高中物理不同版本新教材习题设计的比较研究

高中物理不同版本新教材习题设计的比较研究

作者：何利华 侯德东

来源：《新课程研究·基础教育》2010年第01期

【摘 要】习题不但能帮助学生学生巩固、熟练、活化基础知识,加深他们对物理知识的记忆和理解;而且是培养学生能力的重要载体。研究新课标下不同版本物理教科书中的习题设置,可以加深对新教材的理解,对用好新教材是很有必要的。本文对比研究了五个版本高中物理必修部分教科书中习题设置的位置、类型、数量、特点。 【关键词】高中物理必修 习题 比较

习题是教学材料的重要组成部分之一,也是物理教学过程中组织学生学习实践活动的一种重要形式。自从教育部正式提出物理新课程标准以来,目前出现了以下五个版本的高中物理教材:人民教育出版社出版的高中《物理》新课程标准教材(简称“人教版”);山东科技出版社出版的普通高中物理课程标准实验教科书《物理》(简称“山东版”); 教育科技出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理》(简称“教科版”); 上海科技教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理》(简称“沪科版”); 广东教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理》(简称“粤教版”)。本文以这五个版本必修部分的教材习题为研究对象,从习题设置的位置、类型、数量、特点等方面进行比较,为广大物理教师更好地理解和应用物理新教材提供一些参考。

一、五个版本高中物理教材必修部分的习题位置设计比较

在习题位置的设计方面,五个版本高中物理必修部分的差别较大,见表1。

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如表1所示,五个版本高中物理必修部分的教科书中,均有节后习题设置,而且除了人教版,其余各个版本均有章后习题设置。同时,山东版节后习题分必作和选作;教科版的节后习题分为练习与评价,发展空间两个部分;沪科版的章后家庭作业与活动也分必作和选作。这说明在习题的层次性上,山东版、教科版、沪科版、粤教版都优于人教版。

二、五个版本高中物理必修部分的教材习题总数和各题型数量比较

从表2可知,各个版本高中物理教材必修部分在习题题型上相差不大,但各个题型的数量和习题总数上相差较大。数量上相差较大的题型有选择题、问答简述题和计算题。对于习题总数

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来说,人教版的习题数量最少,粤教版的习题数量最多,最多与最少之间相差181题。这表明,各个版本高中物理教材的编者对新课标的理解,在各个题型的数量和习题总数上还有一定的差别。这就要求中学教师在物理教学中要以课程标准为准,并结合学生的具体情况和当地的教学环境,选择习题的类型和数量。而且,在题型的统计中还发现了一些新题型,比如让学生写科幻小说、读书笔记、小论文等,这些对培养学生对自然、对科学的兴趣和热爱是有效的。

三、习题特点比较

1.人教版习题的主要特点。对人教版必修一、二 进行详细分析,可以得出人教版必修一、二教材中的习题具有以下特点:

(1)题量小,题型较多。题目以考察基础知识、规律为主。题量为153题,为最多的广东版的45.8%。在我们统计的题型中,除了设计题,别的题型都有涉及。

(2)以问答简述题和计算题为主(占总题数的83.7%)。习题注重知识的具体应用,学生需要读懂题意,对具体的物理情境进行分析以后,运用公式进行计算,难度适中。

(3)习题中注意对学生动手操作的能力和自主探究、发现知识能力的培养。在这一过程中,学生除了需要自己设计探究方法和过程外,还需要自己得出探究结果。如,必修一中让学生自主探究均匀三角形薄板的重心是否与几何学上的重心位于同一点上。

(4)习题注重体现当前科技与生活中的物理现象。如在匀变速直线运动的研究中,引入神州五号载人飞船的返航;在圆周运动的习题中引入磁盘的读写方法。 (5)相比其它几个版本的教材来说,增加了单位换算的练习。

2.山东版习题的主要特点。对山东版必修一、二进行详细分析,可以得出山东版必修一、二教材中习题具有以下特点:

(1)题量中等,题型丰富,层次多。题目同样以考察基础知识、规律为主。在每章结束后,有一个单元习题对本章所学的知识进行巩固、提升,而且在习题中有选作题出现,以满足不同学生水平的要求。

(2)计算题地位第一(占总题数40%),问答简述题(占总题数23.0%)和选择题(占总题数26.3%)次之。习题需要在理解题意的基础上,灵活运用所学知识解题,具有一定的难度。

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(3)有设计题出现,虽然比例较小(0.7%),但也体现出山东版教材注重对学生科学探究能力和动手能力的培养,而且设计题的难度相比人教版来说,稍微偏大。如,同样是测量重心,山东版则是要求设计测量不规则薄板重心的方法。

(4)习题中同样注重体现当前的科技、生活现象。如,在万有引力一章的习题中,引入火星探测器在飞跃质量密集区时,探测器的轨道半径和运行速率的变化情况;在运动的描述的学习中,引入火车时刻表的问题。

