姚彬 何晉中
摘? 要:“綜合性”考查不僅是評(píng)估考生對(duì)學(xué)科內(nèi)及學(xué)科間知識(shí)、技能的融會(huì)貫通,也能夠反映考生面對(duì)復(fù)雜情境時(shí)的思維過(guò)程。文章從情境、思維、關(guān)聯(lián)和錯(cuò)因四個(gè)方面對(duì)高考試題展開(kāi)分析,提出“綜合性”對(duì)高中物理教學(xué)的三點(diǎn)啟示:完善知識(shí)網(wǎng)絡(luò)、建構(gòu)物理模型和優(yōu)化思維過(guò)程。
關(guān)鍵詞:高考評(píng)價(jià)體系;綜合性;情境;物理模型;思維過(guò)程
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? 文章編號(hào):1003-6148(2020)12-0033-5
“綜合性”考查是“一核四層四翼”高考評(píng)價(jià)體系中“四翼”考查要求之一,它與基礎(chǔ)性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性一起回應(yīng)高考“怎么考”的問(wèn)題;它是測(cè)量與評(píng)價(jià)即將進(jìn)入高等學(xué)校學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)者在復(fù)雜情境下對(duì)學(xué)科知識(shí)、能力、素養(yǎng)之間的整合及其綜合運(yùn)用水平。
1? ? 高考評(píng)價(jià)中綜合性的內(nèi)涵
綜合不是學(xué)科知識(shí)、能力的簡(jiǎn)單拼湊,而是以情境為載體來(lái)展現(xiàn)學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)的理解和聯(lián)系、技能的整合和運(yùn)用?!熬C合性”考查要求側(cè)重高考測(cè)量與評(píng)價(jià),它與高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)、學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)相輔相成,共同關(guān)注學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)?!八膶印敝锌际裁吹膯?wèn)題在綜合層面得到更全面、更深入地體現(xiàn)。
1.1? ? 融會(huì)貫通是綜合素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)之一
綜合素質(zhì)的培養(yǎng)是德智體美勞全面培養(yǎng)教育體系的基本要求[1]。良好的綜合素質(zhì)表現(xiàn)在面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題情境時(shí),可以綜合運(yùn)用科學(xué)思維方法,整合相關(guān)知識(shí)和能力高質(zhì)量地解決問(wèn)題。具體表現(xiàn)在處理復(fù)雜問(wèn)題時(shí),能否對(duì)同一層面或不同層面的知識(shí)、技能、素養(yǎng)的橫縱向融會(huì)貫通。例如,勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度公式vt=v0+at和動(dòng)能定理W=ΔEk分別屬于必修一、必修二的基礎(chǔ)內(nèi)容,從學(xué)科模塊角度來(lái)看屬于不同層面的必備知識(shí),從動(dòng)力學(xué)角度來(lái)看則屬于同一層面的知識(shí)。它們又與運(yùn)動(dòng)圖像、極限思想、能量守恒觀點(diǎn)等關(guān)鍵能力、物理思想等構(gòu)成縱向聯(lián)系。在不同視域下,概念與規(guī)律之間、學(xué)科模塊之間、不同學(xué)科之間相互關(guān)聯(lián)構(gòu)成錯(cuò)綜復(fù)雜的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)、核心價(jià)值等一起構(gòu)成具有內(nèi)在邏輯關(guān)系的學(xué)科知識(shí)體系。
1.2? ? 問(wèn)題情境是“綜合性”考查的有效載體
