孫鵬偉

(西安交大二附中，陜西 西安 710061)

學(xué)習(xí)不是為了考試,但考試是為了更好地學(xué)習(xí),考試后對(duì)試卷的講評(píng)是為了更有效的學(xué)習(xí).在高三的備課復(fù)習(xí)中,不僅考試的頻次比較高,而且考練與講評(píng)常常占用了比較多課堂教學(xué)時(shí)間,對(duì)于有限的課堂教學(xué)時(shí)間,有效的講評(píng)就尤為重要.如何有效講評(píng)試卷?其中以“問題化學(xué)習(xí)”方式設(shè)計(jì)試卷講評(píng)課,即根據(jù)學(xué)生答卷情況,圍繞試題中所涉及的物理知識(shí)、物理方法、物理思想、物理觀念設(shè)計(jì)“以學(xué)生問題為起點(diǎn)、以學(xué)科問題為基礎(chǔ)、以教師問題為引導(dǎo)”的三位一體系列有效問題,開展有效的試卷講評(píng),實(shí)現(xiàn)對(duì)所考查知識(shí)的再次建構(gòu)與能力的提高,提高備考復(fù)習(xí)的效率與效益.

1 以學(xué)生問題為起點(diǎn),解決答卷中顯性與隱性問題

1.1 源自學(xué)生答卷中顯性的問題

根據(jù)學(xué)生答卷情況,依據(jù)試題雙向細(xì)目表,從對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)認(rèn)知、理解、掌握、應(yīng)用等方面查找大多數(shù)學(xué)生所存在的問題;依據(jù)物理學(xué)科特點(diǎn),從物理方法、思想、觀念及科學(xué)思維等方面查找大多數(shù)學(xué)生所存在的問題.例如,在曲線運(yùn)動(dòng)的章節(jié)檢測(cè)中學(xué)生錯(cuò)誤率比較高的一道試題如下.

(B) 水平恒力作用2t時(shí)間,物體速度大小為v0.

根據(jù)試題學(xué)生的答卷主要存在以下問題:

(1) 基礎(chǔ)知識(shí)認(rèn)知問題.不清楚當(dāng)物體受到水平恒力的作用且運(yùn)動(dòng)為先減速到最小速度(最小速度不為0),然后又加速的運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng).

(2) 基本規(guī)律理解問題.沒有理解對(duì)于變速運(yùn)動(dòng)當(dāng)物體速度有最小值時(shí),合外力的方向一定和速度方向垂直,因此不能準(zhǔn)確判斷物體的運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)且開始合外力的方向和速度方向之間夾角為鈍角.

(3) 建構(gòu)模型問題.即物體的運(yùn)動(dòng)是類斜上拋運(yùn)動(dòng)模型.水平恒力等效為重力,當(dāng)初速度大小方向一定時(shí),運(yùn)動(dòng)的最小速度(即水平方向分速度)和物體重力(合外力)大小無關(guān).

(5) 建立物理思想問題.即對(duì)稱性思想.類斜上拋運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)過程中其速度大小在時(shí)間和空間上都表現(xiàn)為對(duì)稱性,由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,初速度為v0,經(jīng)過ts速度為最小值,再經(jīng)過ts速度大小又變?yōu)関0.

圖1

(6) 形成物理觀念問題.即運(yùn)動(dòng)的觀念,也就是運(yùn)動(dòng)的時(shí)空觀.即(A)、(C)選項(xiàng)分別應(yīng)用動(dòng)量定理和動(dòng)能定理求解.

上述問題的解決就能夠建構(gòu)如圖1所示的運(yùn)動(dòng)模型,問題自然得到解決.

1.2 源自學(xué)生答卷中隱性的問題

學(xué)生做對(duì)的試題其求解分析、推理演繹等解答過程往往都是一致的,但做錯(cuò)的試題其錯(cuò)誤的原因是多種多樣的.教師在進(jìn)行講評(píng)課的準(zhǔn)備環(huán)節(jié),必須分析學(xué)生做錯(cuò)試題的背后隱性的問題,尤其關(guān)注因?yàn)榛靖拍畈磺濉⒁?guī)律理解不到位、物理思想方法沒有建立及物理觀念缺失等問題而導(dǎo)致的錯(cuò)誤.

