福建省廈門市第二外國語學(xué)校 徐嫻靜

學(xué)齡尚淺的中小學(xué)生在解題時如果有跳步情況出現(xiàn)，時常會被教師夸贊為“腦袋聰明“的表現(xiàn)，老師、家長這種潛意識中對“跳步”思維的認(rèn)知，導(dǎo)致學(xué)生到了高中階段學(xué)習(xí)時也有跳步的習(xí)慣且沒有引起足夠的重視。通過總結(jié)一線教學(xué)經(jīng)驗和對學(xué)生進(jìn)行訪談發(fā)現(xiàn)，長期的解題跳步，導(dǎo)致學(xué)生分析題目時思維不夠嚴(yán)密、解題不夠嚴(yán)謹(jǐn)，體現(xiàn)在考試時多處細(xì)節(jié)扣分，這種現(xiàn)象經(jīng)常被草率地冠以“粗心”結(jié)束。深入學(xué)生進(jìn)行訪談發(fā)現(xiàn)，跳步導(dǎo)致學(xué)生忽略重要的物理原理，喜歡套公式、套結(jié)論解題，違背學(xué)科培養(yǎng)的初心。

針對學(xué)生跳步思維的現(xiàn)象進(jìn)行反思，這與教師平日在習(xí)題課教學(xué)中的跳步息息相關(guān)。古希臘哲學(xué)家亞里士多德提出：“學(xué)習(xí)都是從模仿開始的?！睂W(xué)生的解題習(xí)慣，其實都是在長久以往、不知不覺中對教師的模仿演化來的。因此，與其多次對學(xué)生口頭批評粗心、不規(guī)范，教師應(yīng)當(dāng)更多深?。何覀冊谄饺绽锏慕虒W(xué)示范是否到位？在教學(xué)中的引導(dǎo)過程是否恰當(dāng)？本文通過對學(xué)生的典型錯誤進(jìn)行挖掘和溯源，總結(jié)教師在習(xí)題教學(xué)時該如何處理和把握，能有效避開學(xué)生因跳步思維產(chǎn)生的問題，落實通過高中物理習(xí)題教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維素養(yǎng)的目的。

一、習(xí)題教學(xué)要重視物理規(guī)律的過程性再現(xiàn)

教師在習(xí)題教學(xué)中經(jīng)常有過于功利性的想法，一心想教會學(xué)生如何解出這道題、在時間有限的一節(jié)課內(nèi)講解更多題型，因此在板演的過程忽略了對物理規(guī)律的再現(xiàn)。習(xí)題課應(yīng)當(dāng)是教師將濃縮的知識鏈再現(xiàn)和應(yīng)用的過程，是通過習(xí)題講解過程完成對新課知識的補(bǔ)充和完善，而不是簡單板演標(biāo)準(zhǔn)答案；教師要充分認(rèn)識到自己的示范性作用，規(guī)范板書，不輕易舍去公式表達(dá)過程，強(qiáng)調(diào)物理規(guī)律、重視規(guī)律的過程性教學(xué)，這對能力中等甚至偏下的學(xué)生的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。長期的“跳步”得不償失，會將學(xué)生引入“記住結(jié)論“的誤區(qū)，這與培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的初衷背道而馳，下面舉例進(jìn)行說明。

電荷量求解是電磁學(xué)里的一個重要考點，學(xué)生最初涉及到這個物理量是在電流的定義，在完成感應(yīng)電動勢的學(xué)習(xí)后，教師經(jīng)常對電荷量的求解做進(jìn)一步延伸：q=。公式的推導(dǎo)源自對電流的定義，整個教學(xué)過程體現(xiàn)了知識的螺旋式上升，對學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)提出了更高的要求。然而，學(xué)生在解題的時候，卻普遍性地出現(xiàn)了以下問題：

例題1如圖所示，abcd為交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈，面積為S，匝數(shù)為n，線圈電阻為r，外電阻為R。線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度w。圖中的電壓表、電流表均為理想交流電表，求：1.從圖示位置開始計時，寫出e的表達(dá)式；2.交流電壓表和交流電流表的示數(shù)；3.圖示位置轉(zhuǎn)過60°，通過的電荷量q；4.轉(zhuǎn)一個周期，R產(chǎn)生的焦耳熱。

第三問普遍出現(xiàn)以下錯誤解法：如圖所示，線圈轉(zhuǎn)過60°的過程中，磁通量變化△Φ=Φ2-Φ1=BSsin60°-0=BS④，所以電荷量q=⑤。