綜合性不僅針對(duì)學(xué)科內(nèi)容,還包括情境的復(fù)雜性[1]。評(píng)價(jià)體系中的情境是指以問(wèn)題或任務(wù)為中心構(gòu)成的活動(dòng)場(chǎng)域[2],即“問(wèn)題情境”。一般來(lái)說(shuō),物理學(xué)科情境的復(fù)雜性取決于研究者對(duì)活動(dòng)場(chǎng)域的熟悉程度、研究對(duì)象和研究過(guò)程或狀態(tài)(注:研究過(guò)程或狀態(tài)在文中均統(tǒng)稱研究過(guò)程)的數(shù)量以及相互關(guān)聯(lián)活動(dòng)的隱蔽程度三個(gè)方面。高中物理涉及到的活動(dòng)場(chǎng)域如水平面、斜面、繩擺、豎直圓軌道等,多源于生產(chǎn)生活實(shí)踐,并對(duì)其進(jìn)行理想化處理。研究對(duì)象和研究過(guò)程越多,可能涉及的運(yùn)動(dòng)類型越多,對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律就越多。
綜合性要求以多項(xiàng)相互關(guān)聯(lián)的活動(dòng)組成的復(fù)雜情境作為載體[1]。相互關(guān)聯(lián)不僅包括研究對(duì)象之間相互作用的關(guān)聯(lián),還包括研究過(guò)程之間時(shí)間和空間上的關(guān)聯(lián),也包括其他因素的關(guān)聯(lián)。情境的復(fù)雜性與關(guān)聯(lián)數(shù)量有關(guān),與關(guān)聯(lián)隱蔽程度也有關(guān)。有些關(guān)聯(lián)不易察覺(jué),需要具有較強(qiáng)的信息獲取、知識(shí)調(diào)動(dòng)、質(zhì)疑求證等各種綜合能力,才能高效地發(fā)現(xiàn)這些隱蔽關(guān)聯(lián)。
1.3? ? 情境活動(dòng)是思維過(guò)程的綜合表現(xiàn)
情境活動(dòng)是指考生在情境中所進(jìn)行的解決問(wèn)題或完成任務(wù)的活動(dòng)[2]。分析推理是情境活動(dòng)最重要一個(gè)過(guò)程。分析推理是指考生面對(duì)情境問(wèn)題時(shí)對(duì)學(xué)科知識(shí)和相關(guān)信息進(jìn)行概括整合、歸納演繹、辯證反思等一系列思維過(guò)程。筆者將思維過(guò)程歸納為三種分析類型:物理分析、數(shù)學(xué)分析和推理分析。物理分析指依據(jù)獲取信息,調(diào)用相應(yīng)的物理概念和規(guī)律逐次推進(jìn)的思維過(guò)程,反映了學(xué)科內(nèi)知識(shí)的橫向融會(huì)貫通;數(shù)學(xué)分析是指應(yīng)用運(yùn)算、函數(shù)、幾何等數(shù)學(xué)方法進(jìn)行的思維過(guò)程,反映了學(xué)科間知識(shí)的融會(huì)貫通;推理分析是指運(yùn)用假設(shè)、反證、等效等邏輯方法進(jìn)行的推理、判斷和論證的過(guò)程,反映了不同層次知識(shí)和技能間的縱向融會(huì)貫通。情境越復(fù)雜,情境活動(dòng)越多樣,越能反映考生的綜合素質(zhì)水平。
2? ? 高考試題體現(xiàn)綜合性例析
高考試題是如何通過(guò)情境考查學(xué)科內(nèi)或?qū)W科間知識(shí)的綜合?學(xué)生又是如何調(diào)動(dòng)所學(xué)知識(shí)來(lái)進(jìn)行情境活動(dòng)?本文聚焦在豎直平面內(nèi)的圓弧軌道這一特定的活動(dòng)場(chǎng)域。
豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)是常見(jiàn)的物理活動(dòng)場(chǎng)域之一。它涉及到的物理概念和規(guī)律多是學(xué)科主干知識(shí),還能與其他場(chǎng)景構(gòu)成復(fù)雜的物理情境。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),從1997年到2018年全國(guó)高考卷中與豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)的試題多達(dá)22個(gè),幾乎每年都會(huì)出現(xiàn)。
筆者從歷年全國(guó)高考物理試題中選取三道中等難度的試題,從情境、思維、關(guān)聯(lián)以及錯(cuò)因四個(gè)方面進(jìn)行剖析,以期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題癥結(jié)、提煉試題特征、尋找教學(xué)對(duì)策。
2.1? ? 不同年代綜合性高考試題及分析