圖2

(1) 若彈簧的勁度系數(shù)為k,求輕桿開始移動(dòng)時(shí),彈簧的壓縮量x.

(2) 為使這裝置安全工作,允許該小車撞擊的最大速度vm.

(3) 討論在裝置安全工作時(shí),該小車彈回速度v′與撞擊速度v的關(guān)系.

該題從2012年高考中出現(xiàn)后的至今5年中,筆者分別在不同學(xué)校的高三年級(jí)第一輪復(fù)習(xí)后做過測(cè)試,在學(xué)生事先做過或教師講過的情況下,時(shí)隔一段時(shí)間后再次出現(xiàn),多數(shù)學(xué)生仍不能思路順暢地正確分析解答,甚至逢考必錯(cuò).究其原因,關(guān)鍵問題如下.

(1) 建構(gòu)模型意識(shí)缺失.沒有認(rèn)識(shí)到“輕質(zhì)彈簧與輕桿”是“輕質(zhì)模型”問題.

(2) 對(duì)輕質(zhì)模型的理解不到位.不知道“輕質(zhì)”因?yàn)槠滟|(zhì)量m=0,無論輕桿如何運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律其合外力始終為0.

(3) 基本概念不清.輕桿在每次運(yùn)動(dòng)過程中因沿運(yùn)動(dòng)方向所受到的“滑動(dòng)摩擦力”不變,根據(jù)(2)結(jié)論得到,輕桿在每次運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的彈力不變且相同,即彈簧的壓縮量保持不變且都相同.

(4) 能量守恒的觀念缺失.小車撞擊彈簧并使輕桿運(yùn)動(dòng),每次撞擊轉(zhuǎn)化的彈性勢(shì)能都相同,根據(jù)能量守恒得小車每次被彈回時(shí)的速度都相同.

2 以學(xué)科問題為基礎(chǔ),建構(gòu)以學(xué)科教育為目標(biāo)的系列化問題

完整意義的物理教育應(yīng)當(dāng)包括物理知識(shí)教育、物理方法教育、物理思想教育、物理觀念教育與物理精神教育.[1]因此,對(duì)于物理學(xué)科的試卷講評(píng)課,以物理學(xué)科問題為基礎(chǔ),就是從物理學(xué)科教育出發(fā),依據(jù)考題雙向細(xì)目表查找在建構(gòu)物理知識(shí)方面存在的問題,依據(jù)學(xué)生答卷情況查找在物理方法及物理思想的建立中存在的問題,依據(jù)所考查的章節(jié)知識(shí)查找在建立物理觀念方面存在的問題.通過對(duì)試卷的評(píng)講,必須使學(xué)生在應(yīng)用中掌握方法、形成思想及建立觀念.

圖3

(A)v1>v2,W1>W2.

(B)v1=v2,W1>W2.

(C)v1

(D)v1=v2,W1=W2.

圖4 圖5

例4.(2016年江蘇高考題)如圖6所示,傾角為α的斜面A被固定在水平面上,細(xì)線的一端固定于墻面,另一端跨過斜面頂端的小滑輪與物塊B相連,B靜止在斜面上.滑輪左側(cè)的細(xì)線水平,右側(cè)的細(xì)線與斜面平行.A、B的質(zhì)量均為m.撤去固定A的裝置后,A、B均做直線運(yùn)動(dòng).不計(jì)一切摩擦,重力加速度為g.求:

圖6

(1)A固定不動(dòng)時(shí),A對(duì)B支持力的大小N;

(2)A滑動(dòng)的位移為x時(shí),B的位移大小s;

(3)A滑動(dòng)的位移為x時(shí)的速度大小vx.

依據(jù)學(xué)生試卷所表現(xiàn)的思維不順暢、關(guān)系不明確甚至不會(huì)做等問題,指導(dǎo)學(xué)生從物理方法、思想、觀念切入,建構(gòu)物理模型.

