自编习题容易产生的问题及对策探讨，本文主要内容关键词为：习题论文,自编论文,对策论文,容易产生论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
自编物理习题是物理教学的需要。其目的通常有以下几个：（1）针对学生的学习情况，将课本中的物理现象、物理实验、物理概念、物理规律等用另一种叙述方式或不同角度进行呈现，以检测学生是否真正理解和掌握；（2）根据学生学习中常见的错误认识和错误方法编写物理习题，以矫正学生学习中存在的常见错误；（3）针对学生常见的套用物理模型和结论这种情况，通过改变典型物理问题呈现的条件和情景，以破除“定势”，从而培养学生良好的分析和思考习惯；（4）将典型的物理问题进行组合和变式，训练学生知识和方法的迁移能力和综合分析能力；（5）将身边的生活现象和现代科技知识改编为习题，既提高了学生求解物理习题的兴趣，又强化了学生运用物理知识解决实际问题的意识。自编物理习题的质量高低不仅能够反映教师对学生认知结构的了解程度，体现教师创造力水平，还能折射教师思考问题的深度和广度，是一个教师是否成熟的重要标志，同时，了解自编物理习题时容易产生的问题及原因，会提高教师在编写习题时对这些问题的察觉和监控，提高防范意识。
一、知识结构的局限
1.近现代物理知识中细节知识的欠缺
题1 在光电效应实验中，测得光电流为3.2×10[-6]A，则每秒钟光电管阴极发出的光电子数为______；若入射光子的能量为8.0eV，光电管阴极每秒钟接收到的光能为_______。
分析 因为必须认为光电子数与照射的光子数相等才能计算第二问，所以命题者其实有一个隐含的物理模型——“每一个入射光子都能打出一个光电子”，虽然从宏观统计规律角度讲，入射光强度增加一倍，发射的光电子数也将增加一倍，但逻辑上并不能推出“每一个入射光子都能打出一个光电子”，从近代物理我们知道，微观粒子之间的碰撞概率是很小的，故引入“碰撞截面”的概念。这样上述命题就违背了科学性要求。
题2 关于卢瑟福的α粒子散射实验，以下判断中正确的是（）
A.如用铝箔代替金箔，则α粒子不会发生散射现象
B.如用铝箔代替金箔，则α粒子仍会发生散射现象
C.如用质子代替α粒子，则质子不会发生散射现象
D.如用阴极射线代替原实验的α粒子，则阴极射线不会发生散射现象
分析 命题者试图进行情景“变式”，但可能不了解当年卢瑟福为什么会在那么多的材料中选择金这种材料。因为α粒子经过“单层”核的散射现象是最易观察和分析的，而金的延展性特别好，能够做得最薄。了解了这一背景知识，就知道“用铝箔代替金箔”的想法是不妥的。建议用“各种不同的粒子轰击金箔”对本题进行“变式”为好。
题3 关于电磁波的产生，下列说法正确的是（）
A.伦琴射线是由原子的内层电子受激发而发生的。
B.红外线与无线电波的产生机理相同。
C.γ射线与伦琴射线的产生机理相同。
D.所有的电磁波都是由原子的内、外层电子受到激发产生的。
分析 原子的内层电子受激发可以产生伦琴射线（课本中说法），但伦琴射线也可由高速电子打到阴极使电子突然减速产生（课本中有示意图）。如果综合上述两种产生机制，A选项的表述就显得不够精确。
2.对相近学科有关知识的欠缺
题4 某航空公司的一架客机在航线上正常水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10s内高度下降了1700m，造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假设这一运动是匀变速直线运动。试求：
（1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大？方向怎样？
（2）若某一乘客的质量为60kg，则他所系的安全带必须提供多大的竖直拉力，才能使乘客不脱离座椅？（g=10m/s[2]）
分析 这是一道与大气动力学知识相关的题，由于命题者对其他学科背景知识的缺乏，缺少对问题的合理性进行思考。下面我们从物理学的角度进行一些分析，从题目条件可知，飞机在垂直方向的平均速度有170m/s，10s末的瞬时速度将有340m/s，即气流的速度不会小于这个值（1224km/h），但自然界有这样大的气流速度吗？生活常识告诉我们最强大的台风在水平方向的速度也仅是50m/s。