例1 (1997年全國(guó)卷)內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管,位于豎直平面內(nèi),環(huán)的半徑為R(比細(xì)管的半徑大得多)。在細(xì)圓管中有兩個(gè)直徑略小于細(xì)圓管管徑的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))A和B,質(zhì)量分別為m1和m2,它們沿環(huán)形圓管(在豎直平面內(nèi))順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度都是v0;設(shè)A球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)B球恰好通過(guò)最高點(diǎn),此時(shí)兩球作用于環(huán)形圓管的合力為零,那么m1、m2、R和v0應(yīng)滿足的關(guān)系式是_________。
【情境】本題以豎直放置的環(huán)形細(xì)圓管為活動(dòng)場(chǎng)域。
【思維】 物理分析:分別對(duì)三個(gè)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,并根據(jù)相應(yīng)的物理規(guī)律列式。
推理分析:B球在最高點(diǎn)受到軌道的彈力方向的判斷需要經(jīng)過(guò)一個(gè)推理論證過(guò)程,如圖1。
數(shù)學(xué)分析:將已知量代入物理列式中,通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算等分析過(guò)程得到答案。
【關(guān)聯(lián)】關(guān)聯(lián)1:環(huán)形圓管受到兩個(gè)彈力與A、B兩球的彈力FN之間的關(guān)聯(lián);
關(guān)聯(lián)2:A、B兩球在最低點(diǎn)的速度均為v0;
關(guān)聯(lián)3:B球在最高點(diǎn)的速度v與最低點(diǎn)的速度v0之間的關(guān)聯(lián)。
其中,關(guān)聯(lián)2為題中已知條件;關(guān)聯(lián)3可應(yīng)用功能規(guī)律分析;關(guān)聯(lián)1隱藏在推理分析過(guò)程中。題中已知的是“兩球作用于環(huán)形圓管的合力為零”,需要綜合運(yùn)用物理知識(shí)和推理論證才能得出兩彈力的關(guān)系。
【錯(cuò)因】 本題是一道典型的以學(xué)科內(nèi)知識(shí)橫向聯(lián)系為主的綜合性問(wèn)題。筆者曾將此題改編為計(jì)算題,對(duì)多屆高三學(xué)生進(jìn)行過(guò)限時(shí)測(cè)試。依據(jù)測(cè)試結(jié)果和跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn),除了物理基礎(chǔ)知識(shí)不過(guò)關(guān)和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力偏弱兩個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題之外,學(xué)生推理論證不夠嚴(yán)謹(jǐn)是該題的主要錯(cuò)因。學(xué)生根據(jù)題中表述“它們......經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度都是v0”認(rèn)為兩球在最高點(diǎn)的速度均為v,或是兩球在最高點(diǎn)、最低點(diǎn)所受彈力均為FN,錯(cuò)誤列式為:FN+m1g=m1■、FN-m2g=m2■。
例2 (2017年全國(guó)Ⅱ卷)如圖2,半圓形光滑軌道固定在水平地面上,半圓的直徑與地面垂直。一小物塊以速度v從軌道下端滑入軌道,并從軌道上端水平飛出,小物塊落地點(diǎn)到軌道下端的距離與軌道半徑有關(guān),此距離最大時(shí)對(duì)應(yīng)的軌道半徑為(重力加速度大小為g)(? ? ? )
A.■ B.■
C.■ D.■
【情境】 本題的活動(dòng)場(chǎng)域?yàn)樨Q直半圓軌道對(duì)接水平軌道。
【思維】 分析過(guò)程如圖3。
物理分析:對(duì)圓周、平拋兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程分別列式。
推理分析:思考距離x為何會(huì)有最大值,x與R兩個(gè)變量之間有何種聯(lián)系。
數(shù)學(xué)分析:綜合物理列式推導(dǎo)出x與R的函數(shù)關(guān)系式并求其極值。
