陳華琴

摘? ?要：通過靜電場的圖像教學，引導學生在理解的基礎(chǔ)上，挖掘靜電場知識內(nèi)在的邏輯關(guān)系，建立多元聯(lián)系，建構(gòu)相關(guān)物理量間的知識體系，提煉知識所蘊含的學科思想方法、思維方式、情感價值等，以深度教學來完整且深刻地處理知識，促進學生的深度學習。

關(guān)鍵詞：深度學習;靜電場;圖像;知識體系

深度學習是學習者通過對學習內(nèi)容內(nèi)在本質(zhì)的理解和對知識的批判性運用，通過經(jīng)歷有效的遷移應(yīng)用和解決真實問題的過程，實現(xiàn)深度理解和發(fā)展高階思維的高投入性學習[ 1 ]。

深度學習的過程需要教師對教學內(nèi)容及教學過程進行精心設(shè)計，在教師的引領(lǐng)下，通過學習活動聯(lián)想、調(diào)動、激活已有的知識經(jīng)驗，以融會貫通的方式對所學內(nèi)容進行重組，從而建構(gòu)知識結(jié)構(gòu)。它要求學生能夠抓住教學內(nèi)容的本質(zhì)屬性，全面把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，建立有邏輯、有結(jié)構(gòu)的知識體系，而不是簡單地掌握零散的、碎片化的記憶性知識。這個過程不僅發(fā)展著學生的記憶、理解、關(guān)聯(lián)能力以及系統(tǒng)化的思維與建構(gòu)能力，還促使學生掌握學科核心知識，把握學科的本質(zhì)及思想方法，體驗知識本身蘊含的豐富內(nèi)涵與意義，形成積極的內(nèi)在學習動機。

靜電場模塊的知識是歷年高考考查的熱點，試題主要集中在電場的性質(zhì)以及與力、能知識的綜合應(yīng)用上。因此在高三復習教學中，在系統(tǒng)復習了電場力和能的性質(zhì)，在學生初步理解并掌握了基礎(chǔ)內(nèi)容后，需要進一步綜合運用力、能的知識來處理電場問題，從而提高學生分析問題能力、綜合應(yīng)用能力、運用數(shù)學方法解決物理問題的能力等。用于表征靜電場性質(zhì)的物理量有電場強度（E）、電勢（？漬）、電勢能（Ep）、電勢差（U）等，為了更好地融合力、電、能的相關(guān)知識，深入理解各物理量之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，建立完整的知識架構(gòu)，掌握靜電場知識的本質(zhì)，以下在描述靜電場規(guī)律的圖像教學中，突出呈現(xiàn)靜電場知識的關(guān)聯(lián)，幫助學生把握知識的核心，掌握思想方法，促進學生對靜電場知識的深度學習。

1? 應(yīng)用圖像解決物理問題的意義

在物理教學中，除了用數(shù)學關(guān)系式即用解析法表示物理量之間的關(guān)系外，通常還采用圖像法描述物理規(guī)律、物理狀態(tài)、物理過程等。在探究物理規(guī)律時，借助圖像進行分析、處理是一種重要的手段，對于分析和解決復雜的動態(tài)變化過程，圖像法更加清晰、形象、直觀，有時比用其他數(shù)學方法要簡便、直接，但利用圖像法解決具體問題要求學生有較高的抽象思維能力及思維方法，學生往往感覺難度較大。因此，在靜電場圖像教學中先從學生最常見的v-t圖像入手，通過以下例題調(diào)動學生的思維，讓學生從圖像中獲取信息，用數(shù)形結(jié)合的思想進行邏輯推理、分析，教師對利用圖像分析物理規(guī)律，解決物理問題做完整的歸納：既要研究圖線的橫、縱坐標及交點（截距）、拐點、斜率等，還要研究圖線包圍的面積、漸近線等幾何要素的物理意義，把物理圖像中可能隱含的物理信息進行全面的總結(jié)，使學生深度理解圖像所反映的物理狀態(tài)、物理過程等。

【例題1】如圖1中AB是某電場的一條電場線，一帶電粒子僅受電場力作用沿電場線向右運動，其質(zhì)量為m、電荷量為-q。粒子過A點時速度為v0，過B點時速度減為0，A、B間距為d，下圖為粒子運動的v-t圖象，以下判斷正確的是

A. A點電勢一定高于B點，可求出A點電勢

B. A點電勢一定高于B點，可求出UAB=mv02/2q

C. 粒子在A點受到的電場力一定等于在B點受到的電場力

D. 粒子在A點的電勢能一定大于B點的，可求出WAB=mv02/2

本題根據(jù)v-t圖象的物理意義，判斷粒子速度變化，從能的角度分析粒子動能變化及電場力做功情況，進而確定電場電勢能的變化、電勢差、電勢的高低、電場的方向等。還可由圖線的切線斜率變化判斷加速度的方向及大小的變化，從力的角度確定粒子受電場力的方向與大小變化情況，進而確定電場的方向、電勢的高低及電勢能的變化等。

通過本環(huán)節(jié)的教學幫助學生分別從力、能的角度理清解決靜電場問題的兩條思路，把其中涉及的物理量間的關(guān)系建立如圖2的完整的知識架構(gòu)，讓學生更深刻理解各物理量之間的聯(lián)系，建立清晰的邏輯關(guān)系，促進學生分析問題的思維更加縝密，更能熟練遷移應(yīng)用靜電場知識解決實際問題。

2? 靜電場圖像的關(guān)聯(lián)教學

深度學習的過程是一個逐步深化的過程，學生對知識的學習所能達到的深度，有賴于教師對知識的處理引導，課堂教學需要通過教師對知識的處理，使學生在認知方式、思維品質(zhì)、情感體驗等多方面產(chǎn)生質(zhì)的變化。課堂教學強調(diào)教師引導學生對知識的完整理解和深刻學習，而教師引導學生深刻學習應(yīng)著眼于對知識的深層次理解和深度處理。

