以“靜電場”為例淺談新教材習(xí)題變化

普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)對于“學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”的專項(xiàng)核心技能方面，明確了對學(xué)生“關(guān)鍵能力”的期望。診斷學(xué)生的學(xué)科能力，可以通過習(xí)題來進(jìn)行評價(jià)。高中物理人教版新舊教材的課后都有相關(guān)的習(xí)題，筆者認(rèn)為，觀察新舊教材的課后習(xí)題變化可以得到一些啟發(fā)與思考。下面我們來看看新舊教材的習(xí)題對比變化。

一、新教材的題量明顯增加

“靜電場”從新舊教材的節(jié)數(shù)安排和內(nèi)容上來看，基本一樣。而新教材的其中一個亮點(diǎn)就在于課后習(xí)題的題量明顯增加。以“靜電場”為例，題量共增加了25道題。從每節(jié)的課后習(xí)題量對比來看，新教材的題量增加了4道題。從新增的“復(fù)習(xí)與提高”A組和B組的章末練習(xí)題來看，題量共增加了21道題。題量的增加可以說是對課本內(nèi)容的一個延伸與拓展。一線教師可能有時(shí)候會聽到學(xué)生在抱怨課本內(nèi)容學(xué)起來好像比較簡單，而一做題就感覺挺難。這次新教材的題量增加，可以讓學(xué)生更加重視課本，見識到更多的題型和知識點(diǎn)在新情境中的應(yīng)用，從而達(dá)到由物到理，從理到物的認(rèn)識過程，讓學(xué)生能夠更充分理解課本內(nèi)容的基本規(guī)律和本質(zhì)。

二、新教材的習(xí)題難度呈現(xiàn)梯度化

以“靜電場”的“電場強(qiáng)度”課后三道習(xí)題為例，可以體現(xiàn)習(xí)題難度由較易到一般再到難的變化規(guī)律。我們可以來看看具體的題目。如下

第九章第三節(jié)課后習(xí)題的第6題

6.一顆質(zhì)量為1.0×10-3kg，帶正電2.0×10-8C的小球，在水平的勻強(qiáng)電場下達(dá)到平衡，其懸掛的絕緣輕繩和豎直方向成30°（參照圖9.3-12），勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度是多少。

第九章的“復(fù)習(xí)與提高”A組的第6題

6.如圖9-4，一根導(dǎo)電棒長度為l并且不帶電。一個帶有正電荷的電荷q置于棒的中心軸線，離棒左端有R的距離。在棒達(dá)到靜電平衡狀態(tài)之后，棒上的感應(yīng)電荷在棒中心點(diǎn)O的電場強(qiáng)度及其方向？

第九章的“復(fù)習(xí)與提高”B組的第4題

4.根據(jù)圖9-7，一帶q電荷的點(diǎn)和一塊均勻電荷的薄板之間的間距為2d，點(diǎn)電荷出發(fā)的垂線穿過薄板的中心。如果A點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，那么薄板產(chǎn)生的B點(diǎn)的電場強(qiáng)度。

從以上的三道題分析，難度逐漸遞增。第一道題從學(xué)生熟悉的經(jīng)典模型受力分析入手，直接代入電場強(qiáng)度的公式求解；第二道題從電場強(qiáng)度的疊加入手，由靜電平衡分析出合場強(qiáng)為0，屬于間接得到答案；第三道題在第二道題的基礎(chǔ)上，增加了對稱性思維以及等效替代的方法，最后得到答案。

三、新教材的題型體現(xiàn)了部分知識點(diǎn)的側(cè)重

通過對比新舊教材中“電容器的電容”的課后習(xí)題，發(fā)現(xiàn)部分知識點(diǎn)出現(xiàn)了弱化，本節(jié)內(nèi)容有了側(cè)重。我們來看看課后習(xí)題的對比：

