基于原始物理问题研究视角反刍高考题

陆永华

一、原始物理问题与物理习题（高考题）之间的关系与区别

高考物理能力测试与命题导向历来都为大家所关注，历次物理高考命题均以习题形式考查，聚焦于如何更好地鉴别不同层次学生的各种物理能力以达到选拔目的，但是物理习题（高考题）考查学生能力有其局限性，原始物理问题的引入是高考命题改革的趋势之一. 早在1983年，北京大学赵凯华即建议将原始物理问题引入教学，笔者根据赵教授的论述把物理问题分为两类：①原始物理问题：指自然界及生活、生产、科研中客观存在的能够反映物理概念、规律本质且未被加工的保持“原汁原味”的典型物理现象和事实；②抽象物理问题：指从实际问题中经过分解、简化、抽象，为巩固物理概念、规律而人为加工编制出来的物理问题，即物理习题，高考题是典型的物理习题.从原始物理问题到物理习题（高考题）主要需经过如图1中虚线框Ⅰ所示的过程，虚线框Ⅱ内是物理习题（高考题）的解决过程.由图中相互衔接的过程可知，物理习题（高考题）是命题人员在原始物理问题的基础上“越俎代庖”式加工（例如把需考查的物理量镶嵌在物理现象中，提供详细甚至是“凑好”的数据，以及构建好理想化模型等）而成的“半成品”.

原始物理问题与物理习题有诸多不同特点，如图2所示，由于原始物理问题来自与人生活紧密联系的现实世界，故其具有复杂性、已知条件隐蔽性、生态化、过程与结果发散性、思辨性、解决方法最佳性等主要特点；而由原始物理问题经过人为简化抽象而成的物理习题虽然在形式上联系了物理现象，但由于其具有简单性、已知条件显性化、缺乏生态性、答案唯一性等主要特点，实际上并没有给学生提供真实的原始物理问题情境，使学生解答习题时的认知心理及行为表现与解决原始物理问题时的相应状态相去甚远.

二、在原始物理问题与物理习题（高考题）的转化中培养学生的问题解决能力

1.原始物理问题与物理习题（高考题）转化的桥梁——物理建模

原始物理问题是培养学生物理建模能力的宝贵资源，建立物理模型是原始物理问题与物理习题（高考题）之间的桥梁，也是解决问题的关键环节.如图1中的虚线框Ⅰ、Ⅱ所示，原始物理问题要通过建立物理模型来提炼加工为物理习题，再通过物理知识和相关数学工具使问题得到解决. 在平时物理习题教学中，引入的试题，基本都是理想化的物理情境，学生的物理建模思维训练过程被习题编制者“越俎代庖”，导致学生只会死记硬背式地“套模”，而不会自己“建模”，学生缺乏“解决实际问题的能力”，本质上是缺乏“把原始物理问题转化成合适的物理模型的能力”.

以2009年重庆理综第24题为例：“探究某种笔的弹跳问题时，把笔分成轻质弹簧、内芯和外壳三部分，其中内芯和外壳质量分别为m和4m.笔的弹跳过程分为三个阶段：①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面如图3（1）；②由静止释放，外壳竖直上升至下端距桌面h1时，与静止的内芯碰撞如图3（2）；③碰后，内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度h2处，如图3（3）.设内芯与外壳间的撞击力远大于笔所受重力，不计摩擦与空气阻力，重力加速度g.求：（1）外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小；（2）从外壳离开桌面到碰撞前瞬间，弹簧做的功；（3）从外壳下端离开桌面到上升至h2处笔损失的机械能.”

