還原習(xí)題本質(zhì) 培育學(xué)科素養(yǎng)

張平

摘? ?要：“WWW”習(xí)題是蘇科版教材的重要組成部分，是培育學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)、發(fā)展創(chuàng)新精神的重要載體。但在實際教學(xué)中，“WWW”習(xí)題沒有引起教師的足夠重視，沒有科學(xué)的使用，習(xí)題效能被嚴重弱化。文章對“WWW”習(xí)題進行特征分析，結(jié)合實際的教學(xué)案例，討論如何讓“WWW”習(xí)題在培育學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)方面最大限度地發(fā)揮其作用，為開發(fā)教材資源提供新視角。

關(guān)鍵詞：“WWW”習(xí)題;習(xí)題本質(zhì);學(xué)科素養(yǎng);新視角

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2019）12-0018-5

1? ? 問題的提出

“WWW”習(xí)題是蘇科版教材的重要組成部分，充分體現(xiàn)了新課程的理念，是培育學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)、發(fā)展創(chuàng)新精神的重要載體，是促進學(xué)生從知識向能力轉(zhuǎn)化的重要途徑。但在實際教學(xué)中，我們卻發(fā)現(xiàn)這部分內(nèi)容的教學(xué)效能被嚴重弱化，原因是教師對這部分內(nèi)容缺少深入的思考，沒有站在培育學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的高度去考慮這些習(xí)題的作用，平時教學(xué)中也很少將“WWW”習(xí)題納入到自己的教學(xué)系統(tǒng)中去思考它們的使用方式和方法，大多情況就是把它們作為普通的練習(xí)題交給學(xué)生讓其課后完成。學(xué)生大多是就題論題，關(guān)注的是習(xí)題本身和答題技巧，很難認識到習(xí)題的本質(zhì)，往往是只見樹木，不見森林。

案例1 蘇科版物理八年級上冊《物質(zhì)的三態(tài)? 溫度的測量》一節(jié)“WWW”習(xí)題中的一道題：在燒杯中倒入適量的熱水，用溫度計測量水的溫度，每隔2分鐘讀數(shù)一次，將溫度值標在圖1對應(yīng)的溫度計上，最后用平滑的曲線把各溫度計上的標記連起來，看看能從中發(fā)現(xiàn)什么。

分析：

從習(xí)題本身來看，此題有兩個目的：一是讓學(xué)生通過練習(xí)用溫度計測量熱水的溫度，訓(xùn)練學(xué)生溫度計的使用技能;二是讓學(xué)生根據(jù)測出的溫度畫出圖像，然后根據(jù)圖像去發(fā)現(xiàn)熱水溫度的變化規(guī)律。

但仔細研究教材，我們就會發(fā)現(xiàn)這道習(xí)題還有更深層次的意圖，因為圖像法能直觀地描述物理過程，是分析和解決物理問題時常用的一種重要方法，所以，蘇科版對于圖像法的引入是非常慎重的。圖像法第一次是出現(xiàn)在《樂音的特性》一節(jié)（如圖2），只是讓學(xué)生知道圖像可以描述物理過程的變化規(guī)律。圖像法第三次是出現(xiàn)在《汽化和液化》一節(jié)，當(dāng)學(xué)生完成觀察水的沸騰特點這個實驗后，要求讓學(xué)生根據(jù)實驗的數(shù)據(jù)畫出水的沸騰圖像（如圖3）。而圖像法的第二次出現(xiàn)就是在此道習(xí)題中。這道習(xí)題更大的作用是讓學(xué)生認識到從測量到圖像的轉(zhuǎn)化過程，它不僅在學(xué)生對圖像法的認知上有著承前啟后的作用，還可以讓學(xué)生認識到繪制物理圖像的方法不僅僅是數(shù)學(xué)上那種最常規(guī)的描點作圖，還可以巧妙地直接借助實驗器材的讀數(shù)完成圖像的繪制。以第一支溫度計所在的直線建立縱坐標表示溫度，以這一排溫度計的零刻度線連成的直線建立橫坐標表示時間，將圖中的溫度計除去，將留下的每只溫度計的示數(shù)連成平滑曲線，就是熱水冷卻過程中溫度隨時間的變化圖像。