(5)注重通过多样化的习题培养学生对物理学习的兴趣。如在万有引力的学习中,让学生读科幻小说,写读书笔记;写关于空间站中宇航员衣食住行的报告;举办展示关于人类对太空探索现状的报告会或展览等。

3.教科版习题的主要特点。通过对教科版必修一、二进行详细分析,可以得出教科版必修一、二教材中习题具有以下特点:

(1)题量中等、题型丰富、层次清晰。习题主要以练习与评价、发展空间、章后习题为主。练习与评价主要考察基本概念、规律、公式;发展空间注重理解能力的提升;章后习题进一步提升学生的物理学习水平和能力。

(2)以问答简述题和计算题(占总题数70.2%)为主。问答简述题注重培养学生在实际生活中灵活应用物理知识的能力,如在力的习题中,让学生解释弹簧测力计的原理;自动伞能自动打开的原因[3]等。计算题注重对基本概念、规律、公式的理解和应用的训练。

(3)习题中体现了编者注重利用物理学史;科学家的事迹;现实生活中的物理想象等培养学生学习物理的兴趣。

(4)因教材中多了《物理课程标准》中没有要求的“物体的平衡”一章,所以必修Ⅰ的题目难度稍有加大。

4.沪科版习题的主要特点。通过对沪科版必修一、二的分析,可以得出沪科版必修一、二习题的主要特点如下:

(1)题量较大、题型丰富、层次较多。习题以课后家庭作业与活动和章后家庭作业与活动为主。课后家庭作业与活动注重基本概念、规律、公式的理解和简单应用,章后家庭作业与活动注重整章知识的综合与提升,而且章后家庭作业与活动也分为必作与选作两部分,以适应不同学生的需求。

(2)以选择题(占总题数20.3%)、问答简述题(占总题数37.4%)、计算题(占总题数27.5%)为主,题目同样需要学生在理解物理知识,分清物理情境的情况下,正确回答,有一定难度。

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(3)注重培养学生的探究能力和动手能力,难度比人教版教材习题中的探究题稍大。如让学生在不用卷尺的情况下自主设计实验和测量教学大楼4楼阳台离地面的高度。

(4)在习题中注意让学生体会物理情境,加深对物理概念的理解。如让学生体会力的相互作用。

5.粤教版习题的主要特点。通过粤教版必修一、二的分析,可以得出广东版必修一、二的习题主要具有以下特点:

(1)题量大、题型丰富、有层次。广东版习题数量在五套教材中是最多的(334题),各种题型均有涉及。习题以课后习题和章后习题为主。课后习题以基本概念、规律、公式的理解和简单应用为主;章后习题,题量较大,以知识的巩固,提升为主。

(2)以计算题(占总题数44.9%)为主,计算题物理情境清晰,学生在理解概念、规律和公式的情况下,可以顺利完成。难度在五套教材中处于中等地位。

(3)注重培养学生的探究能力,同样探究题难度比人教版稍大。如让学生设计测量鞋底与地面的动摩擦因素的实验方案[5]。

(4)同人教版的教材一样,增加了力学单位制的计算,换算训练。

(5)习题同样体现当前的科技、生活现象。如在介绍完相关知识后,让学生计算质量为太阳100倍的天体,坍塌到多大时就会演化为一个黑洞。

因此,五个版本教材习题的共同特点是:都采用了多样化的习题,强调知识的灵活应用;通过设计题或实验题培养学生的动手能力和探究能力;注重与当前的科技生活相联系,体现时代性。但不同版本教材习题的层次不同,侧重点和难度也不同。

四、比较后的思考

玛什比茨的研究表明:“在对一个典型问题的运算形成解法之前,无论在什么学科中,不同的学生需要1～22次练习不等。”这说明要掌握一定的知识,形成能力,必须需要一定数量的练习。但过多的习题又会加重学生的学习负担,与当前素质教育的要求不符。五个版本的教材在习题数量上的差别又进一步说明,究竟多大数量的习题最适合学生掌握知识,发展能力,还有待进一步研究。五套教材习题的难度不同,人教版和粤教版习题难度较低,其余三个版本题目难度较大,究竟多大难度的习题适合学生的发展,这就要求教师在教学过程中,结合学生实际选择习题。

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“有比较才有鉴别”。比较只是用来发现五个版本教材优点和缺点的手段。在教学中,教师应当结合本地区、本学校、本班级的具体情况,对新教材中的习题做出适当的调整,以期最大限度地发挥不同版本教材的优点,最有效的促进学生的发展。

参考文献:

[1]张大昌等.普通高中课程标准教科书物理(必修一、二)[M]北京:人民教育出版社,2006. [2]廖伯琴等.普通高中课程标准实验教科书物理(必修一、二)[M]济南:山东科学技术出版社,2005.

[3]陈熙照,吴祖仁.普通高中课程标准实验教科书物理(必修一、二) [M]北京:教育科学出版社,2005.