推進(jìn)育人方式改革背景下高中物理習(xí)題育人功能的初探

陳大年 林 欽

（1.羅源第一中學(xué)，福建 福州 350600；2.福建師范大學(xué)，福建 福州 350007）

以促進(jìn)學(xué)生全面而有個(gè)性發(fā)展為理念的新一輪課程改革和“一核四層四翼”高考評(píng)價(jià)體系的變革，均要求教師在工作中轉(zhuǎn)變思想，把教育的著力點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生形成正確的價(jià)值觀念、科學(xué)的思維方式，提升學(xué)生處理問題、解決問題的能力，為適應(yīng)社會(huì)生活、接受高等教育和未來職業(yè)發(fā)展打好基礎(chǔ)，努力培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。［1］作為教學(xué)重要組成部分的習(xí)題教學(xué)活動(dòng)，更應(yīng)以習(xí)題為載體，充分挖掘和發(fā)揮習(xí)題在必備知識(shí)強(qiáng)化、關(guān)鍵能力培養(yǎng)、學(xué)科素養(yǎng)提升、核心價(jià)值內(nèi)化、德智體美勞等全方位的育人功能，在習(xí)題教與學(xué)中踐行新時(shí)代育人方式的變革。

一、物理習(xí)題育人功能的界定

充分挖掘和發(fā)揮習(xí)題的育人功能，是新時(shí)代推進(jìn)育人方式另一著力點(diǎn)，也是習(xí)題教學(xué)的根本出發(fā)點(diǎn)和是歸宿點(diǎn)。以2020 年全國高考理綜Ⅰ卷第24 題（以下簡稱“例題”）為例，對(duì)習(xí)題的育人功能作粗淺界定。

案例1 我國自主研制了運(yùn)—20 重型運(yùn)輸機(jī)。飛機(jī)獲得的升力大小F可用F=kv2描寫，k為系數(shù)、v是飛機(jī)在平直跑道上的滑行速度，F(xiàn)與飛機(jī)所受重力相等時(shí)的V稱為飛機(jī)的起飛離地速度，已知飛機(jī)質(zhì)量為1.21×105kg 時(shí)，起飛離地速度為66m/s；裝載貨物后質(zhì)量為1.69×105kg，裝載貨物前后起飛離地時(shí)的k值可視為不變。

（1）求飛機(jī)裝載貨物后的起飛離地速度；

（2）若該飛機(jī)裝載貨物后，從靜止開始勻加速滑行1521m 起飛離地，求飛機(jī)在滑行過程中加速度的大小和所用的時(shí)間。

（一）習(xí)題的求知育人功能

習(xí)題中融入新知識(shí)及內(nèi)容。學(xué)生在研學(xué)中理解新知識(shí)、整合新內(nèi)容，知道是什么、探究為什么、該怎么辦，引導(dǎo)學(xué)生求知，在此過程中促進(jìn)物理觀念的形成和知識(shí)的系統(tǒng)化。例題中介紹了飛機(jī)的升力、及其定量描述、起飛離地條件、離地速度等課外科普知識(shí)，學(xué)生在作答過程中獲取新知識(shí)，豐富了知識(shí)結(jié)構(gòu)，具有習(xí)題求知的育人功能。

（二）習(xí)題的應(yīng)用育人功能

習(xí)題中融入理解、推理、分析綜合、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題等核心能力要求。學(xué)生在研學(xué)中通過文本閱讀、圖像識(shí)別等理解研究的問題，應(yīng)用已有知識(shí)、技能經(jīng)過推理、分析綜合、數(shù)學(xué)工具等解決實(shí)際問題，在此過程中培養(yǎng)和提升學(xué)生的關(guān)鍵能力。例題作答過程中需要學(xué)生對(duì)習(xí)題文本的閱讀，獲取關(guān)鍵信息，在理解、推理和分析綜合的基礎(chǔ)上，應(yīng)用物體的平衡、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律等物理知識(shí)和較為熟練數(shù)學(xué)運(yùn)算解決物理問題，具有習(xí)題應(yīng)用的育人功能。

