一次我问我带的一个实习生:“物理课的例题有什么样的作用?”他回答:“例题主要是为了让学生掌握解题的规范和技巧。”我随后向他解释:“例题不一定就是课堂练习。老师在设计例题时会考虑很多方面的作用,比如巩固新知识,检验和反馈学生课堂的掌握情况,还有示范某一类题目解答过程或规范解题步骤等等。”
一、习以为常、引人误解
其实拥有和这名实习生一样想法的人不在少数。那是什么原因造成了这种误解呢。实际上在大多数物理课堂上,教师确实常在讲解完知识要点后安排例题,其作用主要是解题示范。这种课堂教学是以获知、例题练习为主要步骤,简明扼要,比较容易被学生接受。久而久之在很多人看来,例题就成为了课堂上老师会讲解的练习。
如果我们物理教学的任务仅仅是为了让学生们熟记概念和公式、学会解题,那这种以例题当练习的做法也有不错的效果。可如果我们的物理教学是以促进学生的深度思考,提高学生全面的科学素养为主要任务,那这种固定的模式就不是百试百灵的了。事实上例题是物理课堂教学中的重要角色,是课堂教学思路中的重要一环。它的作用不仅仅局限于巩固知识、反馈学情、示范练习等方面。如何灵活地组织教学思路,最大程度上发挥例题在物理课堂上的巨大作用是我在本文中要探讨的核心问题。
二、以点带面、实例分析
既然谈到教学思路的设计,就离不开具体的教学实践。下面我以自己一节省级评优课比赛获奖案例——“多普勒效应”的教学安排来表达我对例题在物理课堂上妙用的理解。
“多普勒效应”一节中的教学重点是“波源发射频率一定的情况下,观察者接收频率会随着观察者和波源发生相对移动而变化”。但如何变化,却是一个教学难点。人教版3-4物理教材中用学生排队的模拟实验来类比说明这种变化。不过在变化规律上仅仅说明了“观察者靠近波源时接收频率变大”。至于这个“变大”是相比于原来观察者静止时的接收频率,还是接收频率越来越大却没有结论。教材这样安排的原因不是因为这一变化规律不重要,而是用类比的方式不能准确定量地说明这一问题。事实上如果学生将规律误解成“只要观察者靠近波源时接收频率一定越来越大”,那他对这节内容的学习是失败的,对生活中一些多普勒效应也不能很好地解释。放弃这样一个教学难点显然不行,要阐述到位又太耗课堂教学时间,所以不难理解为什么高效突破这一难点会成为令人困扰的教学问题。我这里尝试使用例题来突显这个教学难点。
首先是按照教材的安排让学生理解多普勒效应的特点,突破教学的重点。我以关键问题作为课堂思路主线来引导学生思考。
三、周详设计、例题解惑
在课堂教学实例中,学生通过对这个例题的分析和思考,能在短时间内自主分析出多普勒效应中接收频率的具体变化规律。而能有如此效果离不开例题设计时的精心准备。
1、从知识要点看该例题设计
我以同一题干下的5个小题逐层递进,揭示不同深度的知识要点,引导学生思考后突破“接收频率具体变化规律”这一教学难点。
第一小题我设计了观察者不动时的情况,主要是为了让学生熟悉物理模型,熟练观察图像。同时巩固一些相关概念,如单位时间内接收完全波个数即接收频率,两实线间距为一个波长等。
第二小题是突破的关键一环。为此我特意准备了一种控制变量法的思维方式帮助学生作出判断。若人不动,1秒内接收20个波;若波不动,人从A到B能接收到一个波,那么两者同时进行人能接收到的就是21个波,即接收频率为21Hz。
第三小题则是点睛一笔。其实从B到C的接收波数通过和第二小题的类比不难得到结果也是21个波。关键是紧接着的第二小问。例题中的“人匀速接近波源时接收频率不变”的结果和之前学生通过视频和实验认识到的“观察者靠近波源时接收频率会变大”会产生矛盾,而矛盾的核心就是接收频率具体的变化规律。通过对比思考,学生容易得到两个知识点。一是观察者匀速接近位置不变的波源时,接收频率不变。二是前面实验所得观察者靠近波源时接收频率会变大,应该是相对于波源的发射频率(即观察者静止时的接收频率)而言。我设计第三小问“如何使接收频率越来越大”则是为了检验学生对这一变化规律的思考成果。通过同样的物理模型,可以获知1秒内向波源前进距离越来越大,则获得波数也越大,即加速靠近可以使接收频率越来越大。
至第三小题完成时,关于接收频率变化规律问题的思考方式已经大致揭晓。后两题的设计主要是为了巩固和扩展学生对接收频率变化规律的理解。第四小题内含观察远波源时接收频率变化的知识点。
设计第五小题则是为了强调接收频率变化的必要条件,是观察者和波源的相对距离变化,而不是简单的相对运动。在说明这一知识点时,教材上使用的是一个以观察者为中心一定线长为半径甩动蜂鸣器的演示实验。但在实际操作中效果并不好。原因是该实验只能由居中的操作者感受,其余的观察者无法感到接收频率不变。还有由于墙壁回声等因素的影响,居中的观察者感受的效果也不是很好。所以我放弃了课堂上演示该实验,转而用第五小题来引导学生获知这个知识点。
2、从学生认知特点来看例题设计
由于该例题是突破教学难点的重要一步,不是简单的教学内容巩固练习,所以需要充分考虑课堂教学的效率。因此我设计该例题时尽可能采用简易的物理背景和过程,其中主要有三个设计。首先是以水波作为研究对象。水波波纹在生活中较为常见,符合学生在头脑中的信息加工特点,有利于学生形象思维的展开。其次过程的以点带面,以给定的A、B、C点等作为物理过程的相关位置,以具体过程的结论来促进学生对普遍规律的思考。这种降低门槛的安排更有利于学生在紧张的课堂教学节奏中完成独立的思考。最后是从形象分析到抽象思考。前3个小题都是先考虑1秒钟内接收完全波个数,其中揭示的是接收频率的变化规律。虽然本质相同,但这种问题方式的转变更适合学生在课堂将思维主要放在物理过程上。
通过以上这三个设计,该例题被最大程度地简化,其解答重心就完全放在了接收频率变化规律这个教学难点上了。作为巩固练习该例题也许不够深入,但在本节教学设计中却能促进学生全面思考,有效地帮助教师突破教学的难点。
例题的作用很广泛,绝不是课堂练习可以代表的。类似的例子也不是只有“多普勒效应”一节课。对于学生而言,物理课就像是一场思维的盛宴。如何灵活地使用例题让这场思维盛宴更丰富、更完美、更高效是需要我们每一个物理教师共同努力探讨的问题。

