從習題講評談學生物理觀念培養的教學改進

鍵詞：習題講評；物理觀念；教學改進；概念拓展；物理價值觀；知識網絡；思維引導中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2025）8-0019-5

在培養學生物理核心素養的過程中，促進學生物理觀念的形成和發展始終貫穿于教師的教學活動，平時教師更多地從新授課中研究如何培養學生的物理觀念，常忽略習題的講評也是促進和改進學生物理觀念形成和發展的重要途徑之一。通過對習題的分析和評講，除了幫助學生糾正錯誤，形成正確的物理觀念，教師也能從學生答題的過程和結果中反思自己在物理概念和規律教學方面存在的導致學生觀念建構時出現錯誤和偏差的問題，認識到自身教學過程中的優缺點和存在的教學盲點，從而進行自我總結、自我反思、改進后續的教學思路和方法。這對教師調整日后新課教學，促進和培養學生物理觀念有較大的幫助。

本文從進校所聽的習題講評出發，通過觀察發現習題講評中所折射出的教師在培養學生物理觀念時存在的教學問題，探討問題的產生并提出教學改進策略，希望通過強化概念拓展、價值觀挖掘、知識網絡建構與思維引導等教學改進，進一步完善對初中學生物理觀念的培養。

1 重視規律結論歸納，強化相關概念拓展

物理規律是物理現象或物理過程在一定的條件下發生、發展和變化的必然趨勢及其本質聯系的反映，物理規律反映相關物理概念之間的必然聯系。但教師在進行物理規律課堂教學時，往往只重視利用實驗探究推導歸納出規律結論，常忽略物理規律的建立是以概念為基礎單元，學生要通過物理概念的學習及運用，才能逐漸促進自身物理觀念的形成和發展[1]，所以在規律推理過程中必須重視相關物理概念的拓展和遷移。如果不注重相關物理概念的拓展和遷移，那么學生所學的物理概念、物理規律就無法轉化為物理觀念，對學生物理觀念的形成和發展產生障礙。筆者在進校聽“光的反射規律”習題講評時，發現由于教師在平時教學中存在“重規律結論、輕概念拓展”的教學弊端，造成學生無法將物理概念在頭腦中提煉和升華，解決新情境下的物理問題時出現困難。

例1圖1所示是小宇同學探究“光的反射規律\"的實驗裝置。平面鏡 M 平放在水平桌面上，白色硬紙板垂直立在鏡面上。

圖1探究“光的反射規律”實驗示意圖

（1）小宇讓一束光貼著紙板沿 _AO 方向射向鏡面，反射光沿OB方向射出，測出反射角和入射角大小。改變光的入射角度，多次重復上述實驗步驟。上述實驗探究得到的規律是 （選填字母）。

A.光沿直線傳播B.反射角等于入射角

C.平面鏡成像的特點

（2）實驗過程中若將紙板傾斜（圖1乙），讓光仍貼著紙板沿 AO 方向射向鏡面，此時反射光（選填\"在\"或“不在\"）紙板這一平面內；通過平面鏡觀察鏡中硬紙板的像，則看到的像與圖1丙中相符的是 （選填序號）。

教師在講評時沒有發現學生回答第（2）問“反射光在紙板這一平面”的錯誤原因出在探究“光的反射規律\"課堂教學中。教師在課堂教學中大多采用教科書中的實驗設計（圖2），探究“光的反射規律”，歸納出規律中“面、線、角”的規律特征，沒有關注到規律中“法線\"這一概念的教學，部分教師在課堂教學中直接告訴學生為了研究問題的方便，像數學中引入“輔助線”一樣，引入一條與物體表面垂直的直線，然后直接定義：過入射點，與物體表面垂直的直線叫做法線。由于初二學生沒有學過立體幾何，對“線與面的垂直”的空間想象還存在局限性，對于“法線\"沒有空間上的抽象思維，所以無法從概念中形成完善的物理空間觀念。以致情境變化為紙板傾斜時，無法將其與相關的問題解決聯系起來，而改進“法線”概念形成的實驗教學能幫助學生構建正確的物理空間觀念。教師在完成教材實驗后，可設計如圖3所示的實驗，紙板仍保持在豎直面上，入射光緊貼 A 紙板入射，讓反射面轉動 θ 角度，教師可提問：“請同學們觀察能在同一平面上的B 紙板上找到反射光嗎”，在學生觀察不到反射光時，教師拋出問題：“法線在紙板的折線位置嗎”。由于在紙板 B 上觀察不到反射光，由“三線共面”，推理論證出紙板的折線 一定不是法線，同時引導學生觀察折線 此時是否垂直于反射面，從而幫助學生構建法線與反射面垂直的空間觀念。通過對比學生在紙板傾斜情境下的答題錯誤可見：當課堂僅停留于規律結論推導時，學生因缺乏“法線與反射面垂直”的概念拓展，無法將空間情境變化與物理規律建立聯系；而改進實驗中通過引導學生觀察反射光消失現象，推理論證法線位置與反射面的垂直關系，能有效幫助學生形成空間觀念。這一對比表明，概念拓展不足會導致學生知識遷移能力缺失，而強化概念與規律的關聯教學，才能為物理觀念形成奠定基礎。

