高中物理“母题”的结构设计与教学策略，本文主要内容关键词为：结构设计论文,高中物理论文,教学策略论文,母题论文，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。
一、问题的提出
我们在高中学生中常看到，总有一些学生，他们的学习基础比较薄弱，成绩处于相对靠后的位置。他们的确很努力，愿意花时间，甚至牺牲了很多的休息时间来学习，但是成绩总不能满意。有些教师称他们为“用功型差生”。仔细研究这类学生，不难发现他们往往具有相似的特点：不知道自己的薄弱点。虽然很努力地大量练习，然而没有针对自己的薄弱之处，造成了原来会的反复在做，不会的很难涉及，大量的精力花费在本来不需要的地方，不仅起不到效果，还占用了宝贵的时间。
随着计算机的普及和网络的出现，大量电子版本的题目出现在网络上，教师下载后便可方便地编辑、打印、印刷。教师硬盘中的资料也越来越多，更新的资料应接不暇。虽然教学网站很多，可是在这些网站上存储的精品不多，在低层次上复制的成分多，大量下载之后又成为教师电脑中的垃圾资源。老题舍不得丢，大量的新题不断补充进来，导致题目越来越多。如此只懂得做“加法”，不懂得做“减法”，最后苦的还是学生。
如何化解上述难题，真正把复习教学工作做好呢？对教师来说，复习教学内容一定要做“减法”。教师急需做的是将这些资料归纳整理，形成数量有限的精品题库。通过这个题库，教师可以很快地检测出学生不足的环节，让学生在不足的地方花时间复习才是有效的复习。对学生而言，只有明确目标，进行有针对性的复习，才能提高复习质量。这就需要有人帮助学生找到他们知识体系中的不足，引导他们将精力投入到学习薄弱的环节。本文针对这种情况，从《考试说明》[1]中的能力要求为出发点，探索了物理“母题”的结构，并提出利用“母题”库搞好物理复习教学的相关策略。
二、高中物理“母题”结构的探讨
“母题”是题目的本源，是核心出发点，是大量习题的共同本质形式。一个好的母题应该具备基础性、代表性、扩展性3个特征。基础性是说母题来源于课本教材或者平时的练习，难度适中，对于任何一个合格的高中生来说，都是熟悉的问题，可以很快地进入思考层面；代表性是指母题能够代表某一种类型的问题，可以代表这些问题中相同的知识点，也可以代表解决这类问题相似的科学思维方法，或者说承载了相似的物理科学思维方法；扩展性则要求“母题”具备良好的延展性，可以向不同的广度和难度方向扩展，以便体现教学的弹性，对不同层次的学生，能更好地体现选择性。
1.“母题”的结构设计
母题首先是一道题目，就应该具备题目的名称、来源、题干、解答4个部分。为了方便教师使用，还应有一定的文字说明，从问题的解决方式、易错点、使用注意事项等方面作出详细说明，以便教师引入母题时向学生介绍、指导。
在母题之外须配套一定数量的练习题，用以检验学习效果。一般每一道母题之后，应配置2～3道子题。
为了体现母题资源管理的便捷性，需要在每一道母题上，标注一定的页眉、页脚，并且在页眉上配上特征图，在页脚标注页码，以便构建母题库并方便检索。
2.“母题”的示例与说明
[母题名称]双星问题（见下页表1，分4种情况介绍）
[母题说明]（从解决方式、易错点、使用注意事项等方面，作详细说明）
双星问题是“万有引力”应用部分的典型问题，利用万有引力公式和角速度导出一系列结论。
对于这类问题，一般学生容易混淆两个“距离”：一个是两星球间的实际距离，另一个是星球的轨道半径。
[母题来源]（可以是经典老题、自创或整理题、高考原题）
本题从经典题而得，如图1所示，质量分别为
和
的两个星球A和B，在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，A、B两者中心之间距离为L。已知A、B的中心和O点3点始终共线，而A、B分别在O的两侧，引力常数为G。试求：
