以“靜電場”為例淺談新教材習題變化

普通高中物理課程標準對于“學業質量標準”的專項核心技能方面，明確了對學生“關鍵能力”的期望。診斷學生的學科能力，可以通過習題來進行評價。高中物理人教版新舊教材的課后都有相關的習題，筆者認為，觀察新舊教材的課后習題變化可以得到一些啟發與思考。下面我們來看看新舊教材的習題對比變化。

一、新教材的題量明顯增加

“靜電場”從新舊教材的節數安排和內容上來看，基本一樣。而新教材的其中一個亮點就在于課后習題的題量明顯增加。以“靜電場”為例，題量共增加了25道題。從每節的課后習題量對比來看，新教材的題量增加了4道題。從新增的“復習與提高”A組和B組的章末練習題來看，題量共增加了21道題。題量的增加可以說是對課本內容的一個延伸與拓展。一線教師可能有時候會聽到學生在抱怨課本內容學起來好像比較簡單，而一做題就感覺挺難。這次新教材的題量增加，可以讓學生更加重視課本，見識到更多的題型和知識點在新情境中的應用，從而達到由物到理，從理到物的認識過程，讓學生能夠更充分理解課本內容的基本規律和本質。

二、新教材的習題難度呈現梯度化

以“靜電場”的“電場強度”課后三道習題為例，可以體現習題難度由較易到一般再到難的變化規律。我們可以來看看具體的題目。如下

第九章第三節課后習題的第6題

6.一顆質量為1.0×10-3kg，帶正電2.0×10-8C的小球，在水平的勻強電場下達到平衡，其懸掛的絕緣輕繩和豎直方向成30°（參照圖9.3-12），勻強電場的電場強度是多少。

第九章的“復習與提高”A組的第6題

6.如圖9-4，一根導電棒長度為l并且不帶電。一個帶有正電荷的電荷q置于棒的中心軸線，離棒左端有R的距離。在棒達到靜電平衡狀態之后，棒上的感應電荷在棒中心點O的電場強度及其方向？

第九章的“復習與提高”B組的第4題

4.根據圖9-7，一帶q電荷的點和一塊均勻電荷的薄板之間的間距為2d，點電荷出發的垂線穿過薄板的中心。如果A點的電場強度為零，那么薄板產生的B點的電場強度。

從以上的三道題分析，難度逐漸遞增。第一道題從學生熟悉的經典模型受力分析入手，直接代入電場強度的公式求解；第二道題從電場強度的疊加入手，由靜電平衡分析出合場強為0，屬于間接得到答案；第三道題在第二道題的基礎上，增加了對稱性思維以及等效替代的方法，最后得到答案。

三、新教材的題型體現了部分知識點的側重

通過對比新舊教材中“電容器的電容”的課后習題，發現部分知識點出現了弱化，本節內容有了側重。我們來看看課后習題的對比：

舊教材的第一章第八節“電容器的電容”的課后習題

1.一個電容器的極板聯接靜電測量儀的金屬棒，而另一極板與靜電測量儀金屬外殼相接后充電，測量儀的指針會偏移一個角度。在以下情況下，測量儀的指針偏角會增大或減小？

（1）把兩板間的距離減??；（2）把兩板間的相對面積減?。唬?）兩塊板間嵌入了相對介電常數較高的電解質

2.空氣中一平行板電容器的兩極板距離是0.1毫米，達到2微法拉的電容，極板的面積要多大？與一個窗戶的面積做一個比較。

3.一電容為3pF的電容器連接到電壓為9V的電源上。（1）保持與電池接通，當兩個電極間的距離縮短一半時，電極上的電荷是增加還是減少？電荷的變化量？（2）電源移除，兩極間距離減少一半，電勢差將擴增還是減少？改變了多少？

4.驗證：在一個內含空氣（或者說真空）的平行板電容器里，兩板間的電場強度只與電極板上的電荷總量及表面積有關，而與電極板之間的距離無關。

新教材的第十章第四節“電容器的電容”的課后習題

1.圖10.4-1電路圖完成電容器的充電及放電。起初，啟動開關一，平穩后，切換到位置二。穩定之后，再更換到位置一，如此往復。在充電和放電時間，表中記錄了電流表的電流方向，請在表格的未填區域內輸入答案。

2.圖10.4-9，電容器充電過程中，其電荷量Q、電壓U和電容C的關系進行甄別判斷，并給出解釋。

3.一快充功能的電容器，兩極間電勢差值為3伏，帶有電荷4.5×10-4庫侖。這個電容器的電容值？假設電容器兩端的電勢差降至2V，電容器的電容值變為多少？同時，這改變對其攜帶的電荷值有怎樣影響？

4.一種叫做心臟去顫器的工具，工作原理是利用一個充滿電的電容器向皮膚上的兩電極板釋放電流，使心室顫動患者心跳恢復正常。這電容器電容是15微法，充滿了4.0千伏電壓。在某一特定時間內，電容器電壓釋放到零，在釋放過程中，有多少電荷通過了人體組織？

通過對比，新教材的“電容器的電容”課后題完全改變，刪掉了平行板電容器的決定式C=的3道題目，增加了電容定義式C=的3道應用題目?？梢钥闯?，新教材弱化了C=的應用，強化了C=的應用。C=由舊教材的課本正文改編為新教材的拓展學習內容，說明新教材弱化了C=的相關內容。這對于教師教學和學生學習有一定方向的指導作用。

四、總結

通過高中物理人教版新舊教材的“靜電場”的習題對比變化，分析出新教材的題量明顯增加可以讓學生更加重視課本，開拓視野，認識到不同的新情境。習題難度梯度變化，符合認知規律，可以讓學生循序漸進地掌握各個知識點。課后題在某些章節的大幅度改變可以體現章節某些知識點的強化與弱化，讓教師和學生了解教材的側重點。以上的對比雖然只是以“靜電場”的一個單元進行分析，但是我們可以舉一反三，對其它的單元進行同樣的對比與分析，加深對學科核心素養的“學科能力”了解，深化對物理人教版新教材的認識，不斷發掘新的心得體會，達到提升學生成績以及核心素養的目的。

責任編輯 邱 麗