【關(guān)聯(lián)】 關(guān)聯(lián)1:最高點(diǎn)的速度v1、圓軌道的半徑R是前后兩個(gè)過(guò)程的關(guān)聯(lián)點(diǎn);
關(guān)聯(lián)2:水平距離x與圓軌道半徑R的關(guān)聯(lián);
關(guān)聯(lián)3:水平距離x的最大值對(duì)應(yīng)的R值的關(guān)聯(lián)點(diǎn)。
半圓形軌道與水平面對(duì)接是高中物理問(wèn)題中常見(jiàn)的活動(dòng)場(chǎng)景,關(guān)聯(lián)1容易被發(fā)現(xiàn),關(guān)聯(lián)2需要通過(guò)推理論證和數(shù)學(xué)運(yùn)算才能找到。能否找到關(guān)聯(lián)3取決于數(shù)學(xué)技能的掌握程度。
【錯(cuò)因】 從情境來(lái)看本題并不復(fù)雜,活動(dòng)場(chǎng)域也并不陌生。跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn),學(xué)生思維過(guò)程中主要存在兩個(gè)方面的問(wèn)題:(1)建構(gòu)物理模型能力欠缺。例如,本題涉及到R、v1、v、t和x等多個(gè)物理量,有些學(xué)生未能從題中表述獲取構(gòu)建模型的關(guān)鍵信息,不能快速、準(zhǔn)確地列式和處理,不清楚何為定量、何為變量。(2)各種分析能力的融合不夠。例如,由于推理論證能力不足,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)R存在某個(gè)值使得x有極大值,導(dǎo)致無(wú)法得到關(guān)聯(lián)點(diǎn)2。從x與R的函數(shù)中找到極值問(wèn)題對(duì)高中學(xué)生來(lái)說(shuō)并不算難點(diǎn),但數(shù)學(xué)技能與物理分析和邏輯推理融合在一起,使得思維難度增加。
例3 (2018年全國(guó)Ⅲ卷)如圖4,在豎直平面內(nèi),一半徑為R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點(diǎn)相切,BC為圓弧軌道的直徑。O為圓心,OA和OB之間的夾角為α,sinα=■,一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道通過(guò)C點(diǎn),落至水平軌道;在整個(gè)過(guò)程中,除受到重力及軌道作用力外,小球還一直受到一水平恒力的作用,已知小球在C點(diǎn)所受合力的方向指向圓心,且此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱?。重力加速度大小為g。求:
(1)水平恒力的大小和小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大小;
(2)小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)量的大小;
(3)小球從C點(diǎn)落至水平軌道所用的時(shí)間。
【情境】 本題與例2構(gòu)建的活動(dòng)場(chǎng)域類似,但有兩個(gè)不同點(diǎn):一是軌道是優(yōu)弧;二是存在一個(gè)水平恒力。
【思維】
推理分析:結(jié)合題中信息“水平恒力”“合力的方向指向圓心”和“此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱恪碑嫵鰣D5中的受力分析2。
物理分析:由矢量合成法得到水平恒力與合力的表達(dá)式。由牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理可求得小球在C、A兩點(diǎn)的速度,進(jìn)而求得小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)量大小。
數(shù)學(xué)分析:除了基本運(yùn)算處理,還應(yīng)用三角函數(shù)來(lái)表示水平恒力與合力,表示A、C間的水平、豎直距離以及C點(diǎn)的豎直分速度大小。
小球從C點(diǎn)落回水平面的過(guò)程是一個(gè)類平拋運(yùn)動(dòng)。結(jié)合問(wèn)題來(lái)看,并不是按平拋運(yùn)動(dòng)常規(guī)分析思路,而是分析豎直方向的分運(yùn)動(dòng)。該過(guò)程既有物理分析,也有推理分析。
【關(guān)聯(lián)】
關(guān)聯(lián)1:小球在A點(diǎn)與C點(diǎn)的速度關(guān)聯(lián);