（三）習(xí)題的創(chuàng)新育人功能

習(xí)題以真實(shí)情境為載體融入模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證等科學(xué)思維與方法。學(xué)生在研學(xué)中將情境在頭腦中再現(xiàn)、提煉、轉(zhuǎn)化后構(gòu)建模型、經(jīng)過科學(xué)推理或論證實(shí)現(xiàn)問題的解決，在此過程中激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力，為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠基。例題作答過程中需要學(xué)生將題目呈現(xiàn)飛機(jī)起飛情境問題，在頭腦中再現(xiàn)、提煉、轉(zhuǎn)化成豎直方向上平衡和水平上方向上勻加速運(yùn)動(dòng)的物理模型，并進(jìn)行科學(xué)推理，即當(dāng)飛機(jī)的升力和所受重力相等時(shí)達(dá)到離地起飛條件，這一系列的思維活動(dòng)體現(xiàn)了習(xí)題創(chuàng)新的育人功能。

（四）習(xí)題的拓展育人功能

結(jié)合習(xí)題的情景、知識(shí)內(nèi)容合理地融入科學(xué)本質(zhì)、態(tài)度、社會(huì)責(zé)任、勞動(dòng)觀念和意識(shí)、體育鍛煉、審美情趣、社會(huì)主義核心價(jià)值等教育題材，學(xué)生在研學(xué)中逐步形成正確的價(jià)值觀和科學(xué)態(tài)度。例題以我國自主研制運(yùn)—20 重型運(yùn)輸機(jī)為題材，學(xué)生在作答過程中潛移默化的接受了國防教育，增強(qiáng)國防科技發(fā)展的民族自豪感，激發(fā)了愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的主動(dòng)性和積極性，具有習(xí)題拓展的育人功能。

二、習(xí)題育人功能實(shí)踐探索

（一）選取合適情境習(xí)題訓(xùn)練，發(fā)揮習(xí)題育人功能

物理學(xué)是自然學(xué)科領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)學(xué)科，物理知識(shí)來源生活［2］，因此在物理習(xí)題設(shè)計(jì)或選編中以真實(shí)生活情境為載體，以情境中遵循的物理規(guī)律作為主線條，有機(jī)地融入求知、應(yīng)用、創(chuàng)新、拓展的育人功能。以案例2 簡析在習(xí)題的設(shè)計(jì)或選編過程中如何充分挖掘習(xí)題的育人功能。

案例2（2020 年福建省高三畢業(yè)班質(zhì)量檢查理綜卷第18 題）如圖1，工地上常用夾鉗搬運(yùn)磚塊。已知磚塊均為規(guī)格相同的長方體，每塊質(zhì)量為2.8kg，夾鉗與磚塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.50，磚塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.35，最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2。搬運(yùn)7 塊磚時(shí)，夾鉗對(duì)磚塊豎直一側(cè)壁施加的壓力大小至少應(yīng)為:

圖1

A.196N B.200N C.392N D.400N

習(xí)題以生產(chǎn)生活中搬磚塊的實(shí)際情境為載體，主要考查平衡、摩擦力臨界判斷等核心知識(shí)，學(xué)生在研學(xué)中能體會(huì)到用夾鉗搬運(yùn)磚塊，可以減小工作強(qiáng)度、提高工作效率，從而感悟到勞動(dòng)人民的智慧，具有習(xí)題求知的育人功能；在問題的解決過程中要根據(jù)習(xí)題描述的情景，恰當(dāng)選擇若干磚塊為研究對(duì)象后構(gòu)建物理模型，具有習(xí)題創(chuàng)新的育人功能；利用平衡、兩物體間發(fā)生滑動(dòng)的臨界條件進(jìn)行科學(xué)推理、分析、計(jì)算，得出結(jié)論，具有習(xí)題應(yīng)用的育人功能；同時(shí)在問題的解決中，感悟物理知識(shí)在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用，還可以培養(yǎng)學(xué)生勞動(dòng)意識(shí)，滲透尊重勞動(dòng)人民、珍惜勞動(dòng)成果等勞動(dòng)教育，具有習(xí)題拓展的育人功能。因此在習(xí)題的設(shè)計(jì)或選編過程中根據(jù)要考查的核心知識(shí)、關(guān)鍵能力、必備的學(xué)科品質(zhì)，選取合適的情境為載體，融入習(xí)題的各種育人功能。

