例2一帶電量為+q的小球，質(zhì)量為m，套在一豎直的粗糙木桿上?，F(xiàn)在空間中加一場強為E的水平向左的勻強電場，如圖2所示。已知球與木桿之間的摩擦系數(shù)μ

（1）現(xiàn)將小球由靜止釋放，試分析小球的運動情況。

（2）在空間中加一磁感應(yīng)強度為B的垂直于紙面向外的勻強磁場，如圖3所示，試分析小球的運動情況并求出小球的最大速度。

（3）將空間中勻強磁場的方向改為垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度仍為B，如圖1所示，試分析小球的運動情況并求出小球的最大速度。

分析改編后第（1）問的要求屬于識記、領(lǐng)會的層次，目的在于讓學(xué)生明確物理情景，回顧并熟練運用分析動力學(xué)問題的一般方法，即：分析受力情況與運動情況，將兩者結(jié)合從而完整分析物體的加速度與速度情況，得到整個過程物體的運動情況。第（2）問的要求屬于簡單綜合應(yīng)用的層次，此問中把磁場方向設(shè)計為垂直于紙面向外，桿的彈力不會反向，學(xué)生通過解決此問可以鞏固對于洛倫茲力的認識，深刻體會到洛倫茲力的大小會隨速度大小的變化而變化，逐漸學(xué)會分析此類情景下物體的加速度與速度情況的方法，為最終解決第（3）問提供范本。第（3）問的要求屬于較復(fù)雜綜合應(yīng)用的層次，但有了之前的知識與方法作為鋪墊，學(xué)生會有較強的信心來解決這個看起來與第（2）問差不多的問題。站在第（1）、（2）問的階梯之上，學(xué)生最終成功解決問題的可能性大大增加了。

總的說來，由例1改編為例2，注重了在習(xí)題教學(xué)中體現(xiàn)階梯，為有效地保護學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性，提高他們學(xué)習(xí)物理的自我效能感起到了積極的作用。

2 一堂習(xí)題課的習(xí)題與習(xí)題之間要體現(xiàn)梯度

例如，在進行關(guān)于“閉合電路中的最大功率問題”的習(xí)題課時，可分為如下幾個步驟：

1.一般閉合電路（包括純電阻電路和非純電阻電路）的電源最大輸出功率問題。

任務(wù)一如圖4所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，請分析電路中電流為多大時電源輸出功率最大，并計算出此最大值。

2.純電阻電路的電源最大輸出功率問題。

任務(wù)二如圖5所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，外電路可變電阻為R，請分析外阻R多大時電源輸出功率最大。并計算出此最大值。

3.鞏固并更加透徹的理解步驟2中所學(xué)的方法。區(qū)別定值電阻與可變電阻的最大功率問題在分析方法上的不同。

任務(wù)三如圖6所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，外電路定值電阻為R，可變電阻為R，請分析外阻R多大時，（1）定值電阻R消耗的功率最大；（2）可變電阻R消耗的功率最大；（3）電源的輸出功率最大。

4.在步驟3的基礎(chǔ)上將各方法融會貫通，并加入一個新的知識點——最大輸出功率的圖像問題（如圖8所示）。

任務(wù)四如圖7所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r=1.5Ω，外電路定值電阻R=R=1Ω，可變電阻為R的最大阻值為5Ω，請分析可變電阻為R多大時，（1）定值電阻R消耗的功率最大；（2）定值電阻R與可變電阻R消耗的總功率最大；（3）電源的輸出功率最大。

5.與實際問題的結(jié)合，鍛煉學(xué)生靈活處理問題的能力。

任務(wù)五如圖9所示的電路中，直流發(fā)電機E=250V，r=3Ω，R=R=1Ω，電熱絲組中裝有50只完全相同的電熱絲，每只電熱絲的額定電壓為200V，額定功率為1000W，其他電阻不計，并且不計電熱絲電阻隨溫度的變化。

（1）當接通幾只電熱絲時，實際使用的電熱絲能正常工作？

（2）當接通幾只電熱絲時，發(fā)電機輸出功率最大？

（3）當接通幾只電熱絲時，電熱絲組加熱物體最快？

（4）當接通幾只電熱絲時，電阻R、R上消耗的功率最大？

（5）當接通幾只電熱絲時，實際使用的每只電熱絲中電流最大？

（6）當接通幾只電熱絲時，發(fā)電機的功率最大？

分析本節(jié)課的目標在于讓學(xué)生學(xué)會分析一般電路與純電阻電路中的最大輸出功率問題，并學(xué)會將該分析方法進行遷移以解決類似的其他問題。為了實現(xiàn)此目標，本設(shè)計將教學(xué)過程細分為了很多小步，每一小步通過不同的任務(wù)來實現(xiàn)。第一步旨在用數(shù)學(xué)上二次函數(shù)求極值的方法解決一般的閉合回路的最大輸出功率問題，得出具有普遍意義的結(jié)論；第二步則可以運用數(shù)學(xué)上均值不等式的方法或利用第一步的結(jié)論得到純電路的輸出功率最大時需要滿足的條件及其特點；第三步進一步將求極值的方法進行鞏固，并且教會學(xué)生可以將定值電阻R與內(nèi)阻r之和視為等效內(nèi)阻的方法：第四步則要求學(xué)生對于方法的理解更為透徹。并且認識最大輸出功率隨電阻變化的圖像特點，知道當不能實現(xiàn)內(nèi)外阻相等的條件時，阻值越接近相等，輸出功率越大；第五步，要求學(xué)生靈活運用本節(jié)課的所學(xué)方法解決具體的問題。

本節(jié)課五個步驟層層遞進，使學(xué)生對于方法的理解和認識逐漸變得透徹，在不知不覺間實現(xiàn)了本節(jié)課的目標。在本節(jié)課的教學(xué)過程中，學(xué)生的成就感會遠遠高于挫敗感，對于其自我效能感的提高能起到積極的作用。

3 配以有梯度的課后練習(xí)

如果僅僅是課堂上進行有梯度的習(xí)題教學(xué)，課下的習(xí)題卻不注意難度與梯度，那么學(xué)生在課堂上好不容易建立起來的自信會很容易被消磨掉，因此課后的習(xí)題也同樣必須具有階梯性。

4 學(xué)生自主設(shè)計階梯式的練習(xí)

雖然教師進行有梯度的習(xí)題教學(xué)確實可以使學(xué)生解決問題更加自信，但是長期這樣的教學(xué)方式卻恐怕會讓學(xué)生總是依賴老師幫他們鋪設(shè)階梯，逐漸喪失獨立解決問題的能力，這將是非常嚴重的后果。因此，有梯度的習(xí)題教學(xué)必須最終要求學(xué)生自己細分問題，自己設(shè)計題目的問題。在教學(xué)過程中，要適時地給學(xué)生機會對老師準備好的題目情景自行設(shè)計有梯度的多個問題，并自己解答或同學(xué)交換解答。讓學(xué)生在設(shè)計問題的過程中，進一步體會該問題的物理本質(zhì)，學(xué)會自己為自己鋪設(shè)解決問題的階梯。

筆者從以上四個方面在習(xí)題教學(xué)中鋪設(shè)臺階并教會學(xué)生鋪設(shè)臺階，通過一段較長時間的教學(xué)實踐，利用相應(yīng)量表可測得學(xué)生的物理學(xué)習(xí)自我效能感水平有較大提升，他們對于物理學(xué)習(xí)更有信心和積極性，同時物理學(xué)習(xí)成績也得到了提高。

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（欄目編輯 羅琬華）