關(guān)聯(lián)2:矢量三角形與幾何圖形中的角度關(guān)聯(lián)。
【錯(cuò)因】 本題不僅考查了力和運(yùn)動(dòng)的合成與分解、圓周運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理等必備知識(shí),也考查了學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移、運(yùn)用規(guī)律進(jìn)行分析等關(guān)鍵能力。錯(cuò)因主要是以下三個(gè)方面:(1)關(guān)鍵信息的獲取能力不足。例如,學(xué)生未能綜合解讀題中關(guān)鍵詞句“水平恒力”“合力的方向指向圓心”和“壓力恰好為零”給出的信息,因而無(wú)法推測(cè)水平恒力的大小。(2)知識(shí)調(diào)用能力不足。對(duì)C點(diǎn)受到的重力和水平恒力應(yīng)用正交分解法,導(dǎo)致運(yùn)算加大。(3)應(yīng)變能力不足。學(xué)生判斷小球從C點(diǎn)離開(kāi)軌道后做類平拋運(yùn)動(dòng),從速度的平行和垂直兩個(gè)方向分析,加大了分析的難度。
2.2? ? “綜合性”考查常見(jiàn)錯(cuò)誤分析
學(xué)科素養(yǎng)包括“學(xué)習(xí)掌握、實(shí)踐探索、思維方法”三個(gè)一級(jí)指標(biāo)[1]。其中,“學(xué)習(xí)掌握”首先要求個(gè)體能夠獲得所需要的信息,其次要能夠在原有知識(shí)的基礎(chǔ)上理解新信息并將其納入學(xué)科的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)中,最后要能夠根據(jù)已接收的新信息與解決問(wèn)題的需要建立各種知識(shí)組合。概括來(lái)說(shuō),學(xué)習(xí)掌握是對(duì)信息的“獲取”“遷移”和“整合”。通過(guò)對(duì)上述三道高考試題的分析,發(fā)現(xiàn)學(xué)生恰好是在上述三個(gè)環(huán)節(jié)存在問(wèn)題。
(1)信息獲取能力不足。閱讀習(xí)慣、知識(shí)缺失、考試情緒等諸多因素是學(xué)生未能從已知內(nèi)容獲取關(guān)鍵信息的原因。訪談發(fā)現(xiàn),有些學(xué)生有跳躍性閱讀習(xí)慣,故對(duì)例1中“此時(shí)兩球作用于環(huán)形圓管的合力為零”誤讀成環(huán)形圓管的合力為零;有些學(xué)生對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)向心力來(lái)源分析掌握不好,無(wú)視例3中“小球在C點(diǎn)所受合力的方向指向圓心”和“此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱恪彼N(yùn)含的關(guān)鍵信息。
(2)知識(shí)遷移能力不足。遷移能力反映在兩個(gè)方面:一是知識(shí)遷移。將獲取信息納入學(xué)科基本知識(shí)結(jié)構(gòu)中,需要從已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系中調(diào)取相應(yīng)的內(nèi)容。如例2中要構(gòu)建水平距離與軌道半徑的函數(shù)關(guān)系,需要調(diào)動(dòng)機(jī)械能守恒定律、平拋運(yùn)動(dòng)等物理知識(shí),還需要調(diào)動(dòng)二次函數(shù)的極值等數(shù)學(xué)知識(shí)。二是能力遷移。新信息與原有模型有差異,需要依據(jù)現(xiàn)有條件對(duì)原模型進(jìn)行合理調(diào)整或變換。例如,例3中小球從離開(kāi)C點(diǎn)后雖然符合類平拋模型,但并不宜從合力方向分析,而是分解為豎直方向更為簡(jiǎn)捷。
(3)分析方法整合不足。從三道例題的分析可以看出,思維難點(diǎn)往往集中在某些過(guò)程同時(shí)需要整合物理分析、數(shù)學(xué)分析和推理分析。如例1中從環(huán)形圓管的受力結(jié)合A球在最低點(diǎn)的受力推測(cè)出B球受到的彈力方向的思維過(guò)程,包含了物理和推理兩個(gè)分析過(guò)程。又如例2中就包含了物理和數(shù)學(xué)兩個(gè)分析過(guò)程。學(xué)生面對(duì)多物體多過(guò)程(狀態(tài))的復(fù)雜情境時(shí),欠缺將不同類型的分析過(guò)程整合的意識(shí)或能力,從而導(dǎo)致思維過(guò)程混亂。
