基于題組設計的初中科學習題教學策略初探

彭靜依

摘 要：習題教學是初中科學教學的重要組成部分，但存在著淺表化、單一化、簡單化的傾向，極大地影響了教學效果。題組設計的出現，給習題教學注入了新的活力，對于扭轉習題教學的現狀有著不可估量的作用。文章從“精心設計過渡情境，促進抽象規律把握”“設置多樣化情景，掌握科學方法”“設置認知缺陷性題組，有效提升復習效率”三個方面，結合具體案例，闡述了基于題組設計的初中科學習題教學的方法和策略，旨在提高初中科學習題教學效率。

關鍵詞：初中科學；題組設計；習題教學；策略

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9132（2016）29-0038-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.29.022

習題教學是初中科學教學的重要組成部分，承擔著幫助學生學習和建構科學知識，運用知識解決實際問題的重任，同時，習題教也是檢測學生學習效果的重要手段。因此，好的習題教學致力于促進學生科學的思想方法的掌握和科學的思維習慣的養成，致力于全面提升學生的科學素養。作為科學教師我們不僅要充分認識到習題教學的重要性，還必須精心設計習題教學，充分發掘習題教學應有的功能。在平時的教學中，我發現加強題組設計不失為有效進行習題教學的好方法。

一、精心設計過渡情景，促進抽象規律把握

科學教學中的規律性知識是抽象的表達，對于初中生來說理解起來有一定難度。因此，教師需要在習題教學中增加習題背景，加強感性情境的設計，精心設計過渡情景，讓學生的思維經歷一個從感性到抽象的漸進過程，促進學生對科學規律的深度理解。這樣的習題教學，既符合規律性知識的產生過程，又符合初中學生的思維發展特點的。

案例1.掌握“杠桿平衡條件” 的題組設計

涉及杠桿平衡條件的計算及應用問題，初中階段學生若能順利找到杠桿五要素，并會應用動力*動力臂=阻力*阻力臂的杠桿平衡條件等，就奠定了該知識點學習的基礎，就能更好地學習變了形的杠桿，使知識順利遷移。

（一）設置基本知識情景，促進科學規律理解

圖1 圖2

如圖1所示，這是一根普通的杠桿，按照圖中顯示先畫出支點、動力和阻力，再讓學生找出動力臂和阻力臂。再來看圖2是一個手搖抽水機的實物圖，畫出簡圖，你能順利找出杠桿的五要素嗎？在圖中畫出來。

設計意圖：要想掌握規律，熟練地應用規律，必須先準確理解規律及規律的各個要素，包括各要素之間的關系。教材利用了蹺蹺板和撬棒、撬石頭這種比較直觀的方式來讓學生認識杠桿的五要素，為了順應學生的思維，對接教材內容，教師在設計題組時宜選用更多的實例，即不一樣的杠桿模型，特別是要讓學生學會找動力臂和阻力臂。為了強化學生找對兩個力臂，習題中要引導他們先找對支點，然后在不同的杠桿模型中找動力臂和阻力臂，以為接下來學生應用杠桿平衡條件奠定基礎。

（二）設置延伸性情景，準確認知規律性知識

一根杠桿AB長1m，支點距B端0.4m，現如圖3所示在A端掛一個重200N的物體G1，若要使杠桿平衡，則要在B端掛一多重的物體G？

設計意圖：該情景設置讓學生進一步熟悉并找對動力、動力臂、阻力和阻力臂，然后根據杠桿平衡條件動力*動力臂=阻力*阻力臂進行計算，從而強化對于杠桿知識的應用。這需要學生具有一定的分析能力，但在杠桿平衡條件的應用本身來看，卻未提出太高的要求，重在打好堅實的基礎。通過情景的延伸，意在獲取對規律更準確的認知，以便更好地應用。

（三）設置同質變式情景，提升科學思維能力

圖4中輕棒OA可繞O點轉動，OA長1.8m，在桿上距O點0.6m處的B點用繩掛一個重120N的物體G，若要使OA如左圖所示位置平衡，則在A點應施加的最小力為__________N。

