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物理教師如何編寫習(xí)題的探究

時(shí)間: 若木631 分享

  編制習(xí)題是教師必備的一項(xiàng)基本功,物理教師在備課、教學(xué)、考試命題和從事教學(xué)研究的過(guò)程中經(jīng)常要改造舊題,創(chuàng)造新題,編制各種例題、練習(xí)題、思考題和試題。同時(shí)物理教師指導(dǎo)學(xué)生編題,不但可以使學(xué)生加深對(duì)解題思想方法的理解,掌握典型題目的解題規(guī)律,而且可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。

  一、編制物理習(xí)題遵循的原則

  1.目的性原則

  物理習(xí)題的形式、內(nèi)容、和難度都是以不同的教學(xué)目的而異的。如為了即時(shí)鞏固知識(shí)和技能,應(yīng)編制收斂性題;為發(fā)深化對(duì)知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力,應(yīng)編制發(fā)散性題和開放題。選擇題有利于擴(kuò)大知識(shí)的覆蓋面,但選擇題可以隨機(jī)解答,因此在鑒定具有特異物理素質(zhì)的優(yōu)秀生時(shí)必須慎用。

  2.科學(xué)性原則

  物理習(xí)題應(yīng)該表述清晰,要求明確,符合六條標(biāo)準(zhǔn):

  a.有關(guān)的概念必須是被定義的;

  b.有關(guān)的記號(hào)必須是被闡明的;

  c.條件必須是充分的、不矛盾的;

  d.條件必須是獨(dú)立的、最少的;

  e.敘述必須是清楚的;

  f.要求必須是可行的。

  對(duì)于開放題應(yīng)允許出現(xiàn)條件不足的情形,但題目本身仍敘述清楚,有明確的要求,以便學(xué)生根據(jù)情境,自設(shè)條件,分別情況得出結(jié)果。

  3.和諧美原則

  物理習(xí)題應(yīng)該使學(xué)生得到美的陶冶,體現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)、簡(jiǎn)潔和統(tǒng)一的物理美,激起學(xué)生追求真善、美的愿望,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,引導(dǎo)學(xué)生探索物理王國(guó)的奧秘。我們常??吹揭恍┙Y(jié)構(gòu)巧妙、形式優(yōu)美、難度各異的好題。

  (1)如圖1所示,兩個(gè)重都為G、半徑都為r的光滑均勻小圓柱,靠放在半徑為R(R>2r)的弧形凹面內(nèi),處于靜止?fàn)顟B(tài)。試求凹面對(duì)小圓柱的彈力及小圓柱相互間的彈力大小。

  (2)如圖2所示,光滑斜面長(zhǎng)為b,寬為a,傾角為θ,一物塊沿斜面左上方頂點(diǎn)P水平射出,恰從右下方頂點(diǎn)Q離開斜面,問(wèn)入射初速度v0,應(yīng)多大?

  (3)如圖3所示,有一只狐貍以不變的速度v1沿著直線AB逃跑,一獵犬以不變的速率v2追擊,其運(yùn)動(dòng)方向始終對(duì)準(zhǔn)狐貍,某時(shí)刻狐貍在F處,獵犬在D處,F(xiàn)D⊥AB,且FD=L,試求獵犬此時(shí)的加速度大小。

  這些題目都是怎樣編制出來(lái)的呢?都是由陳題改造的嗎?當(dāng)然不盡然。中學(xué)物理中的陳題不可勝數(shù),這是前人經(jīng)驗(yàn)的積累,勞動(dòng)的結(jié)晶,我們要學(xué)習(xí)鉆研,但是我們不應(yīng)限于照搬照抄,故步自封,特別是在試題中,如果一味照搬陳題,就難以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)學(xué)生的水平,因此教師必須具備編制習(xí)題的能力,掌握獨(dú)立地創(chuàng)造新題的能力。要編出好的題目,物理教師必須具備:

