还原习题本质 培育学科素养

张平

摘   要：“WWW”习题是苏科版教材的重要组成部分，是培育学生物理学科素养、发展创新精神的重要载体。但在实际教学中，“WWW”习题没有引起教师的足够重视，没有科学的使用，习题效能被严重弱化。文章对“WWW”习题进行特征分析，结合实际的教学案例，讨论如何让“WWW”习题在培育学生学科素养方面最大限度地发挥其作用，为开发教材资源提供新视角。

关键词：“WWW”习题;习题本质;学科素养;新视角

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2019）12-0018-5

1    问题的提出

“WWW”习题是苏科版教材的重要组成部分，充分体现了新课程的理念，是培育学生物理学科素养、发展创新精神的重要载体，是促进学生从知识向能力转化的重要途径。但在实际教学中，我们却发现这部分内容的教学效能被严重弱化，原因是教师对这部分内容缺少深入的思考，没有站在培育学生学科素养的高度去考虑这些习题的作用，平时教学中也很少将“WWW”习题纳入到自己的教学系统中去思考它们的使用方式和方法，大多情况就是把它们作为普通的练习题交给学生让其课后完成。学生大多是就题论题，关注的是习题本身和答题技巧，很难认识到习题的本质，往往是只见树木，不见森林。

案例1 苏科版物理八年级上册《物质的三态  温度的测量》一节“WWW”习题中的一道题：在烧杯中倒入适量的热水，用温度计测量水的温度，每隔2分钟读数一次，将温度值标在图1对应的温度计上，最后用平滑的曲线把各温度计上的标记连起来，看看能从中发现什么。

分析：

从习题本身来看，此题有两个目的：一是让学生通过练习用温度计测量热水的温度，训练学生温度计的使用技能;二是让学生根据测出的温度画出图像，然后根据图像去发现热水温度的变化规律。

但仔细研究教材，我们就会发现这道习题还有更深层次的意图，因为图像法能直观地描述物理过程，是分析和解决物理问题时常用的一种重要方法，所以，苏科版对于图像法的引入是非常慎重的。图像法第一次是出现在《乐音的特性》一节（如图2），只是让学生知道图像可以描述物理过程的变化规律。图像法第三次是出现在《汽化和液化》一节，当学生完成观察水的沸腾特点这个实验后，要求让学生根据实验的数据画出水的沸腾图像（如图3）。而图像法的第二次出现就是在此道习题中。这道习题更大的作用是让学生认识到从测量到图像的转化过程，它不仅在学生对图像法的认知上有着承前启后的作用，还可以让学生认识到绘制物理图像的方法不仅仅是数学上那种最常规的描点作图，还可以巧妙地直接借助实验器材的读数完成图像的绘制。以第一支温度计所在的直线建立纵坐标表示温度，以这一排温度计的零刻度线连成的直线建立横坐标表示时间，将图中的温度计除去，将留下的每只温度计的示数连成平滑曲线，就是热水冷却过程中温度随时间的变化图像。

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学生在这种实际问题情境中所表现出来的正确和灵活处理问题的能力，正是学生学科素养的具体体现。因此，对于教材中“WWW”习题的处理，如果只是简单地“留给”学生，就很可能导致其效能的弱化，甚至失掉其意义。

2    “WWW”习题的特征

苏科版初中物理教材中的“WWW”习题分类统计表如表1所示。

2.1    广涉及

有意义的学习活动总是凭借一定的教学情境来实施的，学生对知识的感悟乃至素养的提升也只有在与情境的互动中才能达成。“WWW”习题不仅题型多样，习题的情境也是丰富多样的，有抽象的、半抽象的和具体的情境，情境的内容有来自于生活的、社会的、工程的、科技的、军事的、文化的、艺术的、文学的等。丰富多样的“WWW”习题，不仅可以激发学生的兴趣，使学生学会适应不同的问题情境，增强物理知识灵活运用的能力，而且有助于以后职业观的形成。

