基于教材资源的“原生态”习题教学

    颜秀华

    【摘 要】 本文分析例举了近几年高考试题中，取材于教材资源的真题本源。命题取材有的来自课后习题的综合或改编；有的看似形不变而质变的飞跃；有的借用教材插图、思考讨论，进行新情景问题的设计；有的取材实验，亲临习题中的情景。必要重视教材，回归“原生态”。

    【关键词】 真题；教材资源；习题教学

    【中图分类号】 G63.23 【文献标识码】 A 【文章编号】 2095-3089（2017）15-0-02

    一、问题的提出

    从教材中取材的试题常考不衰“魅力”何在？而教学中却存在这样的情况：认为教材过于简单，基本不用；教师学生往往把时间和精力花在大量模拟试题的训练上而忽略了教材。实际上源于教材资源的真题清新朴实又有创新，妙不可言。所以笔者认为，新课程理念下的习题教学应是有效的，有利于学生发展的，设计的关键之一是理解高考命题意图，用好教材资源，使教学回归“原生态”。

    二、基于教材的习题分析举例

    （一）基于课后习题的拼盘综合

    此类题型先分解成若干简单问题，分步解决，理解每环节的来龙去脉，为学习者提供“铺垫”，找出其联系，层层推进确定最终的结果。

    例（2016.10浙江选考）基本模型：斜面和竖直面内圆周运动模型。来源：人教版必修2P66练1和P88练2游乐场翻滚过山车模型，现将曲面换成斜面和平台。通过试验，体会到：学生首先能将问题分解成若干简单问题：斜面上的运动和竖直面的圆周运动，其次要熟知斜面上摩擦力做功的特点和竖直面内圆周运动过程和状态的处理方法，再次是过程选取适当解决问题更简洁。但是在第（1）问中还有个别学生斜面问题摩察力做功求解错误。在第（2）（3）问中重力做功的正负和过程选取不同动能定理式子的差异和繁琐程度不同导致漏项。围绕此问题设计了：

    1、沿不同斜面运动时各力做功特点

    2、沿不同斜面运动时摩察力做功特点：摩察力做为

    相当于在水平面滑行摩察力做功一样，而与斜面的倾角无关，即使是一个不断变化的斜面，甚至是一个曲面也无关。

    3、分别比较沿不同路径的速率关系与；与？

    4、竖直面内圆周运动一般处理方法：特殊位置包括临界问题应用向心力公式和多过程应用动能定理。所以当会解决分过程后，即使综合也得兴应手。

    再（2016.4浙江选考）极其相似，试验时体会到：在第（2）中当弹簧压缩量为2d时，恰能滑到C点。其中弹簧弹性势能与形变量的关系易错，是形变量的二次方成正比。在第（3）问中无支撑竖直轨道圆周临界问题，问题有点开放性？到底计算求解的是什么量呢？有同学不知道，增加了难度。

    （二）基于教材的形不变而质变的飞跃

    所谓“形不变而质变”是指问题的外在形式或设问方式等不变，而问题的本质随着问题情景的改变而处于本质的变化中，加强“形不变而质变”式的训练，可进一步理解概念规律的本质区别，培养学生的灵活应变力。

    基本模型：平抛模型。

    混淆模型：曲率半径很大的圆周运动的一部分，形状类似于平抛运动轨迹曲线。

    质点以一定速度从左边界上的A点射入边长为L的虚线所围成的正方形区域，质点在区域中做匀速圆周运动，经过时间t质点从区域右边界的B点射出，射出时速度方向已转过θ角，求质点的入射速率？试验时体会到：轨迹形状极其相似，按平抛来做的大有人在，没有区别平抛和部分圆弧的圆周运动本质不同。围绕此问题举例。

    1、“原生态”的习题：选修3-5P48：根据带电粒子在电场和磁场中受力的情况，可以得出组成阴极射线的微粒的比荷。虽然源于选修3-5原子物理，但在选修3-1中分章学过，两个过程分别是性质不同的类平抛和匀速圆周运动，试验时不够理想。

    2、基本模型：取材必修1P73实验：探究加速度与合力、质量的关系

    变式1）：质量为M=8m的A物体放在光滑水平桌面上，当用F=2mg的力拉和在细绳下端挂重为2mg的物体B两种情况下物体A的加速度分别为？绳的拉力分别为？（轻绳不计与滑轮的摩察）物体B与A一起勻加速直线运动，故B对A的拉力不等于B的重力。批判地思考拉力是否等于物体的重力。