该题涉及的原始物理问题是学生课间无意识玩的一个小游戏，不少学生耳熟能详，却被命题者捕捉到，成为绝佳的命题素材，是高考中的一道好题.但根据当年高考分析，该题平均得分仅为6.89分（总分18分），原因何在？该题所述的原始物理问题的具体情境以笔的上跳过程为原型，虽然已在一定程度上对该原始物理问题进行抽象和简化处理（如内芯与外壳间的撞击力远大于笔所受重力，不计摩擦与空气阻力等），但学生对于此类“耳熟能详”却又新型、陌生的原始物理问题的解答有相当的困难，困难何在？主要在于以下三个方面原始问题转化困难. ①实物系统（笔）部分构件形状转化困难：笔的外壳、内芯分别为管状和不规则的柱状，与抽象物理问题（习题）的小球、小车、物块等不同；②实物系统（笔）部分构件相对位置关系转化困难：笔的外壳、内芯及弹簧之间是内外分层嵌套的装置，使得受力分析和各阶段的分界点难以辨析，导致学生对模型的分割、重组和匹配困难；③第二阶段中外壳与内芯碰撞时“粘合”方式转化困难：通过弹簧下推内芯和同时上推外壳，把向上运动的外壳与静止的内芯碰撞并“粘合”在一起，与学生平时遇到物理习题中类似两个小球、物块碰撞后“粘合”在一起的完全非弹性碰撞应用模型略有不同.上述三点原始物理问题转化困难造成了很多学生的解题障碍.

如何对上述原始物理问题进行有效转化建立物理模型？物理建模的基本方法是等效简化和抽象化，突出研究对象的主要因素，忽略次要因素并排除无关因素，使问题中的具体现象与相关物理模型的相似性突显出来，为物理建模匹配创造有利条件.该题物理建模过程如下：①简化构件形状，把具体构件模型化：舍弃对各阶段过程没有实质性影响的外壳A和内芯B的形状、长度，把图4（1）里的长管状外壳A和柱状内芯B逐步简化、抽象为图4（2）（过渡形式）和4（3），图4（3）是物理习题中物体A和B常见的块状形式（即构件模型）.②简化构件间的位置关系，使具体构件间的位置关系模型化：舍弃对各阶段过程没有实质性影响的外壳A和内芯B的内外位置关系，简化为图4（4）所示的外壳A和内芯B的上下关系（去掉非本质的内外关系，只保留上下关系）.③等效地移动某些力的作用点（外壳A所受的外力作用点移动），忽略、简化次要的影响因素，如微小的力、质量、长度、体积等.题中在外壳与内芯碰撞“粘合”的第二阶段中，忽略了重力这个相对次要的外力，使外壳与内芯碰撞“粘合”的过程与动量守恒过程的条件相匹配.物理建模完成以后，问题难度便大为减小了.

2.原始物理问题与物理习题（高考题）的转化举隅

原始物理问题与物理习题（高考题）的转化，将原始物理问题中涉及的典型物理现象用物理语言描述，运用已知的物理知识进一步分析判断，经过简化和抽象等科学方法构建物理模型，并给出解答过程中需用到的物理量作为已知量，将解答结果进行潜在的限定而得到物理习题，并且预判该习题能在学生掌握的物理知识范围之内，并运用数学工具和物理公式等加以解决.endprint

以近期社会热点问题“汽车在十字路口如何通过黄灯”的原始物理问题为例：“驾驶员驾驶车辆将过十字路口，若看到黄灯信号，驾驶员经常要纠结一个问题：是刹车还是加速通过？①若选择刹车，求汽车到达停止线的安全距离；②若选择通过，求汽车安全通过路口所需时间.”学生拿到此类原始物理问题往往束手无策，与平时所做的物理习题差异较大.通过图1所示过程，把原始物理问题转化为学生熟知的物理习题关键在于“表征物理问题”，对于学生而言，采用直白的物理语言描述，即画出情境示意图（如图5所示）、设置已知物理量和未知物理量，包括常量和变量：如十字路口宽度，汽车长度，汽车质量，路面类型（汽车轮胎与地面间的动摩擦因素，常见如表1所示，特别注意晴天和下雨天路面的动摩擦因数），司机反应时间，马路口法定限制速度（我国目前交通法无明确法定限速，部分路口有限速指示）等.

表1

根据题意可知，黄灯问题属于运动学和动力学方面的问题，问题①中的安全距离即为刹车距离，应包含驾驶员反应时间内的匀速运动距离和刹车的匀减速运动距离.由于不同驾驶员临时判别的失误，总会造成闯红灯或者更为严重的交通意外，对社会实践指导意义而言，例如可设置以临界线作为参考与警示作用，如图6所示，当黄灯亮起时如果汽车未进入黄色区域时，则必须刹车停在停止线内，若汽车已驶入黄色区域内，则可继续行驶安全进入对面车道的停止线内.问题②中从驾驶员看到黄灯信号选择通过，汽车安全通过时间即为黄灯时间间隔，对于不同地区的十字路口长度、限速及路况等实际情况确定不同的黄灯时间间隔.黄灯问题给学生提供了真实的原始物理问题情境，可培养学生分析、判断、抽象及物理建模能力，提高运用物理规律及科学方法解决实际问题的能力.

