初中物理总复习中变式训练的实践**。
结题报告。上海民办和衷中学朱磊。
一、 问题的提出：
在初中物理总复习阶段中，怎样让学生在掌握和理解物理规律和概念的基础上，去运用规律和知识解决一些简单的物理问题，是总复习的基本要求。
在当前的初中物理教学中，教师的复习指导思想是用一把尺子来衡量所有学生的学习水平，按照《教学基本要求》按部就班地开展复习，往往忽略了不同学生的不同学习需求、不同规律和知识复习的不同要求、同一知识在不同复习阶段中的不同复习要求。为了在有限的复习时间里取得较好的复习效果，教师的复习教学方法往往是就事论事，通过讲解来复习旧知，通过大量的练习来巩固，试图通过“讲”来达到学生重现和理解规律和知识、通过“练”来达到掌握和运用规律和知识的目的，在总复习中片面追求教学的高密度，不注重方法的培养和训练，只考虑到中考的题型，将所有考过的或有可能考的（社会上流行）题目，反复地训练，认为只有通过“练”才能让学生掌握和运用规律和概念。忽视了通过“教”来达到改变学校“学”的方法、通过复习使学生建立知识结构、通过变式练习和问题解决来掌握规律和知识以及融会贯通的运用知识解决问题的能力培养。
例如在某些重要规律和概念的复习中，往往出现题干描述的情景和已知条件不同，学生在理解和分析上就会出现问题。如：在物理总复习练***现的“立方体”压力、压强变化分析的这类题，学生一看到就“心慌”，尤其是基础差些的根本无从下手。
因此，目前学生在总复习阶段的学习中，在问题解决方面，缺乏正确的解决问题的思维方法。例如，分析问题的方法，从题干所述的物理情景入手，分析物理过程及其特点，这里牵涉到的是具体概念的学习和鉴别，即从题干所述的物理情景中去发现同类事物的共同关键特征、属性，行为即事物的鉴别，从而为解决问题打下基础。又如在新的情景中应用物理规律、概念和知识，将已经掌握的物理规律、概念和知识重新组合，从而确定应用哪些物理规律、概念和知识来解决问题。
在新课程的课程目标里的关于“过程、能力与方法”中有这样的描述：“通过学习活动，能够对简单的物理对象进行分类、比较，发现物理对象的基本特征，并能够通过初步的推理、分析、判断等思维活动，解释简单的物理现象，进行简单的计算，具备解决简单物理问题的能力……通过对学习方法的交流和总结，能从指定的渠道获取信息，能对所获得的信息进行分类、比较，能根据记录的要点和整理的提纲进行回忆和复习，并能通过训练活动巩固学习内容，改进学习方法。”因此，在总复习阶段的教学中，“教”是为了让学生通过对所获得的信息例如对问题所展现的情景进行分类、比较，通过回忆和复习，根据学习的知识，去进行相应的确认以完善知识结构，以丰富知识的延伸和扩展；“学”是让学生学会通过初步的推理、分析、判断等思维活动，来解释问题情景作展现的物理现象，选择应使用的物理规律和概念，进行判断和简单的计算，从而具备解决简单物理问题的能力，以及巩固知识和形成牢固的知识结构。
因此，在初中物理总复习中，要贯彻新课程理念，使学生在运用物理学的基本方法中，初步形成思维能力、自主学习、主动**的能力，让学生在掌握和理解物理规律和概念的基础上，去运用规律和知识解决一些简单的物理问题，是我们目前在总复习中亟待解决的问题。
二、研究目标。
针对上述提出的问题，考虑在总复习阶段采用变式教学，对某一规律或概念，建立一根题干，在题干内容不变的情况下，变换问题中的条件，适当地设立坡度，帮助学生在变式中进行思维训练，培养学生分析、比较、概括的能力，以提高初中物理复习课的效率和效益，使学生掌握和理解物理规律和概念的基础上，去运用规律和知识解决一些简单的物理问题。
三、变式训练之界定。
1、变式：所谓变式就是不断变换所提供地材料或问题呈现地形式，使事物的非本质特征时隐时现，而事物的本质特征并保持不变。
2、变式训练：
对学习内容通过不同侧面进行“单维”的表述，使立体内容的呈现形式不断发生变化，在学习内容本质特征不变的前提下，使外在表现形式不断发生变化，通过“单维”的多向表述，呈现“两维”、“三维”或“多维”的问题形态。比如变更概念的非本质特征，变换问题中的条件或结论，转换材料的形式或内容，配置实际应用的各种环境或背景复杂化，但问题或概念的本质不变。这样的教学方法成为变式教学。
3、教学中实施变式训练的理论依据：
建构主义认为知识是由认知主体（人）积极建构的，建构是通过新旧经验的互动实现的；认知的功能是适应，它有助于主体对经验世界的组织。能提供认知工具，蕴含丰富资源，鼓励学生通过与环境的互动去建构个人意义的 “知识的建构”。课堂里的互动包括师生之间、生生之间的相互作用。
所以，包含了“师生之间、生生之间”这两种类型。通常，我们普遍忽视学生之间的互动所可能发挥的作用，学生之间的互动这种类型没有机会在课堂实践活动中发挥它潜在在积极作用。教师与学生间、学生之间要实现积极互动，教师的教学手段是关键因素之一，尤其是教师实施的教学方式的吸引力。