（1）两星球做圆周运动的轨道半径；
（2）两星球做圆周运动的周期。
此结论表示，星球的质量和环绕半径成反比。也就是说，质量越大的星球距离环绕中心越近。当一方质量远大于另一方时，质量大的星球可以近似为绕行中心，太阳系就是一个很好的例子。此外，该方程与天平平衡方程非常相似，可以把环绕中心看作支点，两星球满足“杠杆平衡”。从系统重心的角度看，环绕中心是系统的重心。
[母题扩展]等效质量问题（适合教师根据不同层次的学生进一步展开）
如图3所示，假设B星球是看不见的，观察者只能看见A星球做圆周运动。如果把B星球对A星球的引力等效成在环绕中心处的一个星球对它的引力，则这个星球的质量是多少？
[举一反三]（一个母题一般可配3个子题。子题可用于巩固练习，而且不断更新）
子题1（2010年重庆高考卷第16题）。月球与地球质量之比约为1∶80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕月地连线上的某点O做匀速圆周运动。据此观点，可知月球与地球绕O点运动的线速度大小之比约为
（A）1∶6400 （B）1∶80
（C）80∶1 （D）6400∶1
答案：（C）。
解析：月球和地球绕O点做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，则地球和月球的向心力相等。月球和地球和O点始终共线，说明两者有相同的角速度和周期。因此有
，进而可知
。由于线速度和质量成反比，故应选（C）。
限于本文篇幅，子题2、3从略。
三、将“母题”应用于高中物理复习教学的策略探讨
物理复习教学，一般来说体现在3个方面：首先是高一、高二新课教学中的复习教学，如一个单元学完后，会有一个相对系统的复习；其次是在学生个别辅导中体现复习；第三是在所有新课学完后，为应对高考而进行的全面、系统、深入的综合复习，这个复习教学的效果直接影响到考生在高考中水平的发挥和进入什么样的高校。
事实上，单个母题只能起到有限的作用，但是如果能将一个个母题有机地组合在一起，形成母题库，那么它们在教学方面就能起到十分重要的作用。当然，建设好母题库需要投入很多精力。
一个好的母题库应具备如下条件：首先，这个母题库中涉及的母题应能在知识上覆盖《考试说明》中绝大部分的知识点；其次，不同的母题对学生的能力要求应该与《考试说明》中对学生的能力要求所匹配；第三，母题库中运用到的物理科学思维方法应该是高中物理中经常运用的思维方法。
下面谈谈将母题应用于复习教学的策略。
1.用于高三总复习教学
在高三第一轮复习中，教学侧重于知识点的系统复习，希望通过全面系统的梳理，使学生对核心概念、知识体系和重要应用有全面的认识和理解。因此在利用母题复习中，可选用诸如“超重与失重”、“双星问题”、“抛体运动”等这样的一些母题较为适合。
当进入第二轮复习时，教学侧重于专题复习，这时对学生应用所学知识综合解决物理问题的能力有了新的要求，教师可通过一些典型的物理问题的解决案例来加深学生对重要概念和公式的深入理解，提升学生解决物理问题的能力水平。因此可选用“变力做功”、“微元法”、“整体法与隔离法”等这些母题来复习，多年实践表明，复习效果很好。
到了高考冲刺阶段，复习教学除了查漏补缺外，教师可根据历年高考的重要考点，进行有升对性的复习和训练，根据近3年来的试卷，由于高考压轴类试题常侧重于力电综合型问题，因此可选择“边界磁场问题”、“带电粒子在复合场中的运动”、“双导体棒切割磁感线运动”等这样一些母题来复习。
高三复习教学的特点是时间短、内容多、难度大。使用母题教学可参考如下步骤。
步骤1：提供材料。
教师将一些高一、高二学过的知识点提供给学生，并鼓励他们找到其中的相似之处，尝试归纳为共性、典型的问题。
