張燕怡
(中國人民大學附屬中學 北京 100080)
物理圖像能形象、直觀地表示物理量間的關系,幫助建立概念、理解物理規(guī)律、呈現(xiàn)物理情景,同時也是解決物理問題的一種重要方法.分析、理解、應用物理圖像,有助于學生物理觀念、科學思維、探究精神等物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng).
最近幾年的高考北京物理試題,多有涉及到圖像思想的題目,如2011年第18題(蹦極中的F-t圖)、2009年第17題(振動、波動圖像)、2005年第18題(交流電圖像)、2010年第20題(線性圖像反應物理量間關系)、2015年第21題(單擺T2-L圖像)、2013年第21題(U-x圖像判斷)、2012年第23題(電梯超失重,a-t圖)、2013年第23題(蹦床,F(xiàn)-x圖)、2018年第23題(U-I圖),2011年第24題(φ-x圖),2012年第24題(E-x圖)等.這些題目涉及到物理教學各個板塊、各個知識點,但大致可歸納為兩條線索:一是要求學生正確地讀取圖像信息,并利用所學物理規(guī)律挖掘潛在信息;另一條是讓學生根據(jù)已知規(guī)律,畫圖、用圖、判斷圖像正誤.
高三二輪復習階段,為了進一步培養(yǎng)學生“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的能力,提高思維水平,有必要抓住圖像的統(tǒng)一特征,進行系統(tǒng)的專題教學.
物理圖像貫穿高中3年物理教學的始終,每個模塊都有大量圖像,素材繁多.針對圖像的專題復習,容易落入枚舉、歸納、堆砌的窠臼,但如果學生不親自動手總結,只依靠教師灌輸,其實收獲并不會很大,最終只是死記硬背了一堆東西而無法靈活應用,反而還加重了學生負擔.
本節(jié)課的授課時機是在高三二輪復習的中間階段.學生們通過系統(tǒng)、全面的一輪復習,知識網(wǎng)絡已經(jīng)基本建立起來,但熟練度和正確率還有待加強.他們面對陌生的情景缺乏遷移能力,面對熟悉的問題又容易出現(xiàn)思維定勢.所以二輪復習,首先應該打通力學、熱學、電磁學、光學、原子物理學各個板塊之間的隔閡,通過類比、對比,在不同領域間建立起橫向、縱向的聯(lián)系,帶領學生梳理出一些通用的物理思想和本質(zhì)方法.在具體練習的過程中,應該避免低水平重復,更強調(diào)知識系統(tǒng)中的死角、漏洞、易錯點和能力提升點,選擇綜合性強的題目進行突破.
從具體授課班級的學情來分析,學生水平差異巨大,所以教學過程中,對不同層次的學生應該有不同的側重點,但一節(jié)課應該力爭讓各個層次的學生都有收獲.
綜合以上分析,本節(jié)課,筆者嘗試從“讀圖”“畫圖”“析圖”3個方面進行切入,讓學生經(jīng)歷3個有一定挑戰(zhàn)性的例題解答過程,以此帶出物理圖像問題中最通用、最本質(zhì)的方法和注意事項,再上升到理論高度,通過階段性總結進行“點睛”.在每個例題中,問題的思維難度依次增大、層次逐步遞進,以滿足不同學生的需求.
同時,本節(jié)課選用的素材涉及到力學和電磁學中多個方面的知識點,起到了以圖像為載體,對一輪復習的重難點進行再強化的目的.
最后,教師在總結出通用思想方法的大前提下,精心設計提綱,以課后作業(yè)的形式,請學生自行完成對課內(nèi)圖像相關問題的歸納整理工作,有的放矢,既調(diào)動了學生的主觀能動性,又提高了課堂效率.
(1)通過一道易錯點集中的“讀圖”例題,讓學生通過經(jīng)歷因讀圖不清、思維定勢而失誤犯錯的過程,深刻理解圖像問題中“審圖”的重要性,強調(diào)、固化讀圖的規(guī)范流程.
(2)通過半開放性問題,引導學生思考畫圖的一般思路:寫函數(shù)表達式,合理選擇自變量、因變量,追求線性關系圖,并體會線性圖像在物理探究性實驗中的妙處.
(3)通過一道高考模擬題原題,引導學生從單調(diào)性、凹凸性等方面,挖掘定性圖像中盡可能多的信息,并體會圖像中的“變化率”和“微元”思想.
(4)通過例題的解答過程,對一輪復習力學、電磁學的部分重難點問題進行再強調(diào)和再認識.
重點:
(1)“讀圖”的規(guī)范流程.
(2)“畫圖”的基本思路原則.
(3)分析定性圖像的基本方法.
難點:
(1)如何通過合理選擇自變量、因變量,描繪出線性關系圖,以幫助探究物理規(guī)律.
(2)通過微元思想,理解定性圖像下面所圍面積為何能夠?qū)嚓P物理量.
教學過程如表1所示.
表1 教學過程
續(xù)表
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