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學(xué)生在這種實際問題情境中所表現(xiàn)出來的正確和靈活處理問題的能力，正是學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的具體體現(xiàn)。因此，對于教材中“WWW”習(xí)題的處理，如果只是簡單地“留給”學(xué)生，就很可能導(dǎo)致其效能的弱化，甚至失掉其意義。

2? ? “WWW”習(xí)題的特征

蘇科版初中物理教材中的“WWW”習(xí)題分類統(tǒng)計表如表1所示。

2.1? ? 廣涉及

有意義的學(xué)習(xí)活動總是憑借一定的教學(xué)情境來實施的，學(xué)生對知識的感悟乃至素養(yǎng)的提升也只有在與情境的互動中才能達成。“WWW”習(xí)題不僅題型多樣，習(xí)題的情境也是豐富多樣的，有抽象的、半抽象的和具體的情境，情境的內(nèi)容有來自于生活的、社會的、工程的、科技的、軍事的、文化的、藝術(shù)的、文學(xué)的等。豐富多樣的“WWW”習(xí)題，不僅可以激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生學(xué)會適應(yīng)不同的問題情境，增強物理知識靈活運用的能力，而且有助于以后職業(yè)觀的形成。

2.2? ? 重思維

編者設(shè)計物理習(xí)題的類型往往會從兩個方面的性質(zhì)來進行分類：第一類是應(yīng)用型，包括選擇、填空、計算與作圖，這類習(xí)題的主要作用是幫助學(xué)生鞏固課堂知識，提高學(xué)生運用物理知識解決問題的能力。第二類是理解型，包括說理、實驗、調(diào)查實踐、論文寫作等，這類題型的主要作用是促進學(xué)生認知能力的發(fā)展，即發(fā)展學(xué)生從具體到抽象的邏輯思維。蘇科版教材中，應(yīng)用型習(xí)題共有72道題，占比約為26.5%，而理解型習(xí)題共有200道題，占比約為73.5%。說明“WWW”習(xí)題在幫助學(xué)生鞏固課堂知識、提高學(xué)生運用物理知識解決問題的能力的同時，更注重學(xué)生抽象思維的培養(yǎng)和認知能力的發(fā)展。

2.3? ? 重能力

蘇科版教材272道習(xí)題中，主觀題為262道，占96.3%。在主觀題中，說理題、實驗與探究題、計算題、調(diào)查實踐題等幾種題型所占的比例最大。這些習(xí)題綜合性比較強，對于考查學(xué)生的邏輯思維能力、語言表達能力、探究能力、創(chuàng)新能力等方面有獨特的功能，同時通過實踐與體驗，可以潛移默化地提高學(xué)生的證據(jù)意識，培養(yǎng)學(xué)生實事求是和堅持真理的品格。

2.4? ? 重人文

“WWW”習(xí)題蘊藏著豐富的科學(xué)思想和人文精神教育因素，是育人的重要資源，學(xué)生完成習(xí)題的過程也是引導(dǎo)和促進學(xué)生成長的過程。

例如，《磁體與磁場》一節(jié)的“WWW”習(xí)題，教材設(shè)置了這么一道題目：在“神舟五號”載人飛船成功巡天之后，華夏兒女的下一個目標是登上月球。關(guān)于月球上的物理現(xiàn)象和規(guī)律，同學(xué)們提出了很多問題和猜想。若月球周圍有磁場，你打算研究哪些問題？你的猜想是什么？如何進行研究？這道題不僅能更好地引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和豐富的物理想象力，還可以讓學(xué)生萌發(fā)為我國航天、航空事業(yè)的發(fā)展而努力學(xué)習(xí)的思想和愛國主義情懷。

綜上，“WWW”習(xí)題不僅是學(xué)生理解和鞏固物理知識的載體，還是促進學(xué)生從知識向能力轉(zhuǎn)化的重要途徑，是培育學(xué)生核心素養(yǎng)、助推并提升學(xué)科意義、發(fā)展學(xué)生個性的一劑良方。