在習題訓練中，如初中“杠桿的平衡條件（杠桿原理）\"的應用，學生以“力臂”“力\"的概念以及杠桿平衡的物理觀念為基礎，要重點辨析“力的作用點\"和“支點\"概念上的區別；同時，要厘清力作用線方向上的距離和支點到力作用線的距離（力臂）等概念的聯系，對動力、阻力、力臂等概念進行拓展。我們在教學過程中要注重概念之間的聯系、概念與實際情境的聯系。關注這樣的“聯系”，學生才有可能深度理解概念，形成物理核心素養所要求的物理觀念[2]。所以，教師應關注從習題講評中發現的學生存在的問題，對物理概念和規律教學進行反思和遷移，促進學生物理觀念不斷完善和發展。

圖2教科書中的實驗設計

圖3實驗設計

2注重知識本位教學，強化物理價值觀 培養

知識本位的教學活動具體表現為教師以書本知識為本位，將自已的教育教學定位于傳遞知識的過程、內容以及方法上，在教學中重視學生的知識建構與認知能力的培養，對學生知識類、方法類物理觀念的形成具有較好的促進作用。但知識本位教學中，教師經常忽略對學生情意類物理觀念的培養，造成學生缺少對物理在社會生活中的價值的認識和反思，如物理價值觀等。為了更好地幫助學生構建完善的物理觀念，可以通過習題訓練引導學生關注并思考與物理學相關的熱點問題，了解并體會物理學對經濟、社會發展的貢獻，使學生產生并保持對運用物理知識解決問題的興趣與熱情，保持利用物理觀念實現自然與社會的可持續、和諧發展的物理科學價值追求。在某次聽課時，發現老師講評下面的習題，可以很好地引導教師從注重知識本位的教學轉變為關注對學生物理價值觀的培養。

例2發生地震時，被困在建筑物廢墟中的人向外界求救的辦法之一是用石塊敲擊鐵管，這是利用聲音在 （選填“固體”“液體\"或“氣體\"）中傳播速度快且傳聲效果好的道理;但在發生礦難時，被困地底下的人不能用石塊敲打鐵管，這是因為用石塊敲打鐵管時，通過 的方式增大了它們的內能，可能會碰出火星引起瓦斯爆炸。

教師在“聲音的傳播\"教學中常通過引導學生閱讀書本中“常溫下聲音在常見物質的傳播速度”來背誦或記憶具體的物理事實性知識，對于學習者來講，這是間接經驗。這種間接經驗若不能跟學生自己的生活環境、活動及需要相聯系，那么對學生來講，這種知識經驗就沒有多大的意義。因此，這種知識本位教學會使物理觀念的建構成為一種現實性的簡單加工，使學生不能從物理觀念的視角解釋自然現象和解決實際問題。本道習題融入近年來地震災害和瓦斯爆炸事件的現實社會情境，向學生展示在解決真實情境中的實際問題時所表現出來的物理價值觀。在現實生活中遇到災情時求救與救援是不可回避的話題，不少習題中都出現敲擊硬物（鋼管）的情境，使用這種向救援人員發出求救信號的方式，原因在于知識本位教學中學生已建立了聲音在固體中傳播的速度快而且效果好這一運動觀念，造成學生在解決此類問題時大都利用固體傳聲快這一知識類的物理觀念，而且對此方式印象深刻。然而，習題把敲擊導致的兩種截然不同的后果同時呈現出來，讓學生在思維受到強烈沖擊的同時獲得了寶貴的生存知識，達到了非常好的安全教育效果，對激發學生學習物理知識的興趣和形成學以致用的意識都有良好的效果。