3? ? “綜合性”考查的要求對(duì)高中物理教學(xué)的啟示
中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系的發(fā)布將對(duì)高中物理教學(xué)產(chǎn)生重要而深遠(yuǎn)的影響[3]。評(píng)價(jià)體系中“四翼”中的“綜合性”考查無(wú)論是為高校選拔人材,還是引導(dǎo)教學(xué)都將起到非常重要的作用。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐及對(duì)評(píng)價(jià)體系的理解,筆者認(rèn)為高中物理教學(xué)應(yīng)重視完善知識(shí)網(wǎng)絡(luò)、增強(qiáng)建模能力、優(yōu)化思維過(guò)程三個(gè)方面,以期解決學(xué)生面對(duì)復(fù)雜情境時(shí)暴露的不足,促使知識(shí)、技能的融會(huì)貫通。
3.1? ? 引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)構(gòu)建各層面知識(shí)網(wǎng)絡(luò)和學(xué)科整體框架
新知識(shí)的構(gòu)建需要原有知識(shí)作為基礎(chǔ)。因此,物理教學(xué)都是以知識(shí)為線索展開(kāi)的[4]。這些線索將各層面的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)構(gòu)成了知識(shí)網(wǎng)絡(luò)以及學(xué)科的整體框架。引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建和梳理知識(shí)及能力網(wǎng)絡(luò),應(yīng)從三個(gè)方面加強(qiáng)教學(xué)指導(dǎo):(1)夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)。基礎(chǔ)知識(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成整個(gè)學(xué)科的知識(shí)體系,而所有的物理問(wèn)題最終落實(shí)在眾多的基礎(chǔ)知識(shí)上。因此,強(qiáng)化概念、規(guī)律和通用技能是教學(xué)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。(2)循序漸進(jìn)完善知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。高中物理在章節(jié)之間、模塊之間的知識(shí)呈現(xiàn)循序漸進(jìn)的特點(diǎn)。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生思考每節(jié)課所學(xué)內(nèi)容與前面所學(xué)內(nèi)容是何種聯(lián)系,并且在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)上相應(yīng)位置進(jìn)行明確標(biāo)識(shí),逐步形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。(3)強(qiáng)化典型問(wèn)題情境的多樣化教學(xué),促進(jìn)學(xué)科整體知識(shí)的融會(huì)貫通。典型的復(fù)雜情境可以反映學(xué)生綜合運(yùn)用科學(xué)的思維方法,合理地組織、調(diào)動(dòng)不同學(xué)科的相關(guān)知識(shí)的能力。采取探究式教學(xué)、變式教學(xué)等多樣化教學(xué)方式,促進(jìn)學(xué)生思維的自我完善,以達(dá)到觸類旁通、舉一反三的目的。
3.2? ? 指導(dǎo)學(xué)生正確建構(gòu)模型和合理運(yùn)用模型
