推进育人方式改革背景下高中物理习题育人功能的初探

陈大年 林 钦

（1.罗源第一中学，福建 福州 350600；2.福建师范大学，福建 福州 350007）

以促进学生全面而有个性发展为理念的新一轮课程改革和“一核四层四翼”高考评价体系的变革，均要求教师在工作中转变思想，把教育的着力点放在培养学生形成正确的价值观念、科学的思维方式，提升学生处理问题、解决问题的能力，为适应社会生活、接受高等教育和未来职业发展打好基础，努力培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。［1］作为教学重要组成部分的习题教学活动，更应以习题为载体，充分挖掘和发挥习题在必备知识强化、关键能力培养、学科素养提升、核心价值内化、德智体美劳等全方位的育人功能，在习题教与学中践行新时代育人方式的变革。

一、物理习题育人功能的界定

充分挖掘和发挥习题的育人功能，是新时代推进育人方式另一着力点，也是习题教学的根本出发点和是归宿点。以2020 年全国高考理综Ⅰ卷第24 题（以下简称“例题”）为例，对习题的育人功能作粗浅界定。

案例1 我国自主研制了运—20 重型运输机。飞机获得的升力大小F可用F=kv2描写，k为系数、v是飞机在平直跑道上的滑行速度，F与飞机所受重力相等时的V称为飞机的起飞离地速度，已知飞机质量为1.21×105kg 时，起飞离地速度为66m/s；装载货物后质量为1.69×105kg，装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。

（1）求飞机装载货物后的起飞离地速度；

（2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1521m 起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。

（一）习题的求知育人功能

习题中融入新知识及内容。学生在研学中理解新知识、整合新内容，知道是什么、探究为什么、该怎么办，引导学生求知，在此过程中促进物理观念的形成和知识的系统化。例题中介绍了飞机的升力、及其定量描述、起飞离地条件、离地速度等课外科普知识，学生在作答过程中获取新知识，丰富了知识结构，具有习题求知的育人功能。

（二）习题的应用育人功能

习题中融入理解、推理、分析综合、应用数学处理物理问题等核心能力要求。学生在研学中通过文本阅读、图像识别等理解研究的问题，应用已有知识、技能经过推理、分析综合、数学工具等解决实际问题，在此过程中培养和提升学生的关键能力。例题作答过程中需要学生对习题文本的阅读，获取关键信息，在理解、推理和分析综合的基础上，应用物体的平衡、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律等物理知识和较为熟练数学运算解决物理问题，具有习题应用的育人功能。

（三）习题的创新育人功能

习题以真实情境为载体融入模型建构、科学推理、科学论证等科学思维与方法。学生在研学中将情境在头脑中再现、提炼、转化后构建模型、经过科学推理或论证实现问题的解决，在此过程中激发学生创新意识、培养学生的创新思维和能力，为创新人才的培养奠基。例题作答过程中需要学生将题目呈现飞机起飞情境问题，在头脑中再现、提炼、转化成竖直方向上平衡和水平上方向上匀加速运动的物理模型，并进行科学推理，即当飞机的升力和所受重力相等时达到离地起飞条件，这一系列的思维活动体现了习题创新的育人功能。

（四）习题的拓展育人功能

结合习题的情景、知识内容合理地融入科学本质、态度、社会责任、劳动观念和意识、体育锻炼、审美情趣、社会主义核心价值等教育题材，学生在研学中逐步形成正确的价值观和科学态度。例题以我国自主研制运—20 重型运输机为题材，学生在作答过程中潜移默化的接受了国防教育，增强国防科技发展的民族自豪感，激发了爱科学、学科学、用科学的主动性和积极性，具有习题拓展的育人功能。

二、习题育人功能实践探索

（一）选取合适情境习题训练，发挥习题育人功能

物理学是自然学科领域的一门基础学科，物理知识来源生活［2］，因此在物理习题设计或选编中以真实生活情境为载体，以情境中遵循的物理规律作为主线条，有机地融入求知、应用、创新、拓展的育人功能。以案例2 简析在习题的设计或选编过程中如何充分挖掘习题的育人功能。

案例2（2020 年福建省高三毕业班质量检查理综卷第18 题）如图1，工地上常用夹钳搬运砖块。已知砖块均为规格相同的长方体，每块质量为2.8kg，夹钳与砖块之间的动摩擦因数为0.50，砖块之间的动摩擦因数为0.35，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，g取10m/s2。搬运7 块砖时，夹钳对砖块竖直一侧壁施加的压力大小至少应为:

图1

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

习题以生产生活中搬砖块的实际情境为载体，主要考查平衡、摩擦力临界判断等核心知识，学生在研学中能体会到用夹钳搬运砖块，可以减小工作强度、提高工作效率，从而感悟到劳动人民的智慧，具有习题求知的育人功能；在问题的解决过程中要根据习题描述的情景，恰当选择若干砖块为研究对象后构建物理模型，具有习题创新的育人功能；利用平衡、两物体间发生滑动的临界条件进行科学推理、分析、计算，得出结论，具有习题应用的育人功能；同时在问题的解决中，感悟物理知识在生活生产中的应用，还可以培养学生劳动意识，渗透尊重劳动人民、珍惜劳动成果等劳动教育，具有习题拓展的育人功能。因此在习题的设计或选编过程中根据要考查的核心知识、关键能力、必备的学科品质，选取合适的情境为载体，融入习题的各种育人功能。

