《物理:原理与问题》中配有大量不同功能的练习题供学生练习。在教材介绍了每个重要的知识点之后,会有一道例题(Example Problem)。每一道例题都会详细地设置分析问题(Analyze the Problem)、求解答案(Solve for the Unknown)、验证答案(Evaluate the Answer)等步骤。这样一套解题规则作为标准模式,便于帮助学生规范解题步骤,提高分析问题的能力以及解题质量。随后就有3~5道训练题目(Practice Problems),加强对例题的理解以及锻炼解题能力。每一节结束后都有小节回顾练习(Section Review),帮助学生复习本节学习的内容。在每章内容的最后,教材配备了大量类型多样、难度各异的章节测试(Chapter Assessment)以供学生巩固掌握学习的内容;此外,还设有标准化测试练习题(Standardized Test Practice),题目考查标准化考试(例如SATⅡ物理学科测试)对本章内容的要求。
为了更好地对比《物理:原理与问题》、人教版《物理》以及上海版《物理》中的训练系统,我们选取了三本教材中的同一章内容(变速运动)对其训练系统的编排做一对比。
变速运动(Accelerated Motion)位于《物理:原理与问题》中的第三章,本章由加速度(Acceleration)、匀变速运动(Motion with Constant Acceleration)以及自由落体(Free Fall)三节组成。本章训练系统的具体类型及题目量详见表格1-13。
表1-13 《物理:原理与问题》中的变速运动章节训练系统编排
在这一章的开始介绍了学习目的:发展描述加速运动的能力,学会用图表以及公式解决涉及运动物体的问题,学会描述自由落体运动。每一节开始的位置也标注了相应的学习目标。第一节加速度的学习目标:定义加速度,把速度和加速度与物体的运动联系起来,创建v-t图像。第二节匀加速运动的学习目标:解释匀加速运动的s-t图像,确定位置、速度、加速度和时间之间的数学关系式,应用图像和数学关系式求解与匀加速运动有关的问题。第三节自由落体运动的学习目标:定义由重力引起的加速度,求解有关自由落体的问题。
人教版《物理》中也设置了不同的训练模块。以必修1为例,在每一节内,教材设置了例题,在例题后有“说一说”或者“思考与讨论”模块,提出一个思考性问题让学生解答;此外,教材内还有“做一做”模块,培养学生的动手能力;每节后有3~4道问题与练习。
人教版《物理》必修1中的第二章为匀变速直线运动的研究。本章包含6节内容,分别为:1.实验:探究小车速度随时间变化的规律,2.匀变速直线运动的速度与时间的关系,3.匀变速直线运动的位移与时间的关系,4.匀变速直线运动的速度与位移的关系,5.自由落体运动,6.伽利略对自由落体运动的研究。本章训练系统的具体类型及题目量详见表1-14。(www.xing528.com)
表1-14 人教版《物理》中的匀变速直线运动章节训练系统编排
这一章节的内容,属于必修1中的“运动的描述”。《普通高中物理课程标准(实验)》对其知识内容的学习水平做如下要求:1.通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用;2.通过对质点的认识,了解物理学研究中物理模型的特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用;3.经历匀变速直线运动的实验研究过程,理解位移、速度和加速度,了解匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用;4.能用公式和图像描述匀变速直线运动,体会数学在研究物理问题中的重要性。
上海版《物理》的训练系统由教材以及配套的练习部分两本书组成。练习部分与教材构成一个整体,教材内不再集中配置练习。教材内的训练系统主要由三部分组成:示例、大家谈以及自主活动。其中示例主要为计算题,配有详细的解题过程;大家谈主要是思考、讨论类问题;自主活动则由简答、填空、画图等形式构成。练习部分按教材的篇、章、节的内容编排,每节都对应一个练习,可供学习时同步使用。每章首先介绍学习要求和要点辨析,随后是2道左右的例题分析以及10道左右的基本训练。在每章内容结束之后,还配备十几道本章自测。值得一提的是,基本训练以及本章自测的题目类型较为丰富,由选择题、填空题、简答题、计算题等形式组成。
表1-15 上海版《物理》与练习中的匀变速直线运动章节训练系统编排
以高中一年级第一学期为例,第一章的内容为匀变速直线运动,由7小节构成,分别为:A.质点、位移和时间,B.匀速直线运动的图像,C.快慢变化的运动、平均速度和瞬时速度,D.现代实验技术——数字化信息系统(DIS),E.速度变化的快慢、加速度,F.匀加速直线运动,G.学习包——自由落体运动。
《上海市中学物理课程标准(试行稿)》中对本章节所学习知识点的水平有以下要求:“A等级(知道)的知识点有:伽利略对落体运动的研究。B等级(理解)的知识点有:质点、物理模型;路程、位移;平均速度、瞬时速度;加速度以及自由落体运动。C等级(掌握)的知识点有:初速度为零的匀加速直线运动。”
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