綜合性問(wèn)題往往涉及到多個(gè)對(duì)象、多個(gè)過(guò)程的復(fù)雜情境,關(guān)聯(lián)諸多概念、規(guī)律。建構(gòu)物理模型,可以簡(jiǎn)化情境、整合知識(shí)、優(yōu)化思維。在模型教學(xué)中注意抓好三個(gè)點(diǎn):(1)建構(gòu)物理模型宜精不宜多。例如,有些教師在動(dòng)量守恒教學(xué)中總結(jié)子彈打木塊模型、木板滑塊模型、彈簧模型……盡管物理活動(dòng)場(chǎng)域不一樣,但這些模型在物理本質(zhì)上是相同的,完全可以用彈性碰撞或非彈性碰撞概括之。(2)建構(gòu)模型要強(qiáng)調(diào)物理本質(zhì)。將某一類具有相同的物理特征、規(guī)律和思維方法的物理過(guò)程提煉成物理模型,那么在引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)物理模型時(shí)就有必要強(qiáng)調(diào)模型的物理本質(zhì)。如分析物體在豎直面內(nèi)圓軌道的運(yùn)動(dòng),牛頓運(yùn)動(dòng)定律和功能原理就是該模型的物理本質(zhì)。(3)提升運(yùn)用模型時(shí)的遷移能力。從學(xué)習(xí)心理學(xué)的角度看,考生在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí),要經(jīng)歷知識(shí)遷移和能力遷移兩個(gè)過(guò)程。問(wèn)題解決的好壞是上述兩個(gè)遷移結(jié)果的表現(xiàn)[5]。不顧情境條件和問(wèn)題設(shè)置生搬硬套是學(xué)生應(yīng)用模型時(shí)最常見(jiàn)的問(wèn)題。采用一題多變等教學(xué)方法,通過(guò)微調(diào)經(jīng)典模型的場(chǎng)景、條件等,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)質(zhì)疑,提升學(xué)生對(duì)模型的辨識(shí)能力和知識(shí)遷移能力,培養(yǎng)實(shí)事求是的精神。
3.3? ? 強(qiáng)化學(xué)生思維訓(xùn)練,逐步形成高效的情境活動(dòng)
如前所述,情境活動(dòng)主要體現(xiàn)在分析問(wèn)題的思維過(guò)程中。教學(xué)中如何促進(jìn)學(xué)生高效思維呢?建議從以下三個(gè)方面強(qiáng)化:(1)培養(yǎng)學(xué)生信息獲取能力。從三道例題錯(cuò)因分析發(fā)現(xiàn),獲取關(guān)鍵信息是解決綜合性問(wèn)題的第一把“鑰匙”。教學(xué)中要促使學(xué)生養(yǎng)成良好的閱讀習(xí)慣,提升高效審題技能和培養(yǎng)質(zhì)疑反思能力。(2)由簡(jiǎn)單至復(fù)雜展開(kāi)情境活動(dòng)訓(xùn)練。情境越復(fù)雜,對(duì)學(xué)生的綜合能力要求越高。知識(shí)和能力的融會(huì)貫通并不會(huì)一蹴而就,需要由簡(jiǎn)單到復(fù)雜逐步提升。該過(guò)程與知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過(guò)程是一致的。因此,教學(xué)中不僅要引導(dǎo)學(xué)生完善知識(shí)網(wǎng)絡(luò),還需要教師精心設(shè)計(jì)問(wèn)題情境,把新舊知識(shí)綜合起來(lái),通過(guò)情境活動(dòng)提升學(xué)生的綜合能力。(3)強(qiáng)化推理分析的思維訓(xùn)練。教學(xué)中常會(huì)遇到這種現(xiàn)象:學(xué)生面對(duì)稍微復(fù)雜點(diǎn)的綜合性問(wèn)題就束手無(wú)策,聽(tīng)完教師的講解又感覺(jué)并不是太難,很大程度上是思維過(guò)程中的推理分析造成的。關(guān)聯(lián)點(diǎn)太多或太隱蔽、需要融合物理或數(shù)學(xué)分析等都會(huì)導(dǎo)致推理分析難度增大,因此,思維訓(xùn)練中應(yīng)強(qiáng)化研究對(duì)象、研究過(guò)程的關(guān)聯(lián)意識(shí),以及物理、數(shù)學(xué)、推理三種思維分析的融合意識(shí)。
構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)可以使學(xué)生融會(huì)貫通知識(shí),建構(gòu)模型可以使學(xué)生高效綜合運(yùn)用知識(shí),強(qiáng)化推理思維可以使學(xué)生優(yōu)化綜合分析過(guò)程,亦是提升學(xué)生綜合素養(yǎng)的必經(jīng)之路。
參考文獻(xiàn):
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[4]樊杰.如何構(gòu)建有效物理模型并實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)[J].物理通報(bào),2015(5):105-108.
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