    变式2）：水平桌面与物体A之间的动摩擦因数为0.2，A的加速度？若将粗糙的水平面改成倾角为30°的斜面，动摩擦因数仍为0.2，A的加速度又为？

    变式3）：（2016浙江）小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，（略）求：1）CD棒进入磁场时速度v的大小；2）CD棒进入磁场时所受的安培力的大小；3）在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。

    通过以上的铺垫分析，换成新情景在磁场中切割受到安培力问题，看似形不变的连接体问题实是质的变化。试验时体会到建模的重要性：在（1）中恒力F作用下沿光滑轨道加速运动。在第（2）（3）问中进入磁场受到阻碍的安培力作用，通过力的分析导体棒恰好能够匀速运动，所以电流恒定，大大简化了问题。

    3、基本模型：电磁天平

    （2015江苏）若磁场发生微小变化，天平最不容易失去平衡的是？考查物体的平衡、安培力公式，安培力作用的有效长度。

    （2015浙江）小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1，进一步探究电磁感应现象，如图2保持不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，使天平平衡，求此时磁感应强度的变化率ΔB/Δt。

    来源：选修3-1P94练3，第（1）几乎和原题一样；而第（2）问中主要考查电磁感应与电路、力学的综合，从磁场中的安培力到电磁感应的质的飞跃。通过试验体会到：学生首先知道在第一小题的基础上不接外电流而来自感应电流，使线圈在原磁场中受安培力使天平平衡，其次是学生没分清上下磁场的作用：下面的恒定磁场是对通电线圈的安培力作用，而上面的变化磁场是产生感生电动势；再次是学生难以理解的感生电动势和电路结构，看成类似于导体棒在中间切割磁场，而线框分成两部分错误地认为电路并联结构导致电流求解错误。

    （三）基于教材插图、思考与讨论的习题

    教材上的各种插图，实验装置图、原理图和数据表格是呈现科学情境的重要形式，传递着多种有教育价值的信息，是很好的教学素材来源。而往往不被学生注意，看教材却不知道看什么、怎样看.希引领学生学会看教材.

    1.研究光电效应的实验原理图，来源：选修3-5P31光电流与电压的关系的插图.

    2.（2016浙江）实验题（3）中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的1/10，若测R2的阻值，则最优的连线应选？来源：选修3-1P58“思考与讨论”，若理解电阻定律熟知两导体的电阻关系理解元件微型化意义，和测R1的连接方法一样，秒杀解决。

    （四）基于教材实验，亲临习题中的情景

    实验是以直观形象为先导，而习题则以抽象逻辑为前提，如果将两者有机地结合起来，就能将抽象思维具体化、形象化，习题情景如能在课堂上通过实验设计再现出来，让学生身临其境，通过观察、体验后思考，既能提高学生的探索能力和开拓性思维，又能培養理论联系实际解决问题的科学素养。

    1.（2016.浙江15）来源选修3-1P3静电感应实验

    2.来源：必修1P33探究小车速度随时间变化的规律，某同学用实验得到的纸带绘制v-t图象。先把纸带每隔0.1s剪断，再把纸条并排贴在一张纸上，如图，将纸条上端中心连起来得到v-t图象。纸条长度就是这时间段的位移，v-t图象小时间段的小梯形面积和纸条小矩形面积相同，小矩形的总和为梯形OABC的面积。就不用“逐步逼近”的微元思想来推导匀变速直线运动位移与时间的规律。

    3.力的分解习题：做一做感受中指、手掌受到作用力的方向，再分解，效果很明显。来源：实验手册必修1P42实验探究

    实验是物理学的魅力所在，习题课中做些简易实验可极大促进学生学习物理的兴趣，即使不能实验的，通过教材回归习题的“原生态”，使理解知识的来龙去脉有本可循，给学生学习提供“铺垫”，使学会将复杂的问题分解成若干简单问题，能分步解决问题，并找出其联系，层层推进确定最终的结果，以便摘到原来够不到的“桃子”。使保持学习物理的热情，会主动去探索、思考物理问题，做到事半功陪的效果。

    参考文献：

    黄晶.利用教材习题开发物理实验，提高教学效率.物理教师，2015第36卷1期