舊教材的第一章第八節(jié)“電容器的電容”的課后習(xí)題

1.一個電容器的極板聯(lián)接靜電測量儀的金屬棒，而另一極板與靜電測量儀金屬外殼相接后充電，測量儀的指針會偏移一個角度。在以下情況下，測量儀的指針偏角會增大或減?。?/p>

（1）把兩板間的距離減??；（2）把兩板間的相對面積減??；（3）兩塊板間嵌入了相對介電常數(shù)較高的電解質(zhì)

2.空氣中一平行板電容器的兩極板距離是0.1毫米，達(dá)到2微法拉的電容，極板的面積要多大？與一個窗戶的面積做一個比較。

3.一電容為3pF的電容器連接到電壓為9V的電源上。（1）保持與電池接通，當(dāng)兩個電極間的距離縮短一半時(shí)，電極上的電荷是增加還是減少？電荷的變化量？（2）電源移除，兩極間距離減少一半，電勢差將擴(kuò)增還是減少？改變了多少？

4.驗(yàn)證：在一個內(nèi)含空氣（或者說真空）的平行板電容器里，兩板間的電場強(qiáng)度只與電極板上的電荷總量及表面積有關(guān)，而與電極板之間的距離無關(guān)。

新教材的第十章第四節(jié)“電容器的電容”的課后習(xí)題

1.圖10.4-1電路圖完成電容器的充電及放電。起初，啟動開關(guān)一，平穩(wěn)后，切換到位置二。穩(wěn)定之后，再更換到位置一，如此往復(fù)。在充電和放電時(shí)間，表中記錄了電流表的電流方向，請?jiān)诒砀竦奈刺顓^(qū)域內(nèi)輸入答案。

2.圖10.4-9，電容器充電過程中，其電荷量Q、電壓U和電容C的關(guān)系進(jìn)行甄別判斷，并給出解釋。

3.一快充功能的電容器，兩極間電勢差值為3伏，帶有電荷4.5×10-4庫侖。這個電容器的電容值？假設(shè)電容器兩端的電勢差降至2V，電容器的電容值變?yōu)槎嗌?？同時(shí)，這改變對其攜帶的電荷值有怎樣影響？

4.一種叫做心臟去顫器的工具，工作原理是利用一個充滿電的電容器向皮膚上的兩電極板釋放電流，使心室顫動患者心跳恢復(fù)正常。這電容器電容是15微法，充滿了4.0千伏電壓。在某一特定時(shí)間內(nèi)，電容器電壓釋放到零，在釋放過程中，有多少電荷通過了人體組織？

通過對比，新教材的“電容器的電容”課后題完全改變，刪掉了平行板電容器的決定式C=的3道題目，增加了電容定義式C=的3道應(yīng)用題目。可以看出，新教材弱化了C=的應(yīng)用，強(qiáng)化了C=的應(yīng)用。C=由舊教材的課本正文改編為新教材的拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容，說明新教材弱化了C=的相關(guān)內(nèi)容。這對于教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)有一定方向的指導(dǎo)作用。

四、總結(jié)

通過高中物理人教版新舊教材的“靜電場”的習(xí)題對比變化，分析出新教材的題量明顯增加可以讓學(xué)生更加重視課本，開拓視野，認(rèn)識到不同的新情境。習(xí)題難度梯度變化，符合認(rèn)知規(guī)律，可以讓學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握各個知識點(diǎn)。課后題在某些章節(jié)的大幅度改變可以體現(xiàn)章節(jié)某些知識點(diǎn)的強(qiáng)化與弱化，讓教師和學(xué)生了解教材的側(cè)重點(diǎn)。以上的對比雖然只是以“靜電場”的一個單元進(jìn)行分析，但是我們可以舉一反三，對其它的單元進(jìn)行同樣的對比與分析，加深對學(xué)科核心素養(yǎng)的“學(xué)科能力”了解，深化對物理人教版新教材的認(rèn)識，不斷發(fā)掘新的心得體會，達(dá)到提升學(xué)生成績以及核心素養(yǎng)的目的。

責(zé)任編輯 邱 麗