2.2    重思维

编者设计物理习题的类型往往会从两个方面的性质来进行分类：第一类是应用型，包括选择、填空、计算与作图，这类习题的主要作用是帮助学生巩固课堂知识，提高学生运用物理知识解决问题的能力。第二类是理解型，包括说理、实验、调查实践、论文写作等，这类题型的主要作用是促进学生认知能力的发展，即发展学生从具体到抽象的逻辑思维。苏科版教材中，应用型习题共有72道题，占比约为26.5%，而理解型习题共有200道题，占比约为73.5%。说明“WWW”習题在帮助学生巩固课堂知识、提高学生运用物理知识解决问题的能力的同时，更注重学生抽象思维的培养和认知能力的发展。

2.3    重能力

苏科版教材272道习题中，主观题为262道，占96.3%。在主观题中，说理题、实验与探究题、计算题、调查实践题等几种题型所占的比例最大。这些习题综合性比较强，对于考查学生的逻辑思维能力、语言表达能力、探究能力、创新能力等方面有独特的功能，同时通过实践与体验，可以潜移默化地提高学生的证据意识，培养学生实事求是和坚持真理的品格。

2.4    重人文

“WWW”习题蕴藏着丰富的科学思想和人文精神教育因素，是育人的重要资源，学生完成习题的过程也是引导和促进学生成长的过程。

例如，《磁体与磁场》一节的“WWW”习题，教材设置了这么一道题目：在“神舟五号”载人飞船成功巡天之后，华夏儿女的下一个目标是登上月球。关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想。若月球周围有磁场，你打算研究哪些问题？你的猜想是什么？如何进行研究？这道题不仅能更好地引导学生进行科学探究，培养学生的探究能力和丰富的物理想象力，还可以让学生萌发为我国航天、航空事业的发展而努力学习的思想和爱国主义情怀。

综上，“WWW”习题不仅是学生理解和巩固物理知识的载体，还是促进学生从知识向能力转化的重要途径，是培育学生核心素养、助推并提升学科意义、发展学生个性的一剂良方。

3    习题使用的新视角

“WWW”习题的处理必须要顺应学生核心素养的培养这个“大势”才能显现其内在的生命能量与价值。因此，要站在学科素养培育的高度，还原习题的本质，并将“WWW”习题与课堂教学深度融合，用习题完善和优化课堂教学，用课堂教学促进和深化习题的处理，方能实现习题与课堂教学的双增值，发挥“WWW”习题在培育学生核心素养方面的重要作用。

3.1    增添课堂活力，促进积极学习态度的形成

“WWW”习题在设计时充分考虑到学生在学习中的心理状况，注重创设学生熟悉或想了解的现实问题情境，来激发学生的学习兴趣和热情，增强学生主动学习的原动力和内驱力。将其引入到课堂，不仅能促进习题的解决向纵深发展，而且可以增添课堂的活力，融洽课堂的气氛，有助于学生形成积极、主动的学习态度。

案例2 苏科版物理八年级上册，《透镜》一节“WWW”习题中有如下一题：如图4所示，用铁丝绕成内径约为4 mm的圆环，将圆环在清水中浸一下后取出，布满圆环的水膜犹如一个透镜。试用一种简易方法辨别它是“凸透镜”，还是“凹透镜”。轻轻甩去少量的水（保持水膜完好），结果又会怎样？

教学处理：在《透镜》这节内容学习结束时，将其前置到课堂上，作为本节课的知识巩固与应用环节来使用。

效果分析：教学设计时，教师们一般对课堂引入环节如何激发学生的兴趣做的功课较多，毕竟好的开始就是成功的一半。在临近课堂的尾声，学生处于一节课最疲惫的时段，这时学生的注意力和情绪都不如课堂的开始，如果此时选取抽象问题进行训练，不仅让教学效果大打折扣，还容易引起学生的厌倦。若选取融知识与趣味性于一体的习题，会让知识巩固与应用环节更有“人情味”。