因此，在真实的课堂学习活动中，通过教师或学生的暗示或对某事物的强调，例如变式教学的过程，作为课堂互动规则和活动的一部分，来达到学生学习注意焦点的不断保持，激发学生不断调整自己活动的方向，并进行相应的知识建构。
加涅《学习的条件和教学论》中认为问题解决并不简单的就是先前习得的规则的运用，也是一个新的学习过程。学生在一个问题情景中，回忆先前已经掌握的规则来试**决，在这样一个思维的过程中，学生会尝试许多假设并检验它们的可应用性，当它们找到一个适合这一情景的规则的特定联合的时候，学生不仅“解决”了“问题”，而且也学会了某些新的东西。这个新学会的东西实质上是一个新的“高级规则”，它使学生能够解决相似类型的其它问题。
新学习的另一个方面可能是解决问题的一般方法，也就是能够引导学生的后续行为的认知策略。在问题解决的教学中，最初的事件是问题的呈现，它可由言语陈述或其它方法来完成。然后是学生明确问题，或区别情景的本质特征。
第三步叙述是学生形成可被用于解决问题的假设。最后一步是试图验证假设或后续假设直至学生找到问题的答案。我们在这些步骤中可以看出，只有第一步是外部事件，其余都是内部事件。
所形成的假设通常就是新的规则，当其适用性经受检验并被证实时，那个成功的假设就会被习得。另外，学生在执行这些步骤时，学生运用了某些认知策略来管理自己的思维行动。
因此，我们可以看到，在现当今教育心理学发展中提出的主要观点，集中于通过创设为学生熟悉的生活情景，强调学生在“社会互动”中展开问题解决的学习，变式教学的采用，即为问题解决学习的逐步展开、深入提供了途径，也为学生在“互动”中逐步认识、理解、掌握和运用知识提供了学习方法和学习方式的改进，。
四、研究过程。
在研究实践中，主要抓住重点规律和概念复习的变式教学，试图突破和解决本研究问题。初中物理的重点知识有10个，而压强、电路故障等内容，又是综合性强、涉及知识点多，对学生的分析、解题能力有较高的要求。在以往的复习教学中，以压力、压强中的“立方体”为例：
往往在各种练习和考试**现十几次，甚至更多，可是学生就是不能真正掌握，而这类习题涉及到的固体压强公式，柱形固体压强p＝ρgh，学生虽然能熟记，但解决综合问题的能力差。下面以两个课例的实践记录来反映研究实践过程。主要设计思路是建立一根题干，在题干内容不变的情况下，变换问题中的条件，适当地设立坡度，帮助学生在变式中进行思维训练，培养学生分析、比较、概括和解决问题的能力。
课堂简录一】以压强中的“立方体”教学为例：
一）课堂学习过程。
教师：我们经常在马路上看到大小不同的卡车在马路上行驶，有时也可看到这些卡车上还载有不同大小的物体，在这些时候，这些卡车对地面的压力和压强是多少呢？这是设计师在设计马路所能承受的最大压强时所必须考虑的问题。
我们在解决这些问题时，可以将卡车和物体看做为实心立方体，来分析和解决这些问题。
题干：甲、乙、丙三个实心立方体分别放在水平地面上，它们对水平地面的压强相等，已知ρ甲﹥ρ乙﹥ρ丙 ，则三个立方体对地的压力f甲、f乙、f丙大小关系。
思路分析〕：本题要求同学具备灵活分析问题和解决问题的能力。解题的主要方法是“公式法”，利用两个公式p=，立方体是柱体p＝pgh来解题。
〔变式一〕 若在甲、乙、丙三个立方体上分别放一个质量相等的铜块，则三。
个立方体对水平地面的压强大小关系为。
思路分析：加上的铜块质量相等，则重力g也相等，△f也相等。原来的压强p0=
〔变式二〕 若在甲、乙、丙三个立方体分别上放三个质量不等的铜块后，立。
方体对水平地面压强仍相等，则这三个铜块的重力大小关系为。
思路分析：加上铜块后，对地压强仍相等，则变化的压强应相等。
通过以上两个变式：教师引导学生寻找其中的变化的共性和差异，学生很快得出：
教师引导学生思考：哪种提法和上述情况一样呢？
学生讨论：在立方体上施加竖直方向的力：若竖直向下的力就是加物体，力的大小可以相同也可以不同；若竖直向上的力就是切物体。
教师引导学生思考：那么有哪些切法呢？
学生积极讨论：沿水平方向切——可以等质量、等体积、等高度地切；
又有学生指出：也可以沿竖直方向切——可以等质量、等体积、等宽度地切；
此时学生思维的积极性被充分地调动，学习热情高涨，由学生提出了以下的变式：
变式三〕 若沿水平方向切去等质量的一块后，剩余部分对地压强的大小关系为。
思路分析：切去的一块相等，由于s甲﹤s乙﹤s丙， 所以变化的压强：△p甲＞△p乙＞△p丙，变式四〕 若沿水平方向切去等高度的一块后，剩余部分对地压强的大小关系为。
思路分析：运用柱体的压强公式：p＝pgh，切去的高度相同，
变式五〕 若沿水平方向切去等体积的一块后，剩余部分对地压强的大小关系为。
思路分析：原来的压强相等，由于h甲﹤h乙﹤h丙，v甲﹤v乙﹤v丙，
变式六〕 若沿竖直方向分别切去甲的、乙的、丙的，剩余部分对地压强的大小关系为。
思路分析：学生拿到题目可能急于立式解题，可让他们解题。
二、三分钟后，进行分析。
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