步骤2：母题基础分析。
在步骤1中的师生归纳出来的问题基础上，重温、复习解决这类问题的基本知识与基本方法以及注意事项。这部分的内容一般都是学生曾经学过和掌握的，教师的任务是引导、帮助学生唤醒记忆，达到和提升高一、高二阶段的学业水平。
步骤3：母题扩展。
教师结合该母题在历年高考试卷中的热点命题，使用母题后的扩展部分进行深度教学，将新课学习时不曾涉及的问题加以拓展以及将解题方法逐步展开。这部分的复习教学是针对高考难度，让学生在熟悉的问题基础上看到新的问题和可能的变形情况，让学生能力得以进一步提升。
步骤4：子题巩固练习。
教师将步骤3中新出现的问题转化为一个完整的题目，让学生尝试解决。这个问题的难度可能较大，但是教师在步骤3中已经为学生搭建好思维台阶，学生通过思考应该能独立解决，同时能力也会有新的增长。在此阶段，每一个母题后一般应配备3个子题供教师选择。
步骤5：总结提升。
在学生练习之后，教师可以使用母题的四维分类法从知识点、物理思维方法与解题接巧、能力考核对象、高考中常见题型这4个方面对这个母题进行完整的评述，目的是让学生从不同的维度认识一个问题，并且当教师完成多个母题的归纳整理后，让学生将做过的母题都联系起来，进一步加深认识、巩固知识和掌握方法。
2.用于平时个别辅导
在给学生个别辅导时，重要的是要知道这个学生存在哪些不足，这在很大程度上决定了以后复习的方向和复习效果。母题能帮助教师很快找到学生的不足，让复习有的放矢。具体可以参考如下步骤。
步骤1：学生自评。
这个过程主要是学生自评，教师记录。要注意的是，教师不要提问题，或者过多打断学生思路。尽量记录下最能反映学生原本的学习状况。
步骤2：师生问答。
教师准备问题，与学生一问一答。这些问题可以来自于步骤1中学生没有讲清楚的地方，也可以是一些事先准备的问题。
步骤3：母题测试。
教师根据步骤1、2中的记录，在母题库中挑选适合的母题，编制成练习卷，对学生进行测试。
步骤4：诊断与辅导。
在上面3步的基础上，教师要认真分析学生的薄弱点究竟出现在哪里。如果学生把题目做错了，不一定是知识点上的问题，也可能是方法上的问题。教师需从不同维度引导学生去思考潜在性的问题，再从母题库中寻找类似的题目让学生继续练习，确认错误的症结。当教师确认了学生的这些薄弱点后，就可以利用“母题”展开有针对性的辅导教学了。
3.用于高一、高二教学的复习环节
母题也可以应用于高一、高二新课教学阶段的复习。考虑到新课教学时间比较充裕，可以组织学生以研究性学习或课外兴趣小组的形式，进行平时的复习教学，具体可以参考以下步骤。
步骤1：基础练习。
由于是新课教学的复习，教师应布置一些基础性的练习题给学生完成。让他们思考、作答，并熟悉题型。
步骤2：学生归纳。
引导学生尝试分析、归纳刚刚做过的题目，能否发现其中的共性问题。
步骤3：互动交流。
组织学生交流、讨论，可以轮流发言，也可分小组发言，要求发言的学生适当在黑板上做好板书，便于相互之间的对比、交流。
步骤4：教师归纳。
将不同学生或小组最后归纳的内容整理为一个完整的表达，形成具有代表性的母题，力求将步骤1中涉及的问题都包含进去。
步骤5：深度思考。
在步骤4的基础上再设置2～3个扩展题，问题的难度逐步提高（根据任教班级学生的状况选择）。新课复习教学的难度不应过高，对于高考综合复习的内容或难点问题不宜在这时出现。
步骤6：母题分类与应用。
教师引导学生从知识点、物理科学思维、能力要求、常见题型这4个方面进行整理、归纳，将母题按照不同的维度进行分类。
这样，在教师的指导下，结合新课复习的某个内容，以学生为主体，归纳出典型的母题，不仅巩固了学生的知识基础，培养了学生总结归纳和团队协作的能力，同时又可以师生共同编拟的实体母题作为复习教学成果，便于今后的期末复习或高三复习阶段再次应用。