将此题运用到课堂上可以达到以下效果：第一，变平时枯燥无味的习题训练为学生的动手实验，而且出现的实验现象让学生感到意外与惊奇，学生没想到水膜也会有透镜的作用，而且透镜的性质是可变的，既可以是凸透镜，还可以是凹透镜;第二，学生既要动手操作，又要动眼观察，更要动脑思考，兴趣盎然地巩固了本节课所学的重点知识，训练了学生科学探究的能力;第三，此题可以为后面的自制水滴显微镜的学习做铺垫，同时也为下学期分子间作用力的学习埋下伏笔，引发学生更多的联想;第四，让学生关注到物理实验并不一定需要复杂的器材才能完成，借助身边最简单的物品（铁丝、水）同样可以完成一些有意义的物理实验。

案例3 苏科版物理八年级上册，《速度》一节“WWW”习题中有如下一题：

用下列方法制作“喷气火箭”（如图5所示）：

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图5  制作“喷气火箭”示意图

（1）将气球吹大，并用夹子把口封住;（2）从一根吸管上剪取一小段，用胶带把它固定在气球上;（3）将一根细绳穿过吸管，并水平拉直，作为“喷气火箭”运行的轨道。

把封口的夹子松开，气球就会向前运动，请测量这个“喷气火箭”通过全程的速度。

教学安排：在《速度》这节新课内容学习结束时，将其前置到课堂上作为本节课的知识巩固与应用环节使用，或将其后置放在《力和运动》一章的引入环节中使用。

效果分析：

学生并不是第一次接触速度的概念，小学阶段学过速度，初中数学也涉及到速度的学习（如比较复杂的追及、行程问题），学生对于速度的学习很难提起兴趣。将此题前置到课堂上可以达到以下效果：第一，此题研究的对象是气球，与学生的生活非常贴近，而越是贴近生活的内容，就越能够调动学生的既有经验，也越容易被学生接纳，同时气球的动感以及运动时发出的声音会让学生很兴奋，将临近尾声的课堂再次激活并推向高潮;第二，此题与本节课的教学内容高度适切，既有助于学生掌握测量物体运动速度的技能，同时也为八年级下册“力和运动”的学习埋下伏笔，有助于学生运动观的树立;第三，此题会引起部分学生对真正火箭原理的探究，拓展了学生的知识视野，培养了学生热爱科学的情感和爱国主义情怀。

3.2    优化课堂探究，提升学生的科学探究能力

我们可以根据实际教学的需要，将“WWW”习题中的探究活动“移植”到课堂的探究环节，或为课堂探究提供支架与铺垫，或作为課堂未尽探究的延伸，拓展课堂探究的宽度与深度，来弥补课堂探究活动的不足。

案例4 苏科版物理八年级上册，《乐音的特性》一节“WWW”习题中有如下一题：在试管内加入少量水，用嘴对着试管口部吹气，使其发出声音。试一试改变水量，吹气时声音的音调有何变化？

教学安排：将此题变成学生实验前置到课堂，作为探究影响声音高低的因素实验之前的补充。

效果分析：苏科版教材上安排学生借助于钢尺探究影响声音高低的因素，这样安排实验，可让学生自己动手，同时引导学生注意观察，进行现象的对比，从而得出结论。但教学时发现，当尺子伸出桌面的长度改变时，学生对音调变化的判断答案不一。原因是不少学生对音调的认识是模糊的、片面的或错误的，而且当尺子伸出桌面的长度改变时，其音调的变化有时并不十分明显。而此实验可以让学生清晰地感受到什么是音调的变化，为用钢尺探究影响音调的高低因素做前提铺垫。

案例5 苏科版物理八年级下册，《浮力》一节“WWW”习题中有如下一题：在一只塑料袋中装入大半袋水，用弹簧测力计测出盛水的塑料袋所受重力的大小。再将其浸入水中，观察浸入过程中弹簧测力计示数的变化。当塑料袋中的水面与容器的水面相平时，观察弹簧测力计的示数（如图6所示）。记录你看到的现象，由此你能得到什么结论？