对策 随着高中新课程改革的全面推开，会有更多的新内容进入教材，需要教师加强学习。应该说目前网上信息比较丰富，一般的问题基本上能够找到答案。关键是教师要具有从网上获取知识的意识和能力。例如前面关于大气中垂直气流的速度问题，我们经过网上搜寻，得到了《海洋科学导论》中给出的大气垂直运动的数据，从此资料，我们可以看出前面命题是不符合实际情况的。
二、思考不够严谨
1.引用科学史实不够严谨
题5 已知通电直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流大小成正比，奥斯特在演示电流的磁效应实验时的做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一长直导线，当该导线中通有电流时，小磁针将发生偏转，当导线通以电流I[，1]时，小磁针偏转了30°角，当导线通以电流I[，2]时，小磁针偏转了45°，则电流I[，1]与I[，2]的关系为（）
附图
分析 奥斯特是怎样做这一实验的？不是命题者可以自己随意想象的，需要经过考证。《物理教师手册》中介绍：“1820年4月的一天晚上，奥斯特在讲课中突然出现了一个想法，讲课快结束时，他说：让我把导线与磁针平行放置来试试看。当他接通电源时，他发现小磁针微微动了一下。这一现象使奥斯特又惊又喜，他紧紧抓住这一现象，连续进行了3个月的实验研究，终于在1820年7月21日发表了题为《关于磁针上的电流碰撞的实验》的论文。这篇仅用了4页纸的论文，是一篇极其简洁的实验报告。奥斯特在报告中讲述了他的实验装置和60多个实验的结果，从实验总结出：电流的作用仅存在于载流导线的周围；沿着螺纹方向垂直于导线；电流对磁针的作用可以穿过各种不同的介质；作用的强弱决定于介质，也决定于导线到磁针的距离和电流的强弱；铜和其他一些材料做的针不受电流作用；通电的环形导体相当于一个磁针，具有两个磁极，等等。”从上述介绍内容，笔者认为题5的叙述是不符合科学史实的。
2.对问题的认识不够完整和深刻
题6 根据量子理论，光子具有动量，光子的动量等于光子的能量除以光速，即p=E/c。光照到物体表面并被反射时，会对物体产生压强，这就是“光压”。已知在地球绕日轨道上，每平方米面积上得到的太阳辐射功率为P[，0]=1.35kW，若利用太阳帆为处于该位置的质量为M=50kg的某太空探测器加速，设计所用薄膜的面积为S=4×10[4]m[2]，设照到薄膜上的光子全部被吸收，那么探测器得到的加速度将是多大？
分析 题目中“光照到物体表面并被反射时，会对物体产生压强，这就是‘光压’”这种表述给学生的感觉是，如果光照到物体表面后被物体吸收就不会产生光压，这与实际不符，也与光压产生的物理原理不符。
三、对实际情况不够了解
1.没有进行实际观察，凭主观想象
题7 下面列举的几种速度，其中不是瞬时速度的是（）
A.某同学百米赛跑速度为9m/s
B.某同学百米冲线时的速度为11m/s
C.汽车速度计指示的速度为40m/s
D.铅球投出时的速度为6m/s
分析 生活中，人们对不同的速度常常用不同的单位进行表示。这里命题者用了“汽车速度计指示的速度为40m/s”，这与实际的汽车速度计是以km/h为单位表示速度值的情况不符。
2.缺乏实验或估算，随意设定数据
题8 古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死，并设兔子与树桩相碰时，作用的时间为0.2s，则被撞死的兔子其奔跑的速度可能为（g=10m/s[2]）（）
A.1m/sB.1.5m/s
C.2m/sD.2.5m/s
题9 机枪每分钟向活动的靶发射120颗质量为0.20kg的子弹，设子弹进入靶以前的速度为100m/s，在靶中运动了1.0s而停止，为了使活动靶不后退，至少要用多大的力抵住靶？
分析 题8是一个很有意思的题，但在兔子撞树作用时间的设定上肯定存在问题，碰撞时间不可能达到0.2s。同理，题9中“子弹在靶中运动了1.0s而停止”更是十分荒谬的，我们可以用平均速度估算一下，子弹能够在靶中前进的距离大概有50m！
对策 命题者对自己不熟悉的情景可能会凭直觉进行假设，我们注意到有些教师对自己不熟悉的情景（如短暂的碰撞过程中的时间和微小空间）的估计常常会产生很大的偏离。建议教师进行实验和估算。例如，打点计时器的打点间隔与手与桌面的碰撞（模拟兔子撞树）时间相比，可知兔子撞树的时间比0.02s还少。
四、缺少用学生眼光审视问题
1.对学生来说，问题设置不够明确
题10 正电子发射计算机断层显像技术（PET）的基本原理为：将放射性同位素[，16][17]O注入人体，参与人体代谢过程。[，16][17]O在人体内衰变放出正电子，与人体内的负电子相遇发生“湮灭”转化为一对光子，被探测器探测到并经计算机处理后产生清晰图像，问：PET技术所选的放射性同位素的半衰期应（）