設計意圖：與設置情景二有很大的區別——力臂的尋找更為復雜，利用杠桿平衡條件計算也要求更高，還要判斷什么時候的力是最小的，對學生的思維提出了更高的要求。面對同一個研究對象的特征，教師設置的情景是不同的，但是在不同情景下，學生需要運用的科學規律和解決問題的方法實質上是一樣的。這樣的情景設置，既可以讓學生的思維經歷一個漸變的發展過程，讓學生更容易接受、理解，又可以提升學生思維的靈活性，提升他們在不同情景下運用科學規律和思維解決問題的能力。

（四）設置陌生化情景，運用中加深規律認知

題1：圖5為鍋爐保險閥門，受蒸汽推壓的閥門的底面積為S=10厘米2，OA：AB=1：3，若鍋爐能承受的最大壓強是6×105帕，則在B處應掛多重的重物？

題2：圖6中一根粗細均勻的杠桿可繞中點O自由轉動，杠上掛有質量不等的實心鐵球A和B，此時杠桿平衡?，F將兩球同時浸沒于水中，則杠桿將（ ）

A：仍平衡 B.左端下沉 C.右端下沉 D.無法確定

設計意圖：知識的遷移運用能力的高低是判斷學生對規律性知識掌握與否的標準。教師設置陌生化情景，其目的就是防止學生對知識理解的一知半解，機械地死記硬背，引導他們從新的情景出發，針對具體情況，分析問題，解決問題，從而看清學生是否真正掌握了規律性知識。

這兩題比較全面地考查了學生對杠桿平衡條件規律的應用以及如何和以往學過的知識（如壓強、浮力等知識點）綜合應用。只有熟練掌握了這個規律的應用，學生才能準確把握、全面認知規律。由此看來，要真正考查學生對規律性知識的掌握情況，在設計習題組的時候，最好的方式是對現有題目的背景特別是書本上的題目背景進行重新改變，讓學生在新的情景中更好地理解和掌握規律性知識。

二、設置多樣化情景，掌握科學方法

題組設計的關鍵在于一個“組”字，題目的設計不是單一的、平面的、零碎的、淺層次的，而是通過一組題有機融合不同的習題情景、不同的解題策略和方法、不同的解題思想方法，促進學生深度學習，特別是一些形似質異、形異質同的題組設計，能有效促進學生辯證思維的發展，有效促進學生對知識的迅速建構，有效促進學生對知識的迅速提取和方法掌握。

案例2.電學知識題組設計

題1.學習電學知識后，物理興趣小組對亮度可調的應急燈進行了探究，發現它的亮度調節開關相當于一個滑動變阻器，電路如圖7所示。閉合開關，用電壓表和電流表對其進行測量，調節滑動變阻器使燈泡變亮的過程中，電壓表和電流表的示數變化情況是（電源電壓保持不變） 。

設計意圖：這樣設計不但能讓學生理清串聯電路各個電表所測量的是哪個用電器，讓學生鞏固對電表和滑動變阻器的使用，而且能進一步引導學生注重對串聯電路各個用電器的物理量之間關系的挖掘。

題2.圖8所示電路中，電源電壓保持不變。閉合開關S后，電路正常工作。過了—會兒，一個電表的示數變大，另一個電表的示數變小，則原因可能是（ ）。

A.電阻R一定斷路 B.電阻R一定短路

C.燈L的亮度可能不變 D.燈L可能變亮

設計意圖：在基本電路保持不變，用題1的設問改為現在的條件，看起來是同質的問題，但實際上又是深一層的運用，是更高層面上對學生分析問題和解決問題能力的考查，可以促進學生在新的情景下遷移和運用知識能力的形成，提升學生分析、解決問題的能力。

評析電學知識的題組設計從認知策略的學習來看，從先理清串聯電路各個物理量的關系、到電路故障的分析再到控制變量的深一步運用，最后學會混合電路的分析，從習題的編序來看，利用電學中知識的相關內容，把單一的、簡單的問題情景擴展到多樣化的、復雜的問題情景，能改變和豐富學生的原有認知結構。從不同的角度設問，從不同的問題條件設問，由此及彼，步步為營，層層突破，有益于學生全面完整地認識某一類型的問題，找到較全面地解決問題的方法。

三、設置認知缺陷性題組，有效提升復習效率

復習課，特別是中考復習課，很重要的內容就是習題教學。因此，從某種角度來講，做好了習題教學，中考復習也就成功了一大半。在中考習題教學中，如果能夠精心設置題組，針對學生學習過程中常見的一些問題或者在中考中可能容易出現的問題，呈現學生在解決問題中暴露出來的讀題、分析問題、解決問題中的認知缺陷，那么就一定能幫助學生解決復習過程中的實際問題，提升學力，促進知識的系統化和條理化。