⑤式體現(xiàn)了他們對電荷量推導(dǎo)公式已經(jīng)基本掌握，但是在解答過程中跳過中間推導(dǎo)過程，遺漏了電源內(nèi)阻r；并且常見考題考查干路中的總電荷量，如果回路為并聯(lián)電路，需要求解某一支路的電荷量時，學(xué)生僅記住結(jié)論，在解答變式問題時就無所適從，究其本源是長期對推導(dǎo)過程的跳步導(dǎo)致。然而，這一現(xiàn)象與老師的教學(xué)不無關(guān)系，教師在習(xí)題教學(xué)的板演時就經(jīng)常出現(xiàn)q=這一式子，板演過程并沒有體現(xiàn)對電阻的強(qiáng)調(diào)，甚至部分教師因為懶惰，對其過程的推導(dǎo)也沒有再現(xiàn)，長期下來學(xué)生的思維里記住了結(jié)論，對電阻R的含義沒有引起足夠重視，忽略了公式的推導(dǎo)過程，才會出現(xiàn)以上錯誤解答。

基于此，教師在電荷量進(jìn)行教學(xué)時應(yīng)注意板演推導(dǎo)過程，建議以q=或q=的形式。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會模仿教師的書寫，筆尖之下就能注意到分母中電阻的含義，長久下來就能有效克服對電荷量求解的思維硬傷。

習(xí)題教學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生把握過程的合理性省略

與跳步思維相反，在例題1中，也有大量學(xué)生出現(xiàn)以下求解過程：線圈轉(zhuǎn)過60°的過程中，磁通量變化為△Φ=Φ2-Φ1=BSsin60°-0=BS④,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得且Δt=⑤，所以。根據(jù)歐姆定律⑥，聯(lián)立解得q=⑦。

乍看這一解答過程并無任何不妥，但是過于繁瑣，按步求解出了每個物理量的大小，計算量明顯多了。可見學(xué)生雖然掌握了電荷量的求解過程，卻沒有體會到結(jié)論q=在解答時的好處即不用代入時間，這樣的求解方法在題目沒有提供周期條件的時候，學(xué)生在⑤式得不出答案時可能就此卡住。因此，教師在電荷量的教學(xué)時除了要注意對規(guī)律的推導(dǎo)再現(xiàn)之外，同時要注意對結(jié)論做進(jìn)一步說明，引導(dǎo)學(xué)生感受結(jié)論q=在解題時的便捷性，在解題過程中學(xué)會合理省略中間計算過程。對解題步驟的合理性省略，能有效減少計算過程，也有利于學(xué)生綜合能力的提高。

總之，習(xí)題教學(xué)是引導(dǎo)學(xué)生對新知識的整合與應(yīng)用的過程，避免跳步教學(xué)中，既要重視對規(guī)律過程的再現(xiàn)和強(qiáng)調(diào)，也要注意引導(dǎo)學(xué)生對解答過程的合理性整合和省略，這需要教師對習(xí)題教學(xué)的“跳步過程”把握好一個“度”。類似的例子在牛頓第二定律習(xí)題的解答過程中經(jīng)常出現(xiàn)，以下面一道題為例：

例題2質(zhì)量m=2kg的物體，受到F=12N水平作用力，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。若物體從靜止開始運動，運動時間t=4s。求：(1)力F在4s內(nèi)對物體所做的功；(2)力F在4s內(nèi)對物體所做功的平均功率；(3)在4s末力F對物體做功的瞬時功率。

第（1）問求解中，高三學(xué)生普遍出現(xiàn)以下解法：F合=ma①;F合=F-f②；f=umg③，綜合①②③式解出加速度a=1m/s2。其中①和②式對牛頓第二定律的書寫沒有進(jìn)行整合、過于繁瑣，且③式對摩擦力的表示中跳過f=uN的原理公式，習(xí)慣性地將重力代入作為物體對斜面的壓力，這里的思維跳步造成對摩擦力的書寫出錯、解答出錯。