A.极短B.较长
C.很长D.长短均可
分析 这里的长短相对于什么而言，学生很难把握。建议能否具体为几天或几小时。
2.对学生来说，问题设置不够安全
题11 吸管的中间有一堵塞物，为使堵塞物离开吸管，可以用嘴吹管子，也可以用嘴吸管子，如图1所示，试解释这两种方法的原理。
附图
图1
分析 学生如果采用这种方法进行实验，存在一定的危险性。
3.对学生没有学过的概念，没有加以说明
题12 如图2所示，X为未知放射源，它向右方发射放射线，放射线首先通过一块薄铝箔P，并经过一强磁场区域后到达计数器，计数器上记录到一定的放射率。现将强磁场移开，计数器所记录的计数率基本保持不变，然后再将薄铝箔P移开，则计数率明显上升。则可以判定义为（）
附图
图2
A.纯β放射源B.纯γ放射源
C.α及β放射源 D.α及γ放射源
分析 为了编题，命题者在更高层次的教材或资料中选择素材，这时往往会出现教师觉得容易理解的术语，对于缺少背景知识的学生来说是有一定困难的。
题13 通过研究发现：氢原子处于各定态时具有的能量值分别为E[，1]=0、E[，2]=10.2eV、E[，3]=12.1eV、E[，4]=12.8eV，若已知氢原子从第4能级跃迁到第3能级时，辐射的光子照射某金属，刚好能发生光电效应，现假设有大量处于n=5激发态的氢原子，则在向低能级跃迁时所辐射的各种能量的光子中，可使该金属发生光电效应的频率种类有（）
A.7种B.8种
C.9种D.10种
分析 本题的情景设计很好，但学生觉得题中有关氢原子的能量值与常规表述不同，从而导致思维被阻。建议前面增加一句“若规定基态氢原子的能量为零，则其他各定态的能量为……。”
对策 教师要多从学生知识结构的角度思考。对于从不同资料中选用的内容，要用与学生知识水平相适应的术语表述，对新的专业术语则要用解释性语言给予说明，对与教材不同的数据、公式等也要加以说明。
五、选用资料过于陈旧
题14 阅读下面材料，问：我国地热资源的开发现状如何？
从1970—1993年，我国相继建成了12座地热电站，装机容量达到33.12MW。其中，规模最大的地热电站为西藏羊八井地热电站，装机容量25.18MW。我国还已掌握了从低温到高温的地热发电技术，继西藏羊易、羊八井打出200℃上地热井后，1993年11月又在羊八井北区前4002孔打到温度329.8℃的高温地热流体。另外，我国还开始了热储工程、尾水回灌等研究与应用，摸索总结出一整套热田评价和合理开发、环境保护的有效方法，这些都标志着我国的地热发电技术已步入了一个新的更高发展阶段。
分析 题目的数据是1993年以前的，问题是现状如何。
题15 迄今为止合成的最重的元素是112号元素，它是用[，30][70]Zn高能原子轰击[，82][208]pb的靶子，使锌核与铅核熔合而得，这一过程在每生成一个112号元素的原子的同时向外释放出一个中子。下列说法错误的是（）
A.112号元素是金属元素
B.112号元素位于第七周期第四主族
C.科学家合成的112号元素的原子的中子数为166
D.112号元素为放射性元素
分析 其实在1999年4月，研究者用高能[，36][86]Kr离子轰击[，82][208]pb靶，氪核与铅核融合，放出1个中子，生成了118号元素。
对策 这些题目有明确的时间概念，教师在命题时要查询最新资料或在表述中注意对引用的资料的时间的表述。
六、“理想化”思维产生的问题
题16 如图3所示，有一块柱形玻璃砖做成的玩具，内有一半径为r的球状空气泡，当一束平行光沿轴方向从A至B射过玻璃砖后，从B端看去（）
附图
图3
A.有一圆形亮斑，中心处为暗点
B.有一圆形暗斑，中心处为亮点
C.B端完全是暗的，没有光线射出
D.B端完全是亮的
分析 笔者曾问命题者，为什么中间有亮点？命题者回答：从A端气泡顶端射向B端的光线是不偏折的，所以中间有一个亮点。照此说法：沿主光轴穿过凹透镜的光线也不偏折，所以中间也应有一个亮点，但实验中并没有观察到这种情况。其实，光线这个理想化的模型，主要解决的是光的传播方向问题，由于光线这个理想化模型是“几何线”，它不可能用于讨论与能量有关的问题（亮暗现象），而命题者恰恰是用光线在思考能量问题（亮暗情况）。
对策 “理想化”方法是物理中分析解决问题的一种有效方法，物理教师的思维常常会不自觉地带有“理想化”的定势，但随着研究问题的变化，教师要注意根据实际情况完成从“理想化”到实际的回归。