在此原始物理问题基础上，经过图1所示的编制过程，经过编制可得类似物理习题如2013年四川理综第9题：“近来，我国多个城市开始重点治理‘中国式过马路行为.每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起，死亡上千人.只有科学设置交通管制，人人遵守交通规则，才有保证行人的生命安全.如图7所示，停车线AB与前方斑马线边界CD间的距离为23m.质量8t、车长7m的卡车以54km/h的速度向北匀速行驶，当车前端刚驶过停车线AB，该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯.（1）若此时前方C处人行横道路边等待的行人就抢先过马路，卡车司机发现行人，立即制动，卡车受到的阻力为3×104N.求卡车的制动距离？（2）若人人遵守交通规则，该车将不受影响地驶过前方斑马线边界CD.为确保行人安全，D处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯？”该题契合“从生活走向物理，从物理走向社会”的课改理念，题中貌似考查行人过马路问题，实质上考查的是以“黄灯问题”的原始物理问题情境为素材，经过习题编制人员的简化、抽象及动力学建模，并表征其情境示意图、路口宽度、汽车长度、汽车质量、阻力（汽车轮胎与地面间的动摩擦因数）及汽车速度等.该题第（1）问中驾驶员发现行人就立即制动，略去了驾驶员反应时间内的匀速距离，根据《交通工程学》驾驶员反应特性分析：驾驶员在开始制动前最少需要的反应时间为0.4s，产生制动效果需要0.3s时间，合计刹车发生效果至少需要0.7s，根据该车速度54km/h，该段时间匀速距离为10.5m，明显不能忽略，与实际情况偏差较大.另外，根据题意计算出制动距离30m大于马路口宽度23m，已然出现交通事故，向考生渗透“过路口汽车要减速慢行，行人需遵守交通规则注意安全”等信息.第（2）问中汽车恰好安全通过路口的时间为黄灯时间间隔，计算结果2s也符合路口黄灯实际时长，同时需考虑车身长度才符合实际情况.在2009年江苏卷第7题（题略）中，如图8所示，该车立即做匀加速运动，由匀加速位移公式x=v0t+ at2=20m>18m，故在绿灯熄灭前可能通过停车线，但该答案前提是将汽车看成质点，而一般家用汽车长度都在4—5米左右（如图8所示停车线上汽车的位置），明显不能看成质点处理，考虑车身长度，则与A选项违背，有待商榷. 上述两道高考题都是从原始物理问题转化而来，虽与原始物理问题实际情境有一定的偏差，但瑕不掩瑜，对于考查学生对物理概念及规律的掌握不失为好题.

当我们充分肯定物理习题的教育价值时，也要客观地认识其缺陷，原始物理问题的训练能有效克服物理习题的弊端，有利于培养学生的科学素养，但它不能完全替代物理习题在巩固物理概念、规律及知识掌握的熟练程度和测评等方面所具有的价值，因此，通过原始物理问题与物理习题转化达到两者间的适切于平衡：“以习题演练为基础，以原始物理问题解决为升华.”

三、原始物理问题研究对物理习题编制和物理习题教学的启示

1.原始物理问题研究对物理习题编制的启示

原始物理问题为习题编制提供了丰富的素材，同时也是习题编制的绝佳素材.根据自组织表征理论，原始物理问题的解决主要包括定向表征、抽象表征、图像表征、赋值表征、物理表征、方法表征、数学表征等7个表征层次，这既是原始物理问题解决的方法，也为根据原始物理问题转化编制物理习题提供了途径.可采用的常用编制方式有：①改变原始物理问题中研究对象的结构形式，例如对研究对象进行变形简化、增加或减少器材等；②改变原始物理问题中研究对象的物理环境，例如改变研究对象周围的关联物体情况、能否忽略空气阻力等，抓住主要因素，忽略次要因素；③根据原始物理问题提供的真实情境，经过抽象简化，给学生提供模型化的情境示意图，帮助学生建立解题物理表象等；④改变原始物理问题中的物理量，例如增加或减少物理量，或根据潜在结果改变数据等；⑤改变原始物理问题中的物理条件，例如强化或明确原始条件，删减多余条件，补充原始条件不足等，同时题设条件要注意自洽性和完备性；⑥改变原始物理问题中的设问方式，例如根据考查要求中需掌握的物理概念和规律指定需求解的物理量等.

