以“静电场”为例浅谈新教材习题变化

普通高中物理课程标准对于“学业质量标准”的专项核心技能方面，明确了对学生“关键能力”的期望。诊断学生的学科能力，可以通过习题来进行评价。高中物理人教版新旧教材的课后都有相关的习题，笔者认为，观察新旧教材的课后习题变化可以得到一些启发与思考。下面我们来看看新旧教材的习题对比变化。一、新教材的题量明显增加“静电场”从新旧教材的节数安排和内容上来看，基本一样。而新教材的其中一个亮点就在于课后习题的题量明显增加。以“静电场”为例，题量共增加了25道题。从每节的课后习题量对比来看，新教材的题量增加了4道题。从新增的“复习与提高”A组和B组的章末练习题来看，题量共增加了21道题。题量的增加可以说是对课本内容的一个延伸与拓展。一线教师可能有时候会听到学生在抱怨课本内容学起来好像比较简单，而一做题就感觉挺难。这次新教材的题量增加，可以让学生更加重视课本，见识到更多的题型和知识点在新情境中的应用，从而达到由物到理，从理到物的认识过程，让学生能够更充分理解课本内容的基本规律和本质。二、新教材的习题难度呈现梯度化以“静电场”的“电场强度”课后三道习题为例，可以体现习题难度由较易到一般再到难的变化规律。我们可以来看看具体的题目。如下第九章第三节课后习题的第6题6.一颗质量为1.0×10-3kg，带正电2.0×10-8C的小球，在水平的匀强电场下达到平衡，其悬挂的绝缘轻绳和竖直方向成30°（参照图9.3-12），匀强电场的电场强度是多少。第九章的“复习与提高”A组的第6题6.如图9-4，一根导电棒长度为l并且不带电。一个带有正电荷的电荷q置于棒的中心轴线，离棒左端有R的距离。在棒达到静电平衡状态之后，棒上的感应电荷在棒中心点O的电场强度及其方向？第九章的“复习与提高”B组的第4题4.根据图9-7，一带q电荷的点和一块均匀电荷的薄板之间的间距为2d，点电荷出发的垂线穿过薄板的中心。如果A点的电场强度为零，那么薄板产生的B点的电场强度。从以上的三道题分析，难度逐渐递增。第一道题从学生熟悉的经典模型受力分析入手，直接代入电场强度的公式求解；第二道题从电场强度的叠加入手，由静电平衡分析出合场强为0，属于间接得到答案；第三道题在第二道题的基础上，增加了对称性思维以及等效替代的方法，最后得到答案。三、新教材的题型体现了部分知识点的侧重通过对比新旧教材中“电容器的电容”的课后习题，发现部分知识点出现了弱化，本节内容有了侧重。我们来看看课后习题的对比：旧教材的第一章第八节“电容器的电容”的课后习题1.一个电容器的极板联接静电测量仪的金属棒，而另一极板与静电测量仪金属外壳相接后充电，测量仪的指针会偏移一个角度。在以下情况下，测量仪的指针偏角会增大或减小？（1）把两板间的距离减小；（2）把两板间的相对面积减小；（3）两块板间嵌入了相对介电常数较高的电解质2.空气中一平行板电容器的两极板距离是0.1毫米，达到2微法拉的电容，极板的面积要多大？与一个窗户的面积做一个比较。3.一电容为3pF的电容器连接到电压为9V的电源上。（1）保持与电池接通，当两个电极间的距离缩短一半时，电极上的电荷是增加还是减少？电荷的变化量？（2）电源移除，两极间距离减少一半，电势差将扩增还是减少？改变了多少？4.验证：在一个内含空气（或者说真空）的平行板电容器里，两板间的电场强度只与电极板上的电荷总量及表面积有关，而与电极板之间的距离无关。新教材的第十章第四节“电容器的电容”的课后习题1.图10.4-1电路图完成电容器的充电及放电。起初，启动开关一，平稳后，切换到位置二。稳定之后，再更换到位置一，如此往复。在充电和放电时间，表中记录了电流表的电流方向，请在表格的未填区域内输入答案。2.图10.4-9，电容器充电过程中，其电荷量Q、电压U和电容C的关系进行甄别判断，并给出解释。3.一快充功能的电容器，两极间电势差值为3伏，带有电荷4.5×10-4库仑。这个电容器的电容值？假设电容器两端的电势差降至2V，电容器的电容值变为多少？同时，这改变对其携带的电荷值有怎样影响？4.一种叫做心脏去颤器的工具，工作原理是利用一个充满电的电容器向皮肤上的两电极板释放电流，使心室颤动患者心跳恢复正常。这电容器电容是15微法，充满了4.0千伏电压。在某一特定时间内，电容器电压释放到零，在释放过程中，有多少电荷通过了人体组织？通过对比，新教材的“电容器的电容”课后题完全改变，删掉了平行板电容器的决定式C=的3道题目，增加了电容定义式C=的3道应用题目。可以看出，新教材弱化了C=的应用，强化了C=的应用。C=由旧教材的课本正文改编为新教材的拓展学习内容，说明新教材弱化了C=的相关内容。这对于教师教学和学生学习有一定方向的指导作用。四、总结通过高中物理人教版新旧教材的“静电场”的习题对比变化，分析出新教材的题量明显增加可以让学生更加重视课本，开拓视野，认识到不同的新情境。习题难度梯度变化，符合认知规律，可以让学生循序渐进地掌握各个知识点。课后题在某些章节的大幅度改变可以体现章节某些知识点的强化与弱化，让教师和学生了解教材的侧重点。以上的对比虽