曾長(zhǎng)興

華中師范大學(xué)龍崗附屬中學(xué)，廣東 深圳 518172

1導(dǎo)言

習(xí)題教學(xué)是高三物理復(fù)習(xí)的一個(gè) “實(shí)踐性”環(huán)節(jié)，更是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維及規(guī)范答題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)教學(xué)中，習(xí)題課常常變成“講題”和“做題”課，其模式為學(xué)生做題并校對(duì)答案，然后教師針對(duì)學(xué)生不懂的知識(shí)進(jìn)行評(píng)講。這樣的教學(xué)雖然能夠達(dá)到對(duì)知識(shí)與技能的訓(xùn)練，但是學(xué)生能力卻得不到針對(duì)性的培養(yǎng)?？茖W(xué)思維是高中生的必備品格和關(guān)鍵能力，如何在高三物理習(xí)題教學(xué)中落實(shí)科學(xué)思維能力的培養(yǎng)是一線物理教師關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

本文結(jié)合二輪復(fù)習(xí)中的板塊模型，通過分析高考真題、巧設(shè)開放問題、強(qiáng)化過程分析、解決實(shí)際問題等環(huán)節(jié)，探討基于科學(xué)思維培養(yǎng)的高三物理習(xí)題教學(xué)策略。

2 設(shè)計(jì)思路分析

2．1 設(shè)計(jì)思想

板塊模型是一種常見的、經(jīng)典的題型，是高考對(duì)力與運(yùn)動(dòng)、功和能等力學(xué)規(guī)律進(jìn)行綜合考查的常用手段，至少涉及兩個(gè)物體，一般包括多個(gè)過程，物理情境變化空間大，問題處理相對(duì)復(fù)雜，處理好該問題對(duì)整個(gè)高中物理學(xué)習(xí)都有很好的促進(jìn)和幫助作用。從物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的角度來(lái)看，教師應(yīng)優(yōu)化習(xí)題設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)開放性問題，創(chuàng)設(shè)生活情境，通過“讀題”建構(gòu)模型、“畫圖”科學(xué)推理、“寫式”科學(xué)論證、“計(jì)算”質(zhì)疑創(chuàng)新等解題過程，有目的、有計(jì)劃、有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生實(shí)施科學(xué)思維訓(xùn)練。

2．2 教學(xué)目標(biāo)

高三物理習(xí)題教學(xué)，既要讓學(xué)生構(gòu)建學(xué)科知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，更要讓學(xué)生具備物理學(xué)科特色的關(guān)鍵能力與必備品格。板塊模型是高三物理復(fù)習(xí)中要突破的一個(gè)難點(diǎn)，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的重要載體。根據(jù)高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)及素養(yǎng)分析如表1所示。

表1 教學(xué)目標(biāo)及素養(yǎng)分析

3 教學(xué)過程

高三第二輪復(fù)習(xí)，不僅是為了讓學(xué)生應(yīng)對(duì)考試，更應(yīng)該讓學(xué)生具備廣闊的物理思維，能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活中的實(shí)際問題。筆者設(shè)計(jì)了思維深度逐層遞進(jìn)的4個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)和原理解決實(shí)際問題的能力。

環(huán)節(jié)一：走進(jìn)高考，自主建構(gòu)

板塊模型在高考試題中屢屢出現(xiàn)，是最經(jīng)典、最基本的模型之一，近四年高考真題及考查角度如表2所示。

表2 近四年高考真題及考查角度

設(shè)計(jì)說(shuō)明：采用圖形表述引導(dǎo)學(xué)生形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并自主構(gòu)建物理模型；同時(shí)表述中只涉及高考真題圖形，沒有具體已知量和未知量，簡(jiǎn)化了“文字信息”轉(zhuǎn)化為“物理情境”的過程，需要學(xué)生通過高考真題的對(duì)比，能夠主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、探究問題，熟悉常見模型，激發(fā)學(xué)生參與課堂的興趣。