2.原始物理问题研究对物理习题教学的启示

在原始物理问题解决过程中，所呈现的对学生掌握物理知识情况及对知识更深层次的理解、解决问题所需的各种科学方法和能力、原始物理问题本身所渗透的情感态度价值观，与新课改中的三维培养目标是一致的.但就目前的教育现状而言，我们无法摒弃物理习题而无视高考的存在，在高考中适当引入原始物理问题，将原始物理问题与物理习题恰当结合起来，扬各自之长，避彼此之短.在习题教学中，教师可给出原始物理问题，实施原始物理问题与物理习题的转化教学，有意识地让学生从不同的视角分析、归纳、抽象出具体的物理模型，设置相关物理量，编制成不同的习题，培养学生的物理建模能力、甄别信息的能力、分析和解决问题的能力，从原始物理问题与物理习题转化教学过程中，让学生知晓物理习题编制的方式，使学生在解决习题时能切中要害，心中能清楚习题编制的过程是如何分析、如何建模和求解的，从而提升物理解题能力.

原始物理问题不仅是物理现象的一种呈现形式，更体现了一种新的物理教育思想.原始物理问题回归“物理现象”的“真实世界”，有助于我们以新视角来重新思考和理解物理教育，纠正教育实践中的“题海战术”现象提供了有益启示.endprint

以近期社会热点问题“汽车在十字路口如何通过黄灯”的原始物理问题为例：“驾驶员驾驶车辆将过十字路口，若看到黄灯信号，驾驶员经常要纠结一个问题：是刹车还是加速通过？①若选择刹车，求汽车到达停止线的安全距离；②若选择通过，求汽车安全通过路口所需时间.”学生拿到此类原始物理问题往往束手无策，与平时所做的物理习题差异较大.通过图1所示过程，把原始物理问题转化为学生熟知的物理习题关键在于“表征物理问题”，对于学生而言，采用直白的物理语言描述，即画出情境示意图（如图5所示）、设置已知物理量和未知物理量，包括常量和变量：如十字路口宽度，汽车长度，汽车质量，路面类型（汽车轮胎与地面间的动摩擦因素，常见如表1所示，特别注意晴天和下雨天路面的动摩擦因数），司机反应时间，马路口法定限制速度（我国目前交通法无明确法定限速，部分路口有限速指示）等.

表1

根据题意可知，黄灯问题属于运动学和动力学方面的问题，问题①中的安全距离即为刹车距离，应包含驾驶员反应时间内的匀速运动距离和刹车的匀减速运动距离.由于不同驾驶员临时判别的失误，总会造成闯红灯或者更为严重的交通意外，对社会实践指导意义而言，例如可设置以临界线作为参考与警示作用，如图6所示，当黄灯亮起时如果汽车未进入黄色区域时，则必须刹车停在停止线内，若汽车已驶入黄色区域内，则可继续行驶安全进入对面车道的停止线内.问题②中从驾驶员看到黄灯信号选择通过，汽车安全通过时间即为黄灯时间间隔，对于不同地区的十字路口长度、限速及路况等实际情况确定不同的黄灯时间间隔.黄灯问题给学生提供了真实的原始物理问题情境，可培养学生分析、判断、抽象及物理建模能力，提高运用物理规律及科学方法解决实际问题的能力.