教師在教學中要注重挖掘習題里潛在的物理價值觀，通過在具體情境和生活實際中的遷移應用，幫助學生將物理價值觀融入具體的物理知識中，賦予知識一定的能動性和靈活性，實現物理觀念的拓寬和發展[3]，從而幫助學生能運用所學的物理概念和規律及其相互關系來解釋自然現象，解決實際問題。

3 立足課時單位教學，強化知識網絡建構

現有物理教科書的課時單位通常以物理課程標準中科學內容所規定的三級主題進行編排，教師的教學通常按照教科書的章節和課時進行劃分，這可能導致知識的呈現過于碎片化。同時，教師在平時的教學中，可能更注重完成本課時單元的任務，而忽視了知識的系統性和連貫性，使得學生對物理學科的整體框架和知識脈絡把握不清，難以建立起完整的知識網絡體系，造成學生對物理概念和規律之間的內在聯系理解不深，不利于概念和規律在頭腦中的提煉與升華，無法從物理學的視角形成對物質、運動和相互作用、能量等內容的總體認識。下面習題訓練過程中學生存在的錯誤，可以較好地反映出平時課時單位教學的局限性，體現出大單元教學對于物理課程的常態化教學具有重要的改進創新作用。

例3自助餐廳食品傳送帶上的餐盤向左運動（忽略空氣阻力），如圖4所示，則下列情形中，餐盤在水平方向的受力情況是（ ）

圖4例3示意圖

A.傳送帶向左逐漸加快時，餐盤只受到向左的摩擦力B.傳送帶和餐盤一起向左勻速運動，餐盤受到的牽引力等于摩擦力C.傳送帶向左逐漸減慢時，餐盤受到向左的牽引力小于向右的摩擦力D.傳送帶勻速運動中突然停止后，餐盤將不受任何力，一直以速度 v 運動下去

習題以自助餐廳食品傳送帶上的餐盤運動為背景，需要學生圍繞“運動\"和“力\"這兩個重要的概念，在理解具體概念與規律的內涵和外延的基礎上，把初中力學和運動學的核心概念、規律相關聯，建立它們之間的聯系，本題可以較好地考查初中學生的運動與相互作用觀念。如果以課時為單位進行教學，涉及的知識點有摩擦力、力的相互作用、二力平衡、牛頓第一定律和力與運動的關系等概念和規律，由于相關的概念、規律在不同的課時單位里，造成學生的知識是碎片化的，遇到要把相關物理概念和規律在頭腦中提煉與升華為物理觀念，運用運動與相互作用觀念解決生活中的實際問題時，學生往往無法聯系和遷移。在物理概念和規律的教學中可以引入大單元教學策略，在大單元教學中綜合多個單元下的課時單位學習內容，構建單元學習“脈絡網”。如圖5所示，學生進人單元學習前，所學內容就一目了然，從單元“脈絡網”上找到單元學習的目的地，明確要去哪里，思考如何去那里，改變原有的思維慵懶狀態，呈現出完整的思維圖式。

圖5思維圖

通過學生在習題的真實情境中完成任務并開展評價，從而實現知識的融會貫通、綜合運用，促進物理觀念的形成。預先明確單元和課時目標、設計教學，例如，在初二學習力學部分時，力的概念、牛頓運動定律、功和能等內容被分散在不同課時單元，學生可能無法很好地理解它們之間的邏輯關系和相互作用，從而形成物理觀念。教師在運用習題對學生進行物理觀念形成的評價時，通常在一個課時單元結束后進行，反饋存在一定的滯后性，導致教師難以及時了解學生在學習過程中存在的問題和困難，不能及時調整教學策略和方法，可能會導致學生的問題積累，影響后續的學習，難以全面、客觀地反映學生的物理觀念。