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图6  浮力探究实验示意图

教学安排：将此题变为学生实验前置到课堂，在给出阿基米德原理的内容之后让学生进行实验探究。

效果分析：苏科版教材由于考虑基础性，只对“浮力大小与哪些因素有关”设置了探究活动，课堂上没有安排阿基米德原理的定量探究活动，但教学时可根据学生的具体情况对课本上的探究活动进行延伸。将此题迁移到课堂教学中，一是可以让学生通过自己动手实验，直观地看到当排开水的体积增大时，弹簧测力计的示数逐渐减小，水袋所受浮力增大，对课本中探究影响浮力大小的因素的实验结论再次佐证。二是学生通过实验很容易观察到当塑料袋中的水面与容器的水面相平时，弹簧测力计的示数变为0，出乎意料的实验现象激发了学生进一步探究的兴趣。此时引导学生进行实验现象分析：水袋此时受到的浮力F■近似等于水袋的重力G■，而塑料袋里有多少水就会排开容器中的多少水，即G■=G■，所以F■=G■，此实验是定量探究阿基米德原理成本最低的实验。三是对学生渗透了证据意识。

3.3    提供解题示范，培养学生的思维能力

将习题前置到课堂中变成例题使用，可以做到以例启思、以例促思、以例带类、举一反三、触类旁通，使习题的功能放大，达到课外习题想达到却不能企及的目标。

案例6 苏科版物理八年级上册，《物质的密度》一节“WWW”习题中有如下一题：

古典名著《西游记》中写道，齐天大圣孙悟空的“如意金箍棒”原是大禹治水时的一根“定海神针”，重一万三千五百斤，有二丈長，碗口粗。如果改用国际单位制，该棒的体积约为0.2 m3，质量约为6750 kg。你能推测出“如意金箍棒”大概是用什么物质做成的吗？对作者的这一说法，你有什么看法？

效果分析：因为课程标准在密度的计算上要求较低，所以本节没有给出密度计算的例题，只是在“WWW”习题中设计了这方面的练习。但没有例题的引领与示范，对于八年级的学生来说，直接处理这方面的练习有时会让他们感到茫然。将此题变成例题前置到课堂中可以弥补这方面的不足，第一，可以让学生明确解题表述的基本过程和规范要求;第二，此题属于“原始问题”，对学生思维能力的培养有很强的典范性，它可以让学生学会如何在原始问题中进行物理建模和使用数学工具，将原始化的客观问题通过抽象变成能用物理知识解决的习题性问题，培养学生解决实际问题的能力;第三，本题不仅仅是密度的计算，它还蕴含着生活和生产中常用到的鉴别物质的物理方法，为下节课“密度的应用”的学习奠定基础;第四，此题的情境来自于《西游记》，作为例题可以增添课堂的趣味性，消除学生对密度学习的畏惧心理。同时，通过对作者的这一说法的评价，可以培养学生求真、求实、不畏权威、大胆质疑的科学品质。

4    结  语

对“WWW”习题的处理，不能头痛医头、脚痛医脚，要像中医治病那样强调一个“养”字，中医主张扶正固本，补血补气，学生的核心素养就是血气，“WWW”习题就是补血气的重要器官之一。对“WWW”习题的处理，我们不能将其打入“冷宫”不理不问，也不能死做题、做死题，而应该是还原习题的本质，根据学情、题情、课情的需求，对其进行挖掘开发，让其最大限度地服务于学生核心素养的培养与关键能力的提升。

参考文献：

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[2]吕露.初中物理两个版本教材课后习题比较分析[J].教学与管理，2018（12）：48-49.

[3]仲新元.初中物理习题情景设计探索[M].上海：上海科学技术出版社，2018：14-21.

（栏目编辑    刘   荣）