在此原始物理问题基础上，经过图1所示的编制过程，经过编制可得类似物理习题如2013年四川理综第9题：“近来，我国多个城市开始重点治理‘中国式过马路行为.每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起，死亡上千人.只有科学设置交通管制，人人遵守交通规则，才有保证行人的生命安全.如图7所示，停车线AB与前方斑马线边界CD间的距离为23m.质量8t、车长7m的卡车以54km/h的速度向北匀速行驶，当车前端刚驶过停车线AB，该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯.（1）若此时前方C处人行横道路边等待的行人就抢先过马路，卡车司机发现行人，立即制动，卡车受到的阻力为3×104N.求卡车的制动距离？（2）若人人遵守交通规则，该车将不受影响地驶过前方斑马线边界CD.为确保行人安全，D处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯？”该题契合“从生活走向物理，从物理走向社会”的课改理念，题中貌似考查行人过马路问题，实质上考查的是以“黄灯问题”的原始物理问题情境为素材，经过习题编制人员的简化、抽象及动力学建模，并表征其情境示意图、路口宽度、汽车长度、汽车质量、阻力（汽车轮胎与地面间的动摩擦因数）及汽车速度等.该题第（1）问中驾驶员发现行人就立即制动，略去了驾驶员反应时间内的匀速距离，根据《交通工程学》驾驶员反应特性分析：驾驶员在开始制动前最少需要的反应时间为0.4s，产生制动效果需要0.3s时间，合计刹车发生效果至少需要0.7s，根据该车速度54km/h，该段时间匀速距离为10.5m，明显不能忽略，与实际情况偏差较大.另外，根据题意计算出制动距离30m大于马路口宽度23m，已然出现交通事故，向考生渗透“过路口汽车要减速慢行，行人需遵守交通规则注意安全”等信息.第（2）问中汽车恰好安全通过路口的时间为黄灯时间间隔，计算结果2s也符合路口黄灯实际时长，同时需考虑车身长度才符合实际情况.在2009年江苏卷第7题（题略）中，如图8所示，该车立即做匀加速运动，由匀加速位移公式x=v0t+ at2=20m>18m，故在绿灯熄灭前可能通过停车线，但该答案前提是将汽车看成质点，而一般家用汽车长度都在4—5米左右（如图8所示停车线上汽车的位置），明显不能看成质点处理，考虑车身长度，则与A选项违背，有待商榷. 上述两道高考题都是从原始物理问题转化而来，虽与原始物理问题实际情境有一定的偏差，但瑕不掩瑜，对于考查学生对物理概念及规律的掌握不失为好题.

当我们充分肯定物理习题的教育价值时，也要客观地认识其缺陷，原始物理问题的训练能有效克服物理习题的弊端，有利于培养学生的科学素养，但它不能完全替代物理习题在巩固物理概念、规律及知识掌握的熟练程度和测评等方面所具有的价值，因此，通过原始物理问题与物理习题转化达到两者间的适切于平衡：“以习题演练为基础，以原始物理问题解决为升华.”

三、原始物理问题研究对物理习题编制和物理习题教学的启示

1.原始物理问题研究对物理习题编制的启示

原始物理问题为习题编制提供了丰富的素材，同时也是习题编制的绝佳素材.根据自组织表征理论，原始物理问题的解决主要包括定向表征、抽象表征、图像表征、赋值表征、物理表征、方法表征、数学表征等7个表征层次，这既是原始物理问题解决的方法，也为根据原始物理问题转化编制物理习题提供了途径.可采用的常用编制方式有：①改变原始物理问题中研究对象的结构形式，例如对研究对象进行变形简化、增加或减少器材等；②改变原始物理问题中研究对象的物理环境，例如改变研究对象周围的关联物体情况、能否忽略空气阻力等，抓住主要因素，忽略次要因素；③根据原始物理问题提供的真实情境，经过抽象简化，给学生提供模型化的情境示意图，帮助学生建立解题物理表象等；④改变原始物理问题中的物理量，例如增加或减少物理量，或根据潜在结果改变数据等；⑤改变原始物理问题中的物理条件，例如强化或明确原始条件，删减多余条件，补充原始条件不足等，同时题设条件要注意自洽性和完备性；⑥改变原始物理问题中的设问方式，例如根据考查要求中需掌握的物理概念和规律指定需求解的物理量等.