對此，教師應(yīng)以此為典型進(jìn)行講解，并示范給學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)解題過程：F-f=ma①；f=uN②；且N=umgcos30°③。應(yīng)強(qiáng)調(diào)②式不可省略，這一式子體現(xiàn)了摩擦力的本質(zhì)是由于物體對粗糙界面產(chǎn)生的正壓力和相對運動，而這正壓力不一定是重力，教師在板演時對這一公式的反復(fù)再現(xiàn)，就能大大避免學(xué)生將正壓力誤代入為物體重力的思維硬傷；同時在牛頓第二定律標(biāo)準(zhǔn)答案的書寫過程中，進(jìn)行了合理的整合和省略，這一過程需對學(xué)生進(jìn)行完整的板演和強(qiáng)調(diào)，此題能夠很好地詮釋“有些地方該省略要省略、不該省略的必不可少”，長此以往，學(xué)生能形成良好的解題習(xí)慣，且因思維跳步產(chǎn)生的錯誤概率也能大大降低。

由此可見，教師不僅需要“會解習(xí)題”，還要能準(zhǔn)確把握習(xí)題講解過程中的“度”，涉及物理規(guī)律本質(zhì)的公式不能避免、部分繁瑣的解題過程又需適當(dāng)整合，減少教學(xué)上的思維跳步、也避免過猶不及，做到對學(xué)生的正確引導(dǎo)和示范。

二、習(xí)題教學(xué)要注意強(qiáng)調(diào)規(guī)律的物理意義

物理規(guī)律教學(xué)是一種悟道，規(guī)律是物質(zhì)運動過程本身所固有的必然的聯(lián)系，習(xí)題教學(xué)不能就題解題，應(yīng)當(dāng)尊重規(guī)律的本質(zhì)意義。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理規(guī)律時，經(jīng)歷從簡單到復(fù)雜、從初級到高級，教師在教學(xué)中尊重物理規(guī)律本身的做法就是要有意識地引導(dǎo)學(xué)生去感受規(guī)律所具有的物理意義、物理史實，因此在板演中不要隨意拋棄規(guī)律的本身表達(dá)。過于功利性的跳步，抓住結(jié)論卻忽視思維形成的過程，導(dǎo)致知識缺陷、思維硬傷，事實證明是得不償失的，以下以動能定律和機(jī)械能守恒定律相關(guān)習(xí)題的講解為例。

動能定理和機(jī)械能守恒定律滲透在整個高中物理的學(xué)習(xí)過程中，這一關(guān)系在物理學(xué)中舉足輕重，高考題里面也是頻頻出現(xiàn)。但是，細(xì)思學(xué)生在對兩個定理的使用時，卻經(jīng)常因為跳步而出現(xiàn)兩者混淆的情況，下面以一道題目為例：

例題3如圖4所示，平行導(dǎo)軌MN、PQ傾斜放置，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ=37°，導(dǎo)軌間距L=1m，導(dǎo)軌上端連接有阻值的定值電阻R=9Ω，導(dǎo)軌處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T。將質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=1Ω、長L也為1m的導(dǎo)體棒AC垂直放在導(dǎo)軌上并由靜止釋放，從導(dǎo)體棒AC由靜止開始運動到剛好勻速運動的過程中，通過定值電阻的電量q=0.5C，導(dǎo)體棒運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直并且接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)u=0.5，重力加速度g=10m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：從導(dǎo)體棒開始運動到剛好勻速運動的過程中，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱。

解法一：設(shè)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由動能定理得mgxsinθ-umgcosθx-Q=mv2①，根據(jù)能量分配關(guān)系可得QR=Q②，解得QR=0.08J。解法二：由能量守恒得mgxsinθ=mv2+umgcosθx+W安①，根據(jù)能量分配關(guān)系可得QR=W安②，解得QR=0.08J。

動能定理的準(zhǔn)確表述是：合外力對物體所做的功等于物體動能的變化量。解法一對做功W的書寫中出現(xiàn)焦耳熱Q，這里有一個思維跳步即“克服安培力做功W安=Q”；能量守恒指的是系統(tǒng)內(nèi)的動能、勢能等能量之間的相互轉(zhuǎn)化，式子應(yīng)體現(xiàn)系統(tǒng)初、末兩個狀態(tài)時能量總和不變，而解法二中的能量卻出現(xiàn)了安培力做功這一形式W安，兩種解法雖都得出答案，但“貌合”卻“神離”，仔細(xì)揣摩兩種寫法并不合適。究其原因，正是因為教師在平時教學(xué)的板演過程中忽略了“克服安培力做功W安=Q”這一過程，缺少對能量轉(zhuǎn)化關(guān)系做進(jìn)一步的強(qiáng)調(diào)，這種教學(xué)上的思維跳步導(dǎo)致學(xué)生分不清兩定律的區(qū)別。