  第一、廣博的知識(shí)。不僅諳熟高中物理知識(shí),而且對(duì)高等物理也有的較高的造詣。不僅精通物理,而且對(duì)于其他的自然科學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)和社會(huì)學(xué)也有廣泛的了解。

  第二、良好的思維品質(zhì)。即思維的廣闊性、多向性、靈活性、深刻性和求異性。要善于想象,從不同角度去思考問(wèn)題,防止思維定勢(shì)。

  第三、熟悉編制物理習(xí)題的基本方法和技巧。

  二、編制物理習(xí)題的方法

  1.演繹法

  演繹法是一種從一般的真命題或一組條件出發(fā),通過(guò)邏輯推理編制物理習(xí)題的方法。

例1.考慮到運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:
,令
得題:

  原題 在平直公路上以12m/s的速度行駛的汽車,因故以4m/s2的加速度緊急剎車,求汽車剎車后3s內(nèi)的位移。

  考慮到運(yùn)動(dòng)學(xué)中的比例關(guān)系:

  1)通過(guò)連續(xù)相等時(shí)間位移和速度之比:

  S1:S2:S3:…=1:4:9:…n2

  SⅠ:SⅡ:SⅢ:…=1:3:5:…(2n-1)

  v1:v2:v3:…=1:2 : 3: …n

  2)通過(guò)連續(xù)相等位移所用時(shí)間之比為:

  令t1=4s,tn=20s得新題。

  新編題 一列火車由車站開出做勻加速直線運(yùn)動(dòng),啟動(dòng)時(shí),值班員站在第一節(jié)車廂頭的旁邊,第一節(jié)車廂經(jīng)過(guò)他歷時(shí)4s,整個(gè)列車經(jīng)過(guò)他歷時(shí)20s。設(shè)各節(jié)車廂等長(zhǎng),車廂間連接處的長(zhǎng)度不計(jì),求:(1)這列火車共有多少節(jié)車廂?(2)最后一節(jié)車廂經(jīng)過(guò)他歷時(shí)多長(zhǎng)時(shí)間?

  2.基本量法

  在一個(gè)問(wèn)題系統(tǒng)中,存在著n個(gè)量,使其余所有的量都可以用這n個(gè)量來(lái)表示,而這n個(gè)量中的任何一個(gè)都不能用其他n-1個(gè)量來(lái)表示,我們就稱這n個(gè)量為基本量?;玖恳簿褪菃?wèn)題系統(tǒng)中獨(dú)立取值的量。通過(guò)給也基本量來(lái)編制物理習(xí)題的方法叫做基本量法。

  在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,共有5個(gè)基本變量(x、v、v0、a、t)。要求解其中的一個(gè)量,至少要用到其中的3個(gè)量。

  (1)求位移X用到3個(gè)基本量的公式為:

  (2)求末速度v所用到的3個(gè)基本量的公式為:

  從運(yùn)動(dòng)學(xué)的幾個(gè)基本量來(lái)看,要考查其中的任何一個(gè)量,可以利用以上的這些公式而給出必需的已知量。

  例如考查位移X時(shí)就可以考慮利用以上的公式,但必須給足3個(gè)基本量。

  新編題 火車從車站由靜止開出作勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為5m/s2,則它在最初10s內(nèi)行駛的距離是多少?