（二）基于真实情景习题教学，发挥习题育人功能

在习题教学过程中挖掘和发挥习题的育人功能，是新时代推进普通高中育人方式改革中研究习题育人功能落脚点，是将习题的育人功能进一步的显现，并通过师生的教与学活动转化为实际育人效果，凸显出习题在全面育人方面的独特价值。以案例3 简析在习题教学过程中如何充分挖掘和发挥习题的育人功能。

案例3（2018 年全国高考理综II 卷第15 题改编）高空坠物极易对行人造成伤害。若一个鸡蛋从一居民楼的25 层落下，与地面的撞击时间约为2ms，则该鸡蛋受到地面的平均冲击力约为：

A.10N B.102N C.103N D.104N

在教学中先引导学生将鸡蛋理想化成质点模型，根据题目设置情境构建质点先自由下落，再与地面相互作用的两个物理过程模型，在理解、推理、分析的基础上弄清两个过程所遵循的物理规律，在这个环节中着重以问题的解决为载体，利用习题创新的育人功能转化为学生解决实际问题的创新能力；然后引导学生自主选用合适物理方法求解平均冲击力，在规律的选用上有的选用牛顿定律、有的选用动量定理，在过程的选择上有的分过程求解、有的全过程求解，在这个环节中尽量的发挥习题应用的育人功能；在代数据计算过程中因部分学生缺乏生活常识，对鸡蛋的质量和楼层的高度不清楚，先让学生用手掂量一个鸡蛋重量，再让学生分别用双手同时掂量50 克钩码和鸡蛋的重量，在亲身体验中获知一个鸡蛋约重，接着让学生以黑板宽度为参照估算楼层的高度，在这个环节中利用习题设置的情境，巧妙发挥了习题求知的育人功能；在学生计算出鸡蛋受到地面的平均冲击力后，让学生估算鸡蛋与地面作用过程中产生的加速度，再利用多媒体播放“死亡加速度”秒懂百科的视频，让学生在强有力的视觉冲击下，深刻的意识到高空抛物危害的严重性，潜移默化中增强学生的社会责任感和珍爱生命意识，在这个环节中让习题拓展的育人价值受惠于学生。

（三）基于真实情境由学生设计习题，发挥习题育人功能

目前习题的设计主要是由教师根据知识内容、能力和素养要求、学生学情等因素开展，学生只是在被动接受习题中巩固知识、训练能力。若能基于真实情境由学生自己设计习题，则可以充分发挥学生的主观能动性，实现习题设计过程中发挥习题求知、应用、创新、拓展的育人功能。以案例4 简析如何让学生由被动接受变主动参与习题的设计活动，并在活动中充分的挖掘和发挥习题的育人功能。

案例4，笔者在一次校园巡查中发现几个学生在没有任何安全防范的情况下，在一条正在施工的长下坡路段玩四轮滑板，如图2，甚是危险，现场说教对学生的教育收效甚微，于是决定让同学们以此情境设计物理习题，并通过习题的研学活动让学生明白这样的行为非常危险，活动布置下去同学积极性非常高，后来选出20 份有代表性的作品（如图3）进行交流与展示。

图2

图3

同学们以真实情境为载体，分别以重心与稳度、物体受力及平衡、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、功能关系、能量守恒、冲量、动量守恒等核心知识为切入点，开展习题设计活动，在设计过程中同学们首先需要将真实情境模型化，其次根据要考查的问题进行问题的预设、然后应用自己所学的物理知识进行推演和论证所设计的问题是否科学合理，在设计的各个环节中充分发挥习题的应用、创新育人功能；在习题设计过程中学生需要估测玩滑板学生的体重、滑板质量、坡长、坡度等与实际生活相关的量值，在此过程中学生们不仅获得生活常识，而且学会如何估测一些与生活有关量值的方法，在此过程中凸显习题求知的育人功能；同学们在设计过程中通过计算发现，当人随车滑行速度达到10m/s 时，如遇到障碍物发生碰撞，在没有安全防范措施的情况下极有可能发生致命的危险，而在该路段滑行仅需要2 至3 秒的时间就可以达到这个速度，几个玩滑板的同学也为自己的行为感到后怕，因此在全面育人、全员育人的环境中，教师因时因事选取合适的真实情境让学生主动参与习题设计活动，可以悄无声息地实现科学本质、态度、社会责任、安全意识、劳动观念和意识、体育锻炼、审美情趣、社会主义核心价值等教育，充分发挥习题的拓展育人功能。

（四）整合不同版本教材资源，发挥习题育人功能

不同版本教材有着丰富的教育资源，习题作为教材的一个重要组成部分，有着极其丰富的内涵和功能，［3］不同版本教材例题、习题和课后练习等凝聚了编者发挥习题育人功能的思考。在教学过程中，根据教学内容的需要，整合不同版本教材习题资源，充分发挥习题的育人功能。例如，利用鲁科版新修订高中物理教材的例题，发挥问题解决的示范及迁移功能；人教版教材有着丰富的优质习题资源，精选人教版修订版高中物理教材课后习题，启发学生归纳方法、培养能力和发展思维的育人功能等。

在当下大力推进普通高中育人方式改革中，通过选取合适情境习题训练、基于真实情景习题教学、基于真实情境由学生设计习题、整合不同版本教材资源，促进学生核心素养的培养和发展，力求发挥习题的评价和延伸功能，充分发挥习题的育人功能。