教學(xué)反思：學(xué)生在一輪復(fù)習(xí)中做了大量的練習(xí)，接觸了很多高考題，但把同類屬性的試題放在一起，從不同試題中找出共性問題，對(duì)學(xué)生進(jìn)行模型建構(gòu)具有重要意義。學(xué)生構(gòu)建板塊模型后，能否將物理模型內(nèi)化為物理意識(shí)，選擇恰當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律解決具體問題呢？筆者進(jìn)一步設(shè)計(jì)了開放性問題，滲透科學(xué)思維。

環(huán)節(jié)二：巧設(shè)問題，方法滲透

練習(xí)1：如圖1，一小物塊P以一定速度v0滑上靜止在光滑水平面的木板P1，經(jīng)過時(shí)間t，物塊恰好滑至木板的最右端與木板相對(duì)靜止。已知：P質(zhì)量為m，P1質(zhì)量為M，長(zhǎng)度為L(zhǎng)；物塊、木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，水平面光滑。根據(jù)已知條件，請(qǐng)有條理、完整地列出相關(guān)的物理規(guī)律，并思考各規(guī)律的適用條件。

圖1 練習(xí)1示意圖

設(shè)計(jì)說(shuō)明：巧設(shè)開放性問題，探索如何結(jié)合已知條件對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行求解，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理、綜合能力。筆者通過“讀題”“畫圖”“列式”“計(jì)算”等解題過程讓學(xué)生掌握物理規(guī)律，滲透物理方法，具體思路如圖2。

圖2 解題思路

教學(xué)反思：知識(shí)和方法是學(xué)生內(nèi)化、反思后領(lǐng)悟出來(lái)的，讓學(xué)生自主經(jīng)歷物理規(guī)律的形成過程，是發(fā)展科學(xué)思維能力的重要途徑。傳統(tǒng)習(xí)題教學(xué)中，教師總是過分重視邏輯推理和解題技巧，學(xué)生學(xué)到的是一堆脫離實(shí)際的公式。筆者通過一道開放性問題，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度、不同方位進(jìn)行思考，不僅改變了學(xué)生的思維方式，同時(shí)提供了更多機(jī)會(huì)讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行歸納、整理，有效突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位。

環(huán)節(jié)三：方法遷移，能力提升

練習(xí)2：如圖3所示，一質(zhì)量為3m、厚度h＝0.05 m的木板C，靜止在粗糙水平地面上。在木板C上靜放一質(zhì)量為2m的彈性小物塊B；B所處位置的右側(cè)光滑，長(zhǎng)L1＝0.22 m；左側(cè)粗糙，長(zhǎng)L2＝0.32 m；B與其左側(cè)的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.9；豎直固定、半徑R＝0.45 m的光滑圓弧軌道，其最低點(diǎn)與木板C右端等高相切?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的彈性小物塊A，從軌道最高點(diǎn)由靜止下滑。已知C與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.25，小物塊A、B可看為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取10 m/s2。求：

（1）A剛滑上C時(shí)的速度大??；

（2）A、B碰后瞬間的速度大??；

（3）試分析判斷，小物塊A是否會(huì)滑離木板C；如果會(huì)，求小物塊A落地瞬間與木板C右端的水平距離。

圖3 練習(xí)2示意圖

設(shè)計(jì)說(shuō)明：本題設(shè)定學(xué)生熟悉的物理情境——板塊模型，但是通過過程的變化、研究對(duì)象的增加、物理?xiàng)l件的變化等形成較為復(fù)雜的物理過程。第3問設(shè)定的開放性問題，需要判斷或討論，體現(xiàn)了試題的應(yīng)用性和綜合性。解題步驟主要以學(xué)生思考為主，按照學(xué)生的思路進(jìn)行分析。