(1) 建立物理觀念.

① 時(shí)空觀念.畫運(yùn)動(dòng)幾何圖尋找兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的空間關(guān)系.

② 相互作用觀念.根據(jù)兩個(gè)物體間的相互作用尋找其他物理量的關(guān)系.

③ 守恒觀念.從能量守恒觀念尋找兩個(gè)物體能量的關(guān)系.

(2) 形成物理思想.

① 等效思想.B斜向下的運(yùn)動(dòng)等效為沿水平方向與豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng).

② 能量守恒思想.A、B整體滿足能量守恒,B減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為A、B運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能.

圖7

(3) 掌握物理方法.

① 建構(gòu)連接體模型的位移關(guān)系.如圖7所示,有

② 建構(gòu)連接體模型的速度微元關(guān)系.

③ 應(yīng)用機(jī)械能守恒建立等量關(guān)系.

通過上述的問題引導(dǎo)和講評(píng),建立學(xué)科觀念、形成學(xué)科思想、掌握學(xué)科方法.

3 以教師問題為引導(dǎo),建構(gòu)發(fā)展學(xué)生能力及提高思維品質(zhì)的問題

就題講題的講評(píng)那是糾錯(cuò),對(duì)于知識(shí)綜合性強(qiáng)、思維靈活性要求高等難度較大試題,教師還應(yīng)根據(jù)試題再設(shè)計(jì)以發(fā)展學(xué)生思維能力為主的試題,例如,設(shè)計(jì)多題一解的橫向拓展、探究一題多解的縱向挖掘,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力,提高學(xué)生的思維品質(zhì).若回眸近幾年全國課標(biāo)卷高考試題的第25題,自2013年至2017年連續(xù)5年的試題都表現(xiàn)為一題多解.例如2013年課標(biāo)卷Ⅰ第25題的第(2)問如下.

圖8

例5.如圖8,兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為θ,間距為L.導(dǎo)軌上端接有一平行板電容器,電容為C.導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面.在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒,棒可沿導(dǎo)軌下滑,且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸.已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度大小為g.忽略所有電阻.讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑,求金屬棒的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系.

解法1.根據(jù)物理微元法思想.

設(shè)在Δt內(nèi)導(dǎo)體速度變化Δv,導(dǎo)體兩端電壓變化ΔU,電容器兩板電荷量增加ΔQ,根據(jù)Δv=aΔt，ΔU=BLΔv，ΔQ=CΔU=BCLΔv，可得

根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，有

mgsinθ-μmgcosθ-B2L2Ca=ma，

解法2.根據(jù)物理時(shí)空觀念.

根據(jù)動(dòng)量定理得

(mgsinθ-μmgcosθ-BIL)Δt=mΔv.

由Q=IΔt=CΔU，ΔU=BLΔv，代入上式得

(mgsinθ-μmgcosθ)Δt-B2L2CΔv=mΔv，

解法3.根據(jù)能量守恒觀念.

設(shè)導(dǎo)體下滑s位移時(shí),瞬時(shí)速度為v,則電容器兩板電壓U=BLv,電容器充電儲(chǔ)存的能量為

根據(jù)能量守恒得

點(diǎn)評(píng):解法1中,導(dǎo)體變速運(yùn)動(dòng),微元法切入,思維從“時(shí)間微元”向其他“物理微元”輻射;解法2中,從運(yùn)動(dòng)觀念的時(shí)空觀切入,思維從動(dòng)量定理的“線”指向安培力沖量的“點(diǎn)”;解法3中,依據(jù)能量守恒觀念,使思維呈現(xiàn)“立體狀”發(fā)散,由表及里逐一撥開,最終指向與公式v2=2as的對(duì)比.[2]

1 邢紅軍,張抗抗.論物理思想的教育價(jià)值及其啟示[J].教育科學(xué)研究,2016(8):61-68.

2 孫鵬偉.探析近四年高考“壓軸題”的變化[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2016(11):65-67.