3? ? 習(xí)題使用的新視角

“WWW”習(xí)題的處理必須要順應(yīng)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)這個“大勢”才能顯現(xiàn)其內(nèi)在的生命能量與價值。因此，要站在學(xué)科素養(yǎng)培育的高度，還原習(xí)題的本質(zhì)，并將“WWW”習(xí)題與課堂教學(xué)深度融合，用習(xí)題完善和優(yōu)化課堂教學(xué)，用課堂教學(xué)促進和深化習(xí)題的處理，方能實現(xiàn)習(xí)題與課堂教學(xué)的雙增值，發(fā)揮“WWW”習(xí)題在培育學(xué)生核心素養(yǎng)方面的重要作用。

3.1? ? 增添課堂活力，促進積極學(xué)習(xí)態(tài)度的形成

“WWW”習(xí)題在設(shè)計時充分考慮到學(xué)生在學(xué)習(xí)中的心理狀況，注重創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉或想了解的現(xiàn)實問題情境，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，增強學(xué)生主動學(xué)習(xí)的原動力和內(nèi)驅(qū)力。將其引入到課堂，不僅能促進習(xí)題的解決向縱深發(fā)展，而且可以增添課堂的活力，融洽課堂的氣氛，有助于學(xué)生形成積極、主動的學(xué)習(xí)態(tài)度。

案例2 蘇科版物理八年級上冊，《透鏡》一節(jié)“WWW”習(xí)題中有如下一題：如圖4所示，用鐵絲繞成內(nèi)徑約為4 mm的圓環(huán)，將圓環(huán)在清水中浸一下后取出，布滿圓環(huán)的水膜猶如一個透鏡。試用一種簡易方法辨別它是“凸透鏡”，還是“凹透鏡”。輕輕甩去少量的水（保持水膜完好），結(jié)果又會怎樣？

教學(xué)處理：在《透鏡》這節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束時，將其前置到課堂上，作為本節(jié)課的知識鞏固與應(yīng)用環(huán)節(jié)來使用。

效果分析：教學(xué)設(shè)計時，教師們一般對課堂引入環(huán)節(jié)如何激發(fā)學(xué)生的興趣做的功課較多，畢竟好的開始就是成功的一半。在臨近課堂的尾聲，學(xué)生處于一節(jié)課最疲憊的時段，這時學(xué)生的注意力和情緒都不如課堂的開始，如果此時選取抽象問題進行訓(xùn)練，不僅讓教學(xué)效果大打折扣，還容易引起學(xué)生的厭倦。若選取融知識與趣味性于一體的習(xí)題，會讓知識鞏固與應(yīng)用環(huán)節(jié)更有“人情味”。

將此題運用到課堂上可以達到以下效果：第一，變平時枯燥無味的習(xí)題訓(xùn)練為學(xué)生的動手實驗，而且出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象讓學(xué)生感到意外與驚奇，學(xué)生沒想到水膜也會有透鏡的作用，而且透鏡的性質(zhì)是可變的，既可以是凸透鏡，還可以是凹透鏡;第二，學(xué)生既要動手操作，又要動眼觀察，更要動腦思考，興趣盎然地鞏固了本節(jié)課所學(xué)的重點知識，訓(xùn)練了學(xué)生科學(xué)探究的能力;第三，此題可以為后面的自制水滴顯微鏡的學(xué)習(xí)做鋪墊，同時也為下學(xué)期分子間作用力的學(xué)習(xí)埋下伏筆，引發(fā)學(xué)生更多的聯(lián)想;第四，讓學(xué)生關(guān)注到物理實驗并不一定需要復(fù)雜的器材才能完成，借助身邊最簡單的物品（鐵絲、水）同樣可以完成一些有意義的物理實驗。