（二）基于真實(shí)情景習(xí)題教學(xué)，發(fā)揮習(xí)題育人功能

在習(xí)題教學(xué)過程中挖掘和發(fā)揮習(xí)題的育人功能，是新時(shí)代推進(jìn)普通高中育人方式改革中研究習(xí)題育人功能落腳點(diǎn)，是將習(xí)題的育人功能進(jìn)一步的顯現(xiàn)，并通過師生的教與學(xué)活動(dòng)轉(zhuǎn)化為實(shí)際育人效果，凸顯出習(xí)題在全面育人方面的獨(dú)特價(jià)值。以案例3 簡析在習(xí)題教學(xué)過程中如何充分挖掘和發(fā)揮習(xí)題的育人功能。

案例3（2018 年全國高考理綜II 卷第15 題改編）高空墜物極易對(duì)行人造成傷害。若一個(gè)雞蛋從一居民樓的25 層落下，與地面的撞擊時(shí)間約為2ms，則該雞蛋受到地面的平均沖擊力約為：

A.10N B.102N C.103N D.104N

在教學(xué)中先引導(dǎo)學(xué)生將雞蛋理想化成質(zhì)點(diǎn)模型，根據(jù)題目設(shè)置情境構(gòu)建質(zhì)點(diǎn)先自由下落，再與地面相互作用的兩個(gè)物理過程模型，在理解、推理、分析的基礎(chǔ)上弄清兩個(gè)過程所遵循的物理規(guī)律，在這個(gè)環(huán)節(jié)中著重以問題的解決為載體，利用習(xí)題創(chuàng)新的育人功能轉(zhuǎn)化為學(xué)生解決實(shí)際問題的創(chuàng)新能力；然后引導(dǎo)學(xué)生自主選用合適物理方法求解平均沖擊力，在規(guī)律的選用上有的選用牛頓定律、有的選用動(dòng)量定理，在過程的選擇上有的分過程求解、有的全過程求解，在這個(gè)環(huán)節(jié)中盡量的發(fā)揮習(xí)題應(yīng)用的育人功能；在代數(shù)據(jù)計(jì)算過程中因部分學(xué)生缺乏生活常識(shí)，對(duì)雞蛋的質(zhì)量和樓層的高度不清楚，先讓學(xué)生用手掂量一個(gè)雞蛋重量，再讓學(xué)生分別用雙手同時(shí)掂量50 克鉤碼和雞蛋的重量，在親身體驗(yàn)中獲知一個(gè)雞蛋約重，接著讓學(xué)生以黑板寬度為參照估算樓層的高度，在這個(gè)環(huán)節(jié)中利用習(xí)題設(shè)置的情境，巧妙發(fā)揮了習(xí)題求知的育人功能；在學(xué)生計(jì)算出雞蛋受到地面的平均沖擊力后，讓學(xué)生估算雞蛋與地面作用過程中產(chǎn)生的加速度，再利用多媒體播放“死亡加速度”秒懂百科的視頻，讓學(xué)生在強(qiáng)有力的視覺沖擊下，深刻的意識(shí)到高空拋物危害的嚴(yán)重性，潛移默化中增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和珍愛生命意識(shí)，在這個(gè)環(huán)節(jié)中讓習(xí)題拓展的育人價(jià)值受惠于學(xué)生。

（三）基于真實(shí)情境由學(xué)生設(shè)計(jì)習(xí)題，發(fā)揮習(xí)題育人功能

目前習(xí)題的設(shè)計(jì)主要是由教師根據(jù)知識(shí)內(nèi)容、能力和素養(yǎng)要求、學(xué)生學(xué)情等因素開展，學(xué)生只是在被動(dòng)接受習(xí)題中鞏固知識(shí)、訓(xùn)練能力。若能基于真實(shí)情境由學(xué)生自己設(shè)計(jì)習(xí)題，則可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)習(xí)題設(shè)計(jì)過程中發(fā)揮習(xí)題求知、應(yīng)用、創(chuàng)新、拓展的育人功能。以案例4 簡析如何讓學(xué)生由被動(dòng)接受變主動(dòng)參與習(xí)題的設(shè)計(jì)活動(dòng)，并在活動(dòng)中充分的挖掘和發(fā)揮習(xí)題的育人功能。