從知識的內(nèi)在構(gòu)成來看，知識都擁有其特定的內(nèi)在邏輯，這種邏輯也包括思維方式、學科方法等，沒有把這些內(nèi)在邏輯理順、理清，分析透徹，學生對知識的學習就難以構(gòu)成體系，就只能是表層的、片面的學習。學生在理解知識時，是僅僅知道知識表層的東西，還是進一步引起其對知識內(nèi)含的各種意義的理解，需要教師對知識所隱含的邏輯關(guān)系、思維方式等的深刻處理和深層追問，讓學生學會解決真實的問題，實現(xiàn)對知識進行有效的學習遷移。因此，在完成了利用圖像對力、電、能知識的內(nèi)在邏輯進行梳理后，下面再通過？漬-x、E-x、Ep-x三種圖象對靜電場的知識進行關(guān)聯(lián)教學，進一步對利用圖像對靜電場的問題進行深層追問，培養(yǎng)學生的遷移應(yīng)用、邏輯推理、應(yīng)用數(shù)學方法解決物理問題等能力。

2.1? ？漬-x圖象

【例題2】x軸上有兩個點電荷q1、q2，如圖3為其在空間產(chǎn)生的靜電場電勢？漬在x軸上的分布，以下說法正確的是

A. x1處電場強度等于零

B. q1、q2一定帶異種電荷

C. 將一負點電荷從x1處移到x2處，它的電勢能減小

D. 將一負點電荷從x1處移到x2處，它受到的電場力增大

根據(jù)？漬-x圖像中沿x坐標軸方向上各點電勢高低變化可確定電場強度的方向，進而知道負電荷在x1處的電場力方向，那么從x1移到x2電場力做功情況、電勢能變化情況均可做出判斷。還可根據(jù)圖像直接看出電勢有正有負，可判斷q1和q2帶有異種電荷，從電勢的變化可判斷電荷移動時電勢能的變化，進而分析電場力做功的正負。又分析圖線的切線斜率，其大小表示電場強度的大小，可確定x1、x2處的電場強度的大小，從而判斷電場力大小。進一步分析？漬沿x軸上的漸近線的意義，可知無窮遠處電勢為零等等，多角度、全方位地挖掘圖像所包含的信息，幫助學生拓寬思路，拓展思維，逐步完善知識的構(gòu)建、強化思維品質(zhì)的提升。

2.2? E-x圖象

【例題3】真空中，x軸上的x1=0和x2=3a兩個位置分別固定點電荷M和N。如圖4為它們連線上電場強度E隨x變化的關(guān)系圖像，下列判斷正確的是

A. M、N一定帶同種電荷

B. x=2a處電勢一定等于零

C. M的電荷量大于N的電荷量

D. 將一正點電荷從1.5a處沿x軸移到2.5a處的過程中，電勢能一直減小

本題雖然不知道兩個點電荷的帶電性質(zhì)，但根據(jù)電場方向的變化，結(jié)合粒子運動情況進一步確定粒子的所受電場力的變化、電場力做功的變化、電勢能的變化等情況。本環(huán)節(jié)可以設(shè)置讓學生自主完成，學會把以上所學分析思路、解題方法遷移應(yīng)用，而后進行分享交流，創(chuàng)造學生展示學習的平臺，同時也能暴露學生思維的盲點、誤區(qū)，教師及時糾正、彌補。對于E-X圖象，學生易犯的錯誤是認為圖像的切線斜率大小表示電勢的大小，此時通過學生的自主分析，在常見錯誤的基礎(chǔ)之上糾正的同時，引導學生分析圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢差，“面積”大小表示電勢差大小，完善學生對表征靜電場的各物理量之間正確關(guān)系，建立更加深刻、完備的知識體系。

2.3? Ep-x圖象

【例題4】一帶負電的微粒僅受電場力作用沿x軸正方向運動，如圖5是它的電勢能Ep隨X變化關(guān)系圖像，以下說法正確的是

A. x1處的電場強度大小大于x2處的

B. x1、x2處電場強度方向沿x軸正方向

C. x1處的電勢比x2處的電勢低

D.微粒從x1處運動到x2處的過程中電場力做正功

本題圖線的切線斜率變化反映了電場力大小的變化，可以判斷出加速度、電場強度、動能等物理量隨位移的變化情況。借助本題對靜電場中的圖像問題進一步做完整的總結(jié)，綜合幾種典型靜電場的電場強度、電勢、電勢能在空間隨著位置變化的情況，形成力、電、能綜合的知識架構(gòu)。

3? 結(jié)束語

深度學習不是簡單地對知識進行機械的訓練，教學中教師不能無限制地增加知識的難度和解題的數(shù)量，而應(yīng)該通過挖掘知識內(nèi)蘊含的豐富價值，在知識內(nèi)在結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，完整地處理知識，觸及知識的核心和物理學科的本質(zhì)，走進學生思維和情感深處，引導學生從表層學習進入知識內(nèi)在的邏輯和有意義的學習，促進學生深刻理解知識的內(nèi)涵[ 2 ]。深度學習的過程中教師要幫助學生建構(gòu)知識體系，引導學生自主學習，教會學生遷移應(yīng)用知識，解決實際問題，提升學生的思維品質(zhì)，從而發(fā)展學生的物理核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1] 郭元祥.論深度教學：源起、基礎(chǔ)與理念[J].教育研究與實驗，2017（3）：1—11.

[2] 徐波.深度學習與深度教學研究概述[J].中學地理教學參考，2017（5）：10—12.