2.原始物理问题研究对物理习题教学的启示

在原始物理问题解决过程中，所呈现的对学生掌握物理知识情况及对知识更深层次的理解、解决问题所需的各种科学方法和能力、原始物理问题本身所渗透的情感态度价值观，与新课改中的三维培养目标是一致的.但就目前的教育现状而言，我们无法摒弃物理习题而无视高考的存在，在高考中适当引入原始物理问题，将原始物理问题与物理习题恰当结合起来，扬各自之长，避彼此之短.在习题教学中，教师可给出原始物理问题，实施原始物理问题与物理习题的转化教学，有意识地让学生从不同的视角分析、归纳、抽象出具体的物理模型，设置相关物理量，编制成不同的习题，培养学生的物理建模能力、甄别信息的能力、分析和解决问题的能力，从原始物理问题与物理习题转化教学过程中，让学生知晓物理习题编制的方式，使学生在解决习题时能切中要害，心中能清楚习题编制的过程是如何分析、如何建模和求解的，从而提升物理解题能力.

原始物理问题不仅是物理现象的一种呈现形式，更体现了一种新的物理教育思想.原始物理问题回归“物理现象”的“真实世界”，有助于我们以新视角来重新思考和理解物理教育，纠正教育实践中的“题海战术”现象提供了有益启示.endprint

以近期社会热点问题“汽车在十字路口如何通过黄灯”的原始物理问题为例：“驾驶员驾驶车辆将过十字路口，若看到黄灯信号，驾驶员经常要纠结一个问题：是刹车还是加速通过？①若选择刹车，求汽车到达停止线的安全距离；②若选择通过，求汽车安全通过路口所需时间.”学生拿到此类原始物理问题往往束手无策，与平时所做的物理习题差异较大.通过图1所示过程，把原始物理问题转化为学生熟知的物理习题关键在于“表征物理问题”，对于学生而言，采用直白的物理语言描述，即画出情境示意图（如图5所示）、设置已知物理量和未知物理量，包括常量和变量：如十字路口宽度，汽车长度，汽车质量，路面类型（汽车轮胎与地面间的动摩擦因素，常见如表1所示，特别注意晴天和下雨天路面的动摩擦因数），司机反应时间，马路口法定限制速度（我国目前交通法无明确法定限速，部分路口有限速指示）等.

表1

根据题意可知，黄灯问题属于运动学和动力学方面的问题，问题①中的安全距离即为刹车距离，应包含驾驶员反应时间内的匀速运动距离和刹车的匀减速运动距离.由于不同驾驶员临时判别的失误，总会造成闯红灯或者更为严重的交通意外，对社会实践指导意义而言，例如可设置以临界线作为参考与警示作用，如图6所示，当黄灯亮起时如果汽车未进入黄色区域时，则必须刹车停在停止线内，若汽车已驶入黄色区域内，则可继续行驶安全进入对面车道的停止线内.问题②中从驾驶员看到黄灯信号选择通过，汽车安全通过时间即为黄灯时间间隔，对于不同地区的十字路口长度、限速及路况等实际情况确定不同的黄灯时间间隔.黄灯问题给学生提供了真实的原始物理问题情境，可培养学生分析、判断、抽象及物理建模能力，提高运用物理规律及科学方法解决实际问题的能力.

在此原始物理问题基础上，经过图1所示的编制过程，经过编制可得类似物理习题如2013年四川理综第9题：“近来，我国多个城市开始重点治理‘中国式过马路行为.每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起，死亡上千人.只有科学设置交通管制，人人遵守交通规则，才有保证行人的生命安全.如图7所示，停车线AB与前方斑马线边界CD间的距离为23m.质量8t、车长7m的卡车以54km/h的速度向北匀速行驶，当车前端刚驶过停车线AB，该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯.（1）若此时前方C处人行横道路边等待的行人就抢先过马路，卡车司机发现行人，立即制动，卡车受到的阻力为3×104N.求卡车的制动距离？（2）若人人遵守交通规则，该车将不受影响地驶过前方斑马线边界CD.为确保行人安全，D处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯？”该题契合“从生活走向物理，从物理走向社会”的课改理念，题中貌似考查行人过马路问题，实质上考查的是以“黄灯问题”的原始物理问题情境为素材，经过习题编制人员的简化、抽象及动力学建模，并表征其情境示意图、路口宽度、汽车长度、汽车质量、阻力（汽车轮胎与地面间的动摩擦因数）及汽车速度等.该题第（1）问中驾驶员发现行人就立即制动，略去了驾驶员反应时间内的匀速距离，根据《交通工程学》驾驶员反应特性分析：驾驶员在开始制动前最少需要的反应时间为0.4s，产生制动效果需要0.3s时间，合计刹车发生效果至少需要0.7s，根据该车速度54km/h，该段时间匀速距离为10.5m，明显不能忽略，与实际情况偏差较大.另外，根据题意计算出制动距离30m大于马路口宽度23m，已然出现交通事故，向考生渗透“过路口汽车要减速慢行，行人需遵守交通规则注意安全”等信息.第（2）问中汽车恰好安全通过路口的时间为黄灯时间间隔，计算结果2s也符合路口黄灯实际时长，同时需考虑车身长度才符合实际情况.在2009年江苏卷第7题（题略）中，如图8所示，该车立即做匀加速运动，由匀加速位移公式x=v0t+ at2=20m>18m，故在绿灯熄灭前可能通过停车线，但该答案前提是将汽车看成质点，而一般家用汽车长度都在4—5米左右（如图8所示停车线上汽车的位置），明显不能看成质点处理，考虑车身长度，则与A选项违背，有待商榷. 上述两道高考题都是从原始物理问题转化而来，虽与原始物理问题实际情境有一定的偏差，但瑕不掩瑜，对于考查学生对物理概念及规律的掌握不失为好题.

