推進育人方式改革背景下高中物理習題育人功能的初探

陳大年 林 欽

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

以促進學生全面而有個性發展為理念的新一輪課程改革和“一核四層四翼”高考評價體系的變革，均要求教師在工作中轉變思想，把教育的著力點放在培養學生形成正確的價值觀念、科學的思維方式，提升學生處理問題、解決問題的能力，為適應社會生活、接受高等教育和未來職業發展打好基礎，努力培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人。［1］作為教學重要組成部分的習題教學活動，更應以習題為載體，充分挖掘和發揮習題在必備知識強化、關鍵能力培養、學科素養提升、核心價值內化、德智體美勞等全方位的育人功能，在習題教與學中踐行新時代育人方式的變革。

一、物理習題育人功能的界定

充分挖掘和發揮習題的育人功能，是新時代推進育人方式另一著力點，也是習題教學的根本出發點和是歸宿點。以2020 年全國高考理綜Ⅰ卷第24 題（以下簡稱“例題”）為例，對習題的育人功能作粗淺界定。

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

（1）求飛機裝載貨物后的起飛離地速度；

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

（一）習題的求知育人功能

習題中融入新知識及內容。學生在研學中理解新知識、整合新內容，知道是什么、探究為什么、該怎么辦，引導學生求知，在此過程中促進物理觀念的形成和知識的系統化。例題中介紹了飛機的升力、及其定量描述、起飛離地條件、離地速度等課外科普知識，學生在作答過程中獲取新知識，豐富了知識結構，具有習題求知的育人功能。

（二）習題的應用育人功能

習題中融入理解、推理、分析綜合、應用數學處理物理問題等核心能力要求。學生在研學中通過文本閱讀、圖像識別等理解研究的問題，應用已有知識、技能經過推理、分析綜合、數學工具等解決實際問題，在此過程中培養和提升學生的關鍵能力。例題作答過程中需要學生對習題文本的閱讀，獲取關鍵信息，在理解、推理和分析綜合的基礎上，應用物體的平衡、牛頓運動定律、勻變速直線運動規律等物理知識和較為熟練數學運算解決物理問題，具有習題應用的育人功能。

（三）習題的創新育人功能

習題以真實情境為載體融入模型建構、科學推理、科學論證等科學思維與方法。學生在研學中將情境在頭腦中再現、提煉、轉化后構建模型、經過科學推理或論證實現問題的解決，在此過程中激發學生創新意識、培養學生的創新思維和能力，為創新人才的培養奠基。例題作答過程中需要學生將題目呈現飛機起飛情境問題，在頭腦中再現、提煉、轉化成豎直方向上平衡和水平上方向上勻加速運動的物理模型，并進行科學推理，即當飛機的升力和所受重力相等時達到離地起飛條件，這一系列的思維活動體現了習題創新的育人功能。

（四）習題的拓展育人功能

結合習題的情景、知識內容合理地融入科學本質、態度、社會責任、勞動觀念和意識、體育鍛煉、審美情趣、社會主義核心價值等教育題材，學生在研學中逐步形成正確的價值觀和科學態度。例題以我國自主研制運—20 重型運輸機為題材，學生在作答過程中潛移默化的接受了國防教育，增強國防科技發展的民族自豪感，激發了愛科學、學科學、用科學的主動性和積極性，具有習題拓展的育人功能。

二、習題育人功能實踐探索

（一）選取合適情境習題訓練，發揮習題育人功能

物理學是自然學科領域的一門基礎學科，物理知識來源生活［2］，因此在物理習題設計或選編中以真實生活情境為載體，以情境中遵循的物理規律作為主線條，有機地融入求知、應用、創新、拓展的育人功能。以案例2 簡析在習題的設計或選編過程中如何充分挖掘習題的育人功能。

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

圖1

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

習題以生產生活中搬磚塊的實際情境為載體，主要考查平衡、摩擦力臨界判斷等核心知識，學生在研學中能體會到用夾鉗搬運磚塊，可以減小工作強度、提高工作效率，從而感悟到勞動人民的智慧，具有習題求知的育人功能；在問題的解決過程中要根據習題描述的情景，恰當選擇若干磚塊為研究對象后構建物理模型，具有習題創新的育人功能；利用平衡、兩物體間發生滑動的臨界條件進行科學推理、分析、計算，得出結論，具有習題應用的育人功能；同時在問題的解決中，感悟物理知識在生活生產中的應用，還可以培養學生勞動意識，滲透尊重勞動人民、珍惜勞動成果等勞動教育，具有習題拓展的育人功能。因此在習題的設計或選編過程中根據要考查的核心知識、關鍵能力、必備的學科品質，選取合適的情境為載體，融入習題的各種育人功能。

（二）基于真實情景習題教學，發揮習題育人功能

在習題教學過程中挖掘和發揮習題的育人功能，是新時代推進普通高中育人方式改革中研究習題育人功能落腳點，是將習題的育人功能進一步的顯現，并通過師生的教與學活動轉化為實際育人效果，凸顯出習題在全面育人方面的獨特價值。以案例3 簡析在習題教學過程中如何充分挖掘和發揮習題的育人功能。