W安=Q這一式子看似簡單，實則蘊含了能量轉(zhuǎn)化中最重要的內(nèi)涵——“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”。建議可以針對特定題目列出兩種式子，對比分析公式的意義，尤其針對中下水平的學(xué)生很難做到兩種式子靈活轉(zhuǎn)變應(yīng)用自如，固多數(shù)情況下建議學(xué)生使用動能定理，避開機(jī)械能守恒定律中零勢能參考面的選取問題。

三、習(xí)題教學(xué)中要把握學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，注意教學(xué)語言的引導(dǎo)性

知識是螺旋式的上升和整合，學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)和掌握也有一個認(rèn)知發(fā)展的過程，且每個學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律都不一樣，每個學(xué)生的原有經(jīng)驗不同，對同一事物也會有不同理解。教師所忽略的跳步思維其實違背了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，這對中下水平學(xué)生的學(xué)習(xí)造成了極大的困難。因此，教師在習(xí)題課中基于對學(xué)生前認(rèn)知的把握基礎(chǔ)上、對物理習(xí)題的引導(dǎo)過程顯得尤為重要，除了可以通過板演等方式進(jìn)行物理規(guī)律的再現(xiàn)外，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z言引導(dǎo)過程顯得尤其重要。

2019 年新課本做了修訂，除了對內(nèi)容做了重新編排之外，對概念的解釋和闡述更加精練和準(zhǔn)確。學(xué)生的“跳步“情況導(dǎo)致的思維硬傷，實則是對物理規(guī)律的理解不到位，因此教師在習(xí)題課中除了闡述題目的解法之外，如何在短時間內(nèi)有效地再現(xiàn)物理規(guī)律，這對教師教學(xué)語言提出更高的要求。不少教師口頭表述不夠嚴(yán)謹(jǐn)，物理規(guī)律的引導(dǎo)不到位、直接解題，這種教學(xué)上的”跳步“讓學(xué)生對題目”知其然“、并不”知其所以然“，沒有為學(xué)生設(shè)置合理的認(rèn)知階梯。例如，在電場習(xí)題中，描述正負(fù)電荷所受電場力方向時，教師經(jīng)常直接給出結(jié)論“向左”或者“向右”，中下水平的學(xué)生對新學(xué)知識仍處于一個摸索的狀態(tài)，還在反復(fù)適應(yīng)利用電場力的概念判斷正負(fù)電荷受力方向的應(yīng)用階段。在這里教師的講解過程中跳過了利用概念判斷方向的思維過程，中下水平學(xué)生對此仍措手不及，從而影響到接下去對解題過程的理解。建議教師不直接描述電場力的方向，而是描述電場力方向的概念即“正電荷所受電場力和電場的方向相同、負(fù)電荷所受電場力和電場的方向相反”，用精準(zhǔn)的語言對物理規(guī)律進(jìn)行再次闡述，學(xué)生能夠自然而然地根據(jù)此規(guī)律判斷電場力方向，做到課堂上物理規(guī)律的反復(fù)再現(xiàn)、反復(fù)使用。教師在習(xí)題課中不跳過對規(guī)律的再現(xiàn)過程，盡量用準(zhǔn)確、嚴(yán)密的語言對物理規(guī)律再次闡述，讓學(xué)生快速回顧規(guī)律，做到不講答案，講規(guī)律；幫學(xué)生搭建起思維的“腳手架”，引導(dǎo)學(xué)生逐步完成解題的過程。

總之，習(xí)題課作為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維素養(yǎng)的一個重要渠道，教師需要在習(xí)題教學(xué)中通過規(guī)律的再現(xiàn)、合理整合、語言引導(dǎo)等方法有效避免“思維跳步”，更好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用物理規(guī)律解決實際問題，當(dāng)然如果學(xué)生水平層次較高，對物理規(guī)律已經(jīng)熟練掌握、融會貫通，合理的跳步則有利于綜合能力的提高，這里另當(dāng)別論。

核心素養(yǎng)視域下的習(xí)題課教學(xué)不再是就題講題、刷題，而是通過習(xí)題、通過教師的主導(dǎo)作用培養(yǎng)起學(xué)生的科學(xué)思維，因此，“此題答案”不再重要，思維過程更為重要。因習(xí)慣性的跳步引發(fā)的思維硬傷需引起重視，如何有效避免值得每個物理老師深省。