当我们充分肯定物理习题的教育价值时，也要客观地认识其缺陷，原始物理问题的训练能有效克服物理习题的弊端，有利于培养学生的科学素养，但它不能完全替代物理习题在巩固物理概念、规律及知识掌握的熟练程度和测评等方面所具有的价值，因此，通过原始物理问题与物理习题转化达到两者间的适切于平衡：“以习题演练为基础，以原始物理问题解决为升华.”

三、原始物理问题研究对物理习题编制和物理习题教学的启示

1.原始物理问题研究对物理习题编制的启示

原始物理问题为习题编制提供了丰富的素材，同时也是习题编制的绝佳素材.根据自组织表征理论，原始物理问题的解决主要包括定向表征、抽象表征、图像表征、赋值表征、物理表征、方法表征、数学表征等7个表征层次，这既是原始物理问题解决的方法，也为根据原始物理问题转化编制物理习题提供了途径.可采用的常用编制方式有：①改变原始物理问题中研究对象的结构形式，例如对研究对象进行变形简化、增加或减少器材等；②改变原始物理问题中研究对象的物理环境，例如改变研究对象周围的关联物体情况、能否忽略空气阻力等，抓住主要因素，忽略次要因素；③根据原始物理问题提供的真实情境，经过抽象简化，给学生提供模型化的情境示意图，帮助学生建立解题物理表象等；④改变原始物理问题中的物理量，例如增加或减少物理量，或根据潜在结果改变数据等；⑤改变原始物理问题中的物理条件，例如强化或明确原始条件，删减多余条件，补充原始条件不足等，同时题设条件要注意自洽性和完备性；⑥改变原始物理问题中的设问方式，例如根据考查要求中需掌握的物理概念和规律指定需求解的物理量等.

2.原始物理问题研究对物理习题教学的启示

在原始物理问题解决过程中，所呈现的对学生掌握物理知识情况及对知识更深层次的理解、解决问题所需的各种科学方法和能力、原始物理问题本身所渗透的情感态度价值观，与新课改中的三维培养目标是一致的.但就目前的教育现状而言，我们无法摒弃物理习题而无视高考的存在，在高考中适当引入原始物理问题，将原始物理问题与物理习题恰当结合起来，扬各自之长，避彼此之短.在习题教学中，教师可给出原始物理问题，实施原始物理问题与物理习题的转化教学，有意识地让学生从不同的视角分析、归纳、抽象出具体的物理模型，设置相关物理量，编制成不同的习题，培养学生的物理建模能力、甄别信息的能力、分析和解决问题的能力，从原始物理问题与物理习题转化教学过程中，让学生知晓物理习题编制的方式，使学生在解决习题时能切中要害，心中能清楚习题编制的过程是如何分析、如何建模和求解的，从而提升物理解题能力.

原始物理问题不仅是物理现象的一种呈现形式，更体现了一种新的物理教育思想.原始物理问题回归“物理现象”的“真实世界”，有助于我们以新视角来重新思考和理解物理教育，纠正教育实践中的“题海战术”现象提供了有益启示.endprint