案例3（2018 年全國高考理綜II 卷第15 題改編）高空墜物極易對行人造成傷害。若一個雞蛋從一居民樓的25 層落下，與地面的撞擊時間約為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

在教學中先引導學生將雞蛋理想化成質點模型，根據題目設置情境構建質點先自由下落，再與地面相互作用的兩個物理過程模型，在理解、推理、分析的基礎上弄清兩個過程所遵循的物理規律，在這個環節中著重以問題的解決為載體，利用習題創新的育人功能轉化為學生解決實際問題的創新能力；然后引導學生自主選用合適物理方法求解平均沖擊力，在規律的選用上有的選用牛頓定律、有的選用動量定理，在過程的選擇上有的分過程求解、有的全過程求解，在這個環節中盡量的發揮習題應用的育人功能；在代數據計算過程中因部分學生缺乏生活常識，對雞蛋的質量和樓層的高度不清楚，先讓學生用手掂量一個雞蛋重量，再讓學生分別用雙手同時掂量50 克鉤碼和雞蛋的重量，在親身體驗中獲知一個雞蛋約重，接著讓學生以黑板寬度為參照估算樓層的高度，在這個環節中利用習題設置的情境，巧妙發揮了習題求知的育人功能；在學生計算出雞蛋受到地面的平均沖擊力后，讓學生估算雞蛋與地面作用過程中產生的加速度，再利用多媒體播放“死亡加速度”秒懂百科的視頻，讓學生在強有力的視覺沖擊下，深刻的意識到高空拋物危害的嚴重性，潛移默化中增強學生的社會責任感和珍愛生命意識，在這個環節中讓習題拓展的育人價值受惠于學生。

（三）基于真實情境由學生設計習題，發揮習題育人功能

目前習題的設計主要是由教師根據知識內容、能力和素養要求、學生學情等因素開展，學生只是在被動接受習題中鞏固知識、訓練能力。若能基于真實情境由學生自己設計習題，則可以充分發揮學生的主觀能動性，實現習題設計過程中發揮習題求知、應用、創新、拓展的育人功能。以案例4 簡析如何讓學生由被動接受變主動參與習題的設計活動，并在活動中充分的挖掘和發揮習題的育人功能。

案例4，筆者在一次校園巡查中發現幾個學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，現場說教對學生的教育收效甚微，于是決定讓同學們以此情境設計物理習題，并通過習題的研學活動讓學生明白這樣的行為非常危險，活動布置下去同學積極性非常高，后來選出20 份有代表性的作品（如圖3）進行交流與展示。

圖2

圖3

同學們以真實情境為載體，分別以重心與穩度、物體受力及平衡、牛頓運動定律、勻變速直線運動規律、功能關系、能量守恒、沖量、動量守恒等核心知識為切入點，開展習題設計活動，在設計過程中同學們首先需要將真實情境模型化，其次根據要考查的問題進行問題的預設、然后應用自己所學的物理知識進行推演和論證所設計的問題是否科學合理，在設計的各個環節中充分發揮習題的應用、創新育人功能；在習題設計過程中學生需要估測玩滑板學生的體重、滑板質量、坡長、坡度等與實際生活相關的量值，在此過程中學生們不僅獲得生活常識，而且學會如何估測一些與生活有關量值的方法，在此過程中凸顯習題求知的育人功能；同學們在設計過程中通過計算發現，當人隨車滑行速度達到10m/s 時，如遇到障礙物發生碰撞，在沒有安全防范措施的情況下極有可能發生致命的危險，而在該路段滑行僅需要2 至3 秒的時間就可以達到這個速度，幾個玩滑板的同學也為自己的行為感到后怕，因此在全面育人、全員育人的環境中，教師因時因事選取合適的真實情境讓學生主動參與習題設計活動，可以悄無聲息地實現科學本質、態度、社會責任、安全意識、勞動觀念和意識、體育鍛煉、審美情趣、社會主義核心價值等教育，充分發揮習題的拓展育人功能。

（四）整合不同版本教材資源，發揮習題育人功能

不同版本教材有著豐富的教育資源，習題作為教材的一個重要組成部分，有著極其豐富的內涵和功能，［3］不同版本教材例題、習題和課后練習等凝聚了編者發揮習題育人功能的思考。在教學過程中，根據教學內容的需要，整合不同版本教材習題資源，充分發揮習題的育人功能。例如，利用魯科版新修訂高中物理教材的例題，發揮問題解決的示范及遷移功能；人教版教材有著豐富的優質習題資源，精選人教版修訂版高中物理教材課后習題，啟發學生歸納方法、培養能力和發展思維的育人功能等。

在當下大力推進普通高中育人方式改革中，通過選取合適情境習題訓練、基于真實情景習題教學、基于真實情境由學生設計習題、整合不同版本教材資源，促進學生核心素養的培養和發展，力求發揮習題的評價和延伸功能，充分發揮習題的育人功能。