  給足基本量時(shí)就可編制出一道完美的習(xí)題了。

  3.倒推法

  倒推法是先給出題目預(yù)期的結(jié)果,由此結(jié)果出發(fā),倒推出所需的條件的一種編制物理習(xí)題的方法。倒推法是一種極有成效的編題方法,在平時(shí)的習(xí)題教學(xué)中針對(duì)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行的自編練習(xí),大多可以用這種方法。

  在高一曲線運(yùn)動(dòng)結(jié)束后的一次單元考試中學(xué)生在解圓周運(yùn)動(dòng)與能量相結(jié)的內(nèi)容較為生疏,出錯(cuò)率較高。在原題的基礎(chǔ)上,要考查圓周運(yùn)動(dòng)中的能量問(wèn)題,重新設(shè)計(jì)出一道新題,但考查的內(nèi)容是一樣的。通過(guò)對(duì)新題的再次理解,學(xué)生掌握的情況就更好了。

  原題 如圖4所示,半徑為R=0.40m的光滑半圓環(huán)軌道處于豎直平面內(nèi),半圓環(huán)與粗糙的水平地面相切于圓環(huán)的端點(diǎn)A,一質(zhì)量為m=0.10kg的小球,以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左做加速度a=3.0m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)4.0m后沖上豎直半圓環(huán),最后小球落 A點(diǎn),求A、C間的距離(g取10m/s2)

  新編題 如圖5所示,AB為光滑水平面,BCD為豎直的半徑為R=0.4m的光滑半圓形軌道,D為圓軌道的最高點(diǎn),且位于B點(diǎn)的正上方。質(zhì)量為m=1.2Kg的小物體,在水平恒力F的作用下從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng),到B點(diǎn)時(shí)撤去力F,AB距離S=3R,g取10m/s2。求:

 ?、乓刮矬w能達(dá)到D點(diǎn),力F至少多大?

  ⑵要使物體能從軌道最高點(diǎn)D離開后,剛好落到A點(diǎn),力F又應(yīng)該多大?

  4.變換條件法

  變換條件法是將陳題的條件加以變換,從而得到新題的一種編制物理習(xí)題的方法。在高考試題中有大量的試題是對(duì)平時(shí)我們練習(xí)的習(xí)題進(jìn)行條件變換,推陳出新。在平時(shí)的習(xí)題教學(xué)中就要不時(shí)的對(duì)所做過(guò)的習(xí)題進(jìn)行變換條件,讓學(xué)生能加深理解。

  (1)加一加

  加一加就是在原題的基礎(chǔ)上再加入一些條件以改變?cè)}而得到新題.

  原題 一物體放在光滑的水平面上受到一個(gè)與水平面成θ的斜向上的力F作用下,運(yùn)動(dòng)了L距離,F(xiàn)力對(duì)物體所做的功為W1;如同一物體放在粗糙的水平面上受到一個(gè)與水平面成θ的斜向下的力F作用下,運(yùn)動(dòng)了L距離,F(xiàn)力對(duì)物體所做的功為W2.試比較W1和W2的大小。

  新編題 一物體放在光滑的水平面上受到一個(gè)與水平面成θ的斜向上的力F1作用下做勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)了L距離,F(xiàn)1力對(duì)物體所做的功為W1;如同一物體放在粗糙的水平面上受到一個(gè)與水平面成θ的斜向下的力F2作用下做勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)了L距離,F(xiàn)2力對(duì)物體所做的功為W2。試比較W1和W2的大小。

  后一題是在前一題的基礎(chǔ)上加了一個(gè)運(yùn)動(dòng)情況,看似一樣的題型,其實(shí)考查的內(nèi)容是大不一樣的.前一題只考查做功的公式,而后一題是要考查物體的受力分析和做功兩年內(nèi)容。后一題的出錯(cuò)率將會(huì)大為增加。

  (2)換一換

  換一換,可以改變?cè)瓉?lái)的作用物體,也可以改變?cè)}的環(huán)境,但它考查的主要內(nèi)容是不變的.通過(guò)這樣的改變,讓學(xué)生能夠模仿,從而掌握原題的主要解題方法。

  原題 如圖6所示,一根質(zhì)量為M的木棒被一根輕繩拴在天花板上,一只質(zhì)量為m的老鼠爬在木棒上.現(xiàn)剪斷輕繩,老鼠為了保持位置不變拼命向上爬。求此時(shí)木棒的加速度為多大?