案例3 .初三一輪摩擦力復習的題組設計

（一）摩擦力應用的基本知識、基本思路和基本方法

題1.在“探究摩擦力大小與哪些因素有關”的實驗中，同學們提出以下猜想：

A.與壓力大小有關 B.與接觸面的粗牲程度有關

C.與接觸面積大小有關 D.與運動的速度大小有關

為了驗證以上猜想是否正確，小組利用圖9所示裝置及有關器材進行實驗，實驗數據見表1。

（1）由序號為1、2、3的三次實驗，可驗證猜想_______（填字母）；

（2）要驗證猜想D，應選取序號為________的三次實驗。

（3）根據表中信息，能否驗證猜想D？ ________ （填“能”或“不能”）。

設計意圖：一是鞏固實驗設計時控制相同變量和設立對照組的原則；二是讓學生熟悉滑動摩擦力的影響因素；三是讓學生了解各個影響因素對滑動摩擦力的影響關系；四是指導學生感受解題時滑動摩擦力大小跟其他因素無關。

（二）暴露摩擦力應用時的常見錯誤

題2：如圖10所示，用一拉力傳感器（能感應力大小的裝置）水平向右拉一水平面上的木塊，A端的拉力均勻增加，0 -tl時間木塊靜止，木塊運動后改變拉力，使木塊t2后處于勻速直線運動狀態。計算機對數據擬合處理后，得到如圖11所示拉力隨時間變化圖線，回答下列問題：

（1）當用F=5.3牛的水平拉力拉靜止的木塊時，木塊所受摩擦力大小為 牛；若用F=5.8牛的水平拉力拉木塊，木塊所受摩擦力大小為 牛。

（2）如圖12所示，為研究滑動摩擦力Ff大小與接觸面受到壓力FN大小的關系，在重力為17牛的木塊上每次增加1牛重的砝碼，分別用水平拉力F使木塊作勻速直線運動。

實驗測量數據如下：

木塊對水平面壓力FN（牛） 17 18 19 20 21

水平拉力F（牛） 5.1 5.4 5.7 6.0 6.3

根據表格數據，得出滑動摩擦力Ff大小與接觸面受到壓力FN大小的關系式為 。

設計意圖：充分暴露學生在摩擦力應用中的常見錯誤，分析錯誤原因，彌補知識缺位。

課堂上，安排學生自己獨立在紙上做題，教師巡視指導，找出做題錯誤且錯的不一樣的學生，把他們做的題用實物投影儀展示。

（三）摩擦力和其他知識相結合的應用

題3.如圖13所示，光滑的地面上有一足夠長的木板，在木板的右端固定著一個滑輪。（不計繩和滑輪間的摩擦），木板上面放置一個小木塊，小木塊一端連接著彈簧測力計。當拉力F為5N時，木板向右做勻速直線運動，然后把拉力增大到10N時，下列分析正確的是（ ）

A.彈簧測力計的示數為20N，

B.彈簧測力計的示數為0N

C.木板仍向右做勻速直線運動

D.小木塊將保持靜止

圖13

設計意圖有二。一是注意審題?！肮饣牡孛妗笔悄景搴偷孛鏇]有摩擦，摩擦力來自木板和木塊之間。二是能結合滑輪和二力平衡的知識解題。F為5N時木板勻速直線運動，為滑輪為動滑輪，所以f=2F=10N，當拉力為10N時，接觸面和壓力都不變，f仍然為10N，彈簧測力計的示數也仍然為10N，木塊保持靜止，但木板由于受力不平衡為加速運動。

三、結語

只要我們能夠緊扣習題教學的目標，根據不同的課型和初中學生的思維發展特點，多角度、多渠道地發掘習題的教學價值，設置漸進式的、多樣化的問題情景，對習題進行改編、優化、組合，讓問題由形象走向抽象，由單一走向復雜，由淺入深，由表及里，就能更好地發展學生的認知能力，提升學生的解題能力，使他們形成適應實際生活的科學素養。

參考文獻：

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[責任編輯 房曉偉]