步驟一：讀題。獲取信息有B、C靜止，A沿光滑圓弧下滑， 已知 h＝0.05 m、L1＝0.22 m、L2＝0.32 m、R＝0.45 m、μ1＝0.9、μ2＝0.25。 解讀信息知本題為板塊模型，考查受力分析、動(dòng)能定理、彈性碰撞、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、牛頓第二定律、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。

步驟二：畫圖。學(xué)生對(duì)物體進(jìn)行受力分析和過程拆分，并畫出運(yùn)動(dòng)情景圖（圖略）。

過程2：A以v0向左勻速運(yùn)動(dòng)，直至與B發(fā)生彈性碰撞，C處于靜止?fàn)顟B(tài)。

過程3：B滑上C的左側(cè)，由于C不會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，A向右勻速運(yùn)動(dòng)，可判斷A會(huì)從C的右端飛出，離開C后做平拋運(yùn)動(dòng)。

步驟三：列式。學(xué)生根據(jù)運(yùn)動(dòng)過程，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法列出物理原始表達(dá)式。

步驟四：計(jì)算。通過計(jì)算可知，（1）B、C恰好共速時(shí)，判斷A恰好滑至C的右端、B仍在C上；（2）判斷B、C一起向左減速，A向右做平拋運(yùn)動(dòng)；（3）判斷 B、C 停下后，A 再落地。

教學(xué)反思：把一個(gè)復(fù)雜的過程分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單的物理過程是令人激動(dòng)的時(shí)刻，是一個(gè)人物理素養(yǎng)的標(biāo)志。本題以力學(xué)中的核心知識(shí)為主線，通過過程拆分，尋找解決問題的途徑，對(duì)重要思想方法進(jìn)行遷移。同時(shí)，課堂上的簡(jiǎn)明分析和規(guī)范表達(dá)可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

環(huán)節(jié)四：聯(lián)系生活，學(xué)以致用

1．根據(jù)板塊模型及解題思路，你能夠聯(lián)想起生活中哪些與其相似的模型？

2．結(jié)合本節(jié)課的內(nèi)容說(shuō)一說(shuō)自己的感受，總結(jié)板塊模型的解題策略。

根據(jù)學(xué)生的聯(lián)想呈現(xiàn)生活中的板塊模型，如表3所示。

表3 生活中的板塊模型

設(shè)計(jì)說(shuō)明：避險(xiǎn)車道、泥石流問題、生活中的圓盤和桌布等情境與學(xué)生實(shí)際生活聯(lián)系緊密。試題呈現(xiàn)的是復(fù)雜的實(shí)際問題，要從物理學(xué)的視角獲取信息，對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行簡(jiǎn)化提煉，建構(gòu)物理模型，從而將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為物理問題進(jìn)行解決。

教學(xué)反思：高中物理教學(xué)的最終目的是讓學(xué)生從“解題”轉(zhuǎn)變到“解決問題”。在習(xí)題教學(xué)中創(chuàng)設(shè)真實(shí)而有價(jià)值的問題情境，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，這正是高中物理教學(xué)的核心價(jià)值。學(xué)生對(duì)本課內(nèi)容進(jìn)行歸納、總結(jié)，既是他們對(duì)知識(shí)方法的思考過程，更是他們對(duì)科學(xué)思維的整合、領(lǐng)悟和內(nèi)化的過程。

4 結(jié)束語(yǔ)

核心素養(yǎng)最應(yīng)該聚焦的是科學(xué)思維，習(xí)題教學(xué)則是發(fā)展科學(xué)思維的重要途徑。高三第二輪復(fù)習(xí)最根本的目的是使高中階段所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)物理知識(shí)、原理解決實(shí)際問題的能力?；谂囵B(yǎng)科學(xué)思維的視角，優(yōu)化習(xí)題教學(xué)使其更符合物理學(xué)科特點(diǎn)，有利于學(xué)生更全面、更系統(tǒng)地掌握物理知識(shí)，有利于落實(shí)核心素養(yǎng)發(fā)展的目標(biāo)。