4側重解題技巧傳授，強化思維過程引導

例如，在講解浮力問題時，教師可能會直接給出諸如阿基采德原理公式的應用技巧，告知學生在特定題型中如何套公式解題。這種方式雖然能讓學生在短期內掌握一些解題方法，但物理觀念是物理概念和規律等在頭腦中的提煉和升華，是從物理學視角解決實際問題的基礎，學生在提煉和升華的過程以及解決實際問題中，都需要具備良好的思維能力，包括邏輯思維、批判性思維和創造性思維等。在初中物理習題講評過程中，教師常常將重點放在如何快速得出正確答案的解題技巧上。當教師只注重解題技巧時，學生往往只是機械地記憶解題步驟，快速應對類似題目，嚴重忽視了對學生思維過程的引導。造成學生不理解物理知識背后的邏輯關系和思維脈絡，一旦題目與真實情境的應用相結合，學生就會顯得不知所措。

例4小明根據所學的知識設計了一個電子量角器，電路如圖6所示，電流表的量程為 0～ 0.6A，電壓表的量程為 _0～3V，O 為半圓弧電阻MN的圓心，金屬滑片 oP 為半徑，與半圓弧接觸良好，半圓弧電阻MN的總電阻為 30Ω ，接人電路的電阻 R_MP 與指針旋轉角度 θ 成正比，電源電壓恒為 6V，R₀ 為電阻箱，此時電阻調節為 10Ω 下列說法正確的是（ ）

A.所測角度 θ 越大，電流表示數越小，電壓表示數越小B.當電壓表示數為2V時，量角器所測角度θ 為 40^° C.為保證電路安全，此量角器所測角度 θ 的范圍為 0～60^° D.將電壓表表盤改裝為角度指示盤，為滿足測量角度范圍最大，且精度最高，變阻箱 R₀ 的阻值應調節為 60Ω

圖6電路圖

在該電學習題講評中，教師存在“重解題技巧、輕思維引導\"的現象，強調串聯電路電流、電壓規律及歐姆定律公式的套用，如直接用“接入電路的電阻 R_MP 與指針旋轉角度 θ 成正比\"即 θ= RMPx180°計算角度，而不引導學生理解電路中電阻變化與角度關聯的物理本質，學生易停留在“背公式、套步驟\"的機械層面。從物理觀念看，學生難以構建“電路元件動態變化影響電路參數”的運動與相互作用觀念；從科學思維培養而言，缺失對問題的建模分析過程，未帶領學生梳理“角度變化—電阻變化—電流變化—電壓分壓變化\"的推理鏈條，只能記住“電壓表最大3V時，求 R_MP^′"的解題技巧，卻無法形成“從現象抽象物理模型一邏輯推導變量關系\"的科學思維方法。不利于學生物理觀念與科學思維的培養。這種“重結果、輕過程”的講評，會使學生在面對新情境時缺乏遷移應用能力，背離物理學科核心素養的培養目標。

所以，教師在習題講評中若不注重思維過程引導，就會限制學生批判性思維和創造性思維的發展。學生只是被動接受教師傳授的解題技巧，缺乏對知識的主動思考和質疑，難以運用物理觀念提出自己獨特的見解和解決方案。例如，在講解簡單機械（如杠桿、滑輪）的習題時，如果教師不引導學生思考不同類型杠桿和滑輪在實際生活應用中的優缺點，以及如何根據實際需求改進簡單機械的設計，學生就難以從物理觀念的高度去理解簡單機械的作用和價值。在講解光學的反射和折射相關習題時，教師如果只是教會學生根據反射定律和折射定律去畫光路圖的技巧，而不引導學生思考為什么光線會這樣傳播，反射角和入射角、折射角和入射角之間的關系是如何通過實驗和理論推導得出的，學生就難以形成光傳播本質的物理觀念。當遇到需要對復雜光學系統（如透鏡組合）中光線傳播情況進行分析的拓展性題目時，學生就無法運用所學知識進行合理推理和判斷。

習題講評對學生物理觀念培養意義重大。教師需突破傳統教學局限，在講評中關注概念聯系與拓展，挖掘習題中蘊含的物理價值觀，通過大單元教學構建知識網絡，注重引導學生思維過程。如此，才能幫助學生將物理概念和規律提煉、升華為物理觀念，使其能從物理學視角解釋現象、解決問題，實現物理核心素養的全面發展。

參考文獻：

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（欄目編輯 趙保鋼）