  根據(jù)受力分析,老鼠要能靜止在原來(lái)的位置,它所受到的木棒給的摩擦力應(yīng)該為mg.木棒此時(shí)受到的力就為老鼠給的向下的摩擦力和木棒的重力。合力的大小就為mg+Mg.加速度就為(mg+Mg)/M。

新編題 如圖7所示,質(zhì)量為M的木板放在傾角為 的光滑斜面上,質(zhì)量為m的人在木板上跑,假如腳與板接觸處不打滑.(1)要保持木板相對(duì)斜面靜止,人應(yīng)以多大的加速度朝什么方向跑動(dòng)?(2)要保持人相對(duì)于斜面的位置不變,人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向運(yùn)動(dòng)?

  在原理完全一樣的情況下,將研究的物體和運(yùn)動(dòng)的方向進(jìn)行了替換.只要理解了前一題的解題方法,就不難得到此題的結(jié)果了.

  5.演變法

  從一道基本題出發(fā),將條件中的數(shù)量和圖形及關(guān)系加以改變,使之產(chǎn)生一些具有新質(zhì)的題目,這種編制物理習(xí)題的方法叫做演變??陀^世界的運(yùn)動(dòng)變化,反映在物理里就是數(shù)量關(guān)系、關(guān)系的演變及圖形關(guān)系。

  新編題 如圖8所示,一物體A靜止在一個(gè)斜面體B上.求斜面受到地面的摩擦力。

  此題是原型題,對(duì)學(xué)生的受力分析進(jìn)行考查.學(xué)生可以通過(guò)對(duì)A和B物體的受力分析就可以得到斜面受到地面的摩擦力為0.也可以通過(guò)整體法得到系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí),整個(gè)系統(tǒng)所受到的合外力為0,則地面給斜面的作用力為0。對(duì)此題進(jìn)行演變,A物體恰能沿斜面勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的情況又會(huì)如何呢?

  新編題 如圖8所示,一物體A恰能在一個(gè)斜面體B上沿斜面勻速下滑。求斜面受地面的摩擦力.

  此題是在例a的基礎(chǔ)之上對(duì)整體法進(jìn)行變換考查,也很容易得到地面給斜面的摩擦力為0。對(duì)此題進(jìn)行演變,在此基礎(chǔ)上加一個(gè)向下的力時(shí),情況是否還一樣呢?

  新編題 如圖8所示,一物體A恰能在一個(gè)斜面體B上沿斜面勻速下滑。若沿斜面方向用力F向下推此物體A,使物體A加速下滑,則斜面受地面的摩擦力。

  如果能真正掌握整體法的解題要點(diǎn),那么完全可以很容易得到此時(shí)地面給物體的摩擦力還是為0.前面的幾種類型是同類的,都是系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)下的情況。如果將力F改為向上拉物體時(shí)情況會(huì)出現(xiàn)怎樣的變化呢?

  新編題 如圖8所示,一物體A恰能在一個(gè)斜面體B上沿斜面勻速下滑。若沿斜面方向用力F向上拉此物體A,使物體A向上勻速運(yùn)動(dòng),斜面保持靜止,則斜面受到地面的摩擦力。

此題看似與前面的類似,但仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)此時(shí)A與B之間的摩擦力的方向已經(jīng)發(fā)生了變化,地面的摩擦力就肯定會(huì)發(fā)生變化.通過(guò)受力分析后發(fā)現(xiàn)此時(shí)的斜面受到地面的摩擦力為F摩=Fcos,前面幾題的運(yùn)動(dòng)均為勻速運(yùn)動(dòng),那如果A向下滑動(dòng)是加速的情況又會(huì)是怎樣的呢?

  總之,習(xí)題的編制方法還有很種,大家在工作之中要善于總結(jié),總結(jié)出更多的習(xí)題編制方法,同時(shí)也編制出更多更新的習(xí)題為你的課堂增光彩。

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