案例3 蘇科版物理八年級上冊，《速度》一節(jié)“WWW”習(xí)題中有如下一題：

用下列方法制作“噴氣火箭”（如圖5所示）：

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圖5? 制作“噴氣火箭”示意圖

（1）將氣球吹大，并用夾子把口封住;（2）從一根吸管上剪取一小段，用膠帶把它固定在氣球上;（3）將一根細繩穿過吸管，并水平拉直，作為“噴氣火箭”運行的軌道。

把封口的夾子松開，氣球就會向前運動，請測量這個“噴氣火箭”通過全程的速度。

教學(xué)安排：在《速度》這節(jié)新課內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束時，將其前置到課堂上作為本節(jié)課的知識鞏固與應(yīng)用環(huán)節(jié)使用，或?qū)⑵浜笾梅旁凇读瓦\動》一章的引入環(huán)節(jié)中使用。

效果分析：

學(xué)生并不是第一次接觸速度的概念，小學(xué)階段學(xué)過速度，初中數(shù)學(xué)也涉及到速度的學(xué)習(xí)（如比較復(fù)雜的追及、行程問題），學(xué)生對于速度的學(xué)習(xí)很難提起興趣。將此題前置到課堂上可以達到以下效果：第一，此題研究的對象是氣球，與學(xué)生的生活非常貼近，而越是貼近生活的內(nèi)容，就越能夠調(diào)動學(xué)生的既有經(jīng)驗，也越容易被學(xué)生接納，同時氣球的動感以及運動時發(fā)出的聲音會讓學(xué)生很興奮，將臨近尾聲的課堂再次激活并推向高潮;第二，此題與本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容高度適切，既有助于學(xué)生掌握測量物體運動速度的技能，同時也為八年級下冊“力和運動”的學(xué)習(xí)埋下伏筆，有助于學(xué)生運動觀的樹立;第三，此題會引起部分學(xué)生對真正火箭原理的探究，拓展了學(xué)生的知識視野，培養(yǎng)了學(xué)生熱愛科學(xué)的情感和愛國主義情懷。

3.2? ? 優(yōu)化課堂探究，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力

我們可以根據(jù)實際教學(xué)的需要，將“WWW”習(xí)題中的探究活動“移植”到課堂的探究環(huán)節(jié)，或為課堂探究提供支架與鋪墊，或作為課堂未盡探究的延伸，拓展課堂探究的寬度與深度，來彌補課堂探究活動的不足。

案例4 蘇科版物理八年級上冊，《樂音的特性》一節(jié)“WWW”習(xí)題中有如下一題：在試管內(nèi)加入少量水，用嘴對著試管口部吹氣，使其發(fā)出聲音。試一試改變水量，吹氣時聲音的音調(diào)有何變化？

教學(xué)安排：將此題變成學(xué)生實驗前置到課堂，作為探究影響聲音高低的因素實驗之前的補充。

效果分析：蘇科版教材上安排學(xué)生借助于鋼尺探究影響聲音高低的因素，這樣安排實驗，可讓學(xué)生自己動手，同時引導(dǎo)學(xué)生注意觀察，進行現(xiàn)象的對比，從而得出結(jié)論。但教學(xué)時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)尺子伸出桌面的長度改變時，學(xué)生對音調(diào)變化的判斷答案不一。原因是不少學(xué)生對音調(diào)的認識是模糊的、片面的或錯誤的，而且當(dāng)尺子伸出桌面的長度改變時，其音調(diào)的變化有時并不十分明顯。而此實驗可以讓學(xué)生清晰地感受到什么是音調(diào)的變化，為用鋼尺探究影響音調(diào)的高低因素做前提鋪墊。

案例5 蘇科版物理八年級下冊，《浮力》一節(jié)“WWW”習(xí)題中有如下一題：在一只塑料袋中裝入大半袋水，用彈簧測力計測出盛水的塑料袋所受重力的大小。再將其浸入水中，觀察浸入過程中彈簧測力計示數(shù)的變化。當(dāng)塑料袋中的水面與容器的水面相平時，觀察彈簧測力計的示數(shù)（如圖6所示）。記錄你看到的現(xiàn)象，由此你能得到什么結(jié)論？