案例4，筆者在一次校園巡查中發(fā)現(xiàn)幾個(gè)學(xué)生在沒有任何安全防范的情況下，在一條正在施工的長下坡路段玩四輪滑板，如圖2，甚是危險(xiǎn)，現(xiàn)場說教對(duì)學(xué)生的教育收效甚微，于是決定讓同學(xué)們以此情境設(shè)計(jì)物理習(xí)題，并通過習(xí)題的研學(xué)活動(dòng)讓學(xué)生明白這樣的行為非常危險(xiǎn)，活動(dòng)布置下去同學(xué)積極性非常高，后來選出20 份有代表性的作品（如圖3）進(jìn)行交流與展示。

圖2

圖3

同學(xué)們以真實(shí)情境為載體，分別以重心與穩(wěn)度、物體受力及平衡、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、功能關(guān)系、能量守恒、沖量、動(dòng)量守恒等核心知識(shí)為切入點(diǎn)，開展習(xí)題設(shè)計(jì)活動(dòng)，在設(shè)計(jì)過程中同學(xué)們首先需要將真實(shí)情境模型化，其次根據(jù)要考查的問題進(jìn)行問題的預(yù)設(shè)、然后應(yīng)用自己所學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行推演和論證所設(shè)計(jì)的問題是否科學(xué)合理，在設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)中充分發(fā)揮習(xí)題的應(yīng)用、創(chuàng)新育人功能；在習(xí)題設(shè)計(jì)過程中學(xué)生需要估測玩滑板學(xué)生的體重、滑板質(zhì)量、坡長、坡度等與實(shí)際生活相關(guān)的量值，在此過程中學(xué)生們不僅獲得生活常識(shí)，而且學(xué)會(huì)如何估測一些與生活有關(guān)量值的方法，在此過程中凸顯習(xí)題求知的育人功能；同學(xué)們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人隨車滑行速度達(dá)到10m/s 時(shí)，如遇到障礙物發(fā)生碰撞，在沒有安全防范措施的情況下極有可能發(fā)生致命的危險(xiǎn)，而在該路段滑行僅需要2 至3 秒的時(shí)間就可以達(dá)到這個(gè)速度，幾個(gè)玩滑板的同學(xué)也為自己的行為感到后怕，因此在全面育人、全員育人的環(huán)境中，教師因時(shí)因事選取合適的真實(shí)情境讓學(xué)生主動(dòng)參與習(xí)題設(shè)計(jì)活動(dòng)，可以悄無聲息地實(shí)現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)、態(tài)度、社會(huì)責(zé)任、安全意識(shí)、勞動(dòng)觀念和意識(shí)、體育鍛煉、審美情趣、社會(huì)主義核心價(jià)值等教育，充分發(fā)揮習(xí)題的拓展育人功能。

（四）整合不同版本教材資源，發(fā)揮習(xí)題育人功能

不同版本教材有著豐富的教育資源，習(xí)題作為教材的一個(gè)重要組成部分，有著極其豐富的內(nèi)涵和功能，［3］不同版本教材例題、習(xí)題和課后練習(xí)等凝聚了編者發(fā)揮習(xí)題育人功能的思考。在教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，整合不同版本教材習(xí)題資源，充分發(fā)揮習(xí)題的育人功能。例如，利用魯科版新修訂高中物理教材的例題，發(fā)揮問題解決的示范及遷移功能；人教版教材有著豐富的優(yōu)質(zhì)習(xí)題資源，精選人教版修訂版高中物理教材課后習(xí)題，啟發(fā)學(xué)生歸納方法、培養(yǎng)能力和發(fā)展思維的育人功能等。

在當(dāng)下大力推進(jìn)普通高中育人方式改革中，通過選取合適情境習(xí)題訓(xùn)練、基于真實(shí)情景習(xí)題教學(xué)、基于真實(shí)情境由學(xué)生設(shè)計(jì)習(xí)題、整合不同版本教材資源，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和發(fā)展，力求發(fā)揮習(xí)題的評(píng)價(jià)和延伸功能，充分發(fā)揮習(xí)題的育人功能。