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圖6? 浮力探究實驗示意圖

教學(xué)安排：將此題變?yōu)閷W(xué)生實驗前置到課堂，在給出阿基米德原理的內(nèi)容之后讓學(xué)生進行實驗探究。

效果分析：蘇科版教材由于考慮基礎(chǔ)性，只對“浮力大小與哪些因素有關(guān)”設(shè)置了探究活動，課堂上沒有安排阿基米德原理的定量探究活動，但教學(xué)時可根據(jù)學(xué)生的具體情況對課本上的探究活動進行延伸。將此題遷移到課堂教學(xué)中，一是可以讓學(xué)生通過自己動手實驗，直觀地看到當(dāng)排開水的體積增大時，彈簧測力計的示數(shù)逐漸減小，水袋所受浮力增大，對課本中探究影響浮力大小的因素的實驗結(jié)論再次佐證。二是學(xué)生通過實驗很容易觀察到當(dāng)塑料袋中的水面與容器的水面相平時，彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)?，出乎意料的實驗現(xiàn)象激發(fā)了學(xué)生進一步探究的興趣。此時引導(dǎo)學(xué)生進行實驗現(xiàn)象分析：水袋此時受到的浮力F■近似等于水袋的重力G■，而塑料袋里有多少水就會排開容器中的多少水，即G■=G■，所以F■=G■，此實驗是定量探究阿基米德原理成本最低的實驗。三是對學(xué)生滲透了證據(jù)意識。

3.3? ? 提供解題示范，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

將習(xí)題前置到課堂中變成例題使用，可以做到以例啟思、以例促思、以例帶類、舉一反三、觸類旁通，使習(xí)題的功能放大，達到課外習(xí)題想達到卻不能企及的目標。

案例6 蘇科版物理八年級上冊，《物質(zhì)的密度》一節(jié)“WWW”習(xí)題中有如下一題：

古典名著《西游記》中寫道，齊天大圣孫悟空的“如意金箍棒”原是大禹治水時的一根“定海神針”，重一萬三千五百斤，有二丈長，碗口粗。如果改用國際單位制，該棒的體積約為0.2 m3，質(zhì)量約為6750 kg。你能推測出“如意金箍棒”大概是用什么物質(zhì)做成的嗎？對作者的這一說法，你有什么看法？

效果分析：因為課程標準在密度的計算上要求較低，所以本節(jié)沒有給出密度計算的例題，只是在“WWW”習(xí)題中設(shè)計了這方面的練習(xí)。但沒有例題的引領(lǐng)與示范，對于八年級的學(xué)生來說，直接處理這方面的練習(xí)有時會讓他們感到茫然。將此題變成例題前置到課堂中可以彌補這方面的不足，第一，可以讓學(xué)生明確解題表述的基本過程和規(guī)范要求;第二，此題屬于“原始問題”，對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)有很強的典范性，它可以讓學(xué)生學(xué)會如何在原始問題中進行物理建模和使用數(shù)學(xué)工具，將原始化的客觀問題通過抽象變成能用物理知識解決的習(xí)題性問題，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力;第三，本題不僅僅是密度的計算，它還蘊含著生活和生產(chǎn)中常用到的鑒別物質(zhì)的物理方法，為下節(jié)課“密度的應(yīng)用”的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ);第四，此題的情境來自于《西游記》，作為例題可以增添課堂的趣味性，消除學(xué)生對密度學(xué)習(xí)的畏懼心理。同時，通過對作者的這一說法的評價，可以培養(yǎng)學(xué)生求真、求實、不畏權(quán)威、大膽質(zhì)疑的科學(xué)品質(zhì)。

4? ? 結(jié)? 語

對“WWW”習(xí)題的處理，不能頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳，要像中醫(yī)治病那樣強調(diào)一個“養(yǎng)”字，中醫(yī)主張扶正固本，補血補氣，學(xué)生的核心素養(yǎng)就是血氣，“WWW”習(xí)題就是補血氣的重要器官之一。對“WWW”習(xí)題的處理，我們不能將其打入“冷宮”不理不問，也不能死做題、做死題，而應(yīng)該是還原習(xí)題的本質(zhì)，根據(jù)學(xué)情、題情、課情的需求，對其進行挖掘開發(fā)，讓其最大限度地服務(wù)于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與關(guān)鍵能力的提升。

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（欄目編輯? ? 劉? ?榮）