張俊輝 唐建華

(蘇州高新區(qū)第一初級(jí)中學(xué)校，江蘇 蘇州 215009)

我們傳統(tǒng)的物理復(fù)習(xí)課,教師講題、學(xué)生做題、然后教師再講題．而題目大多是遠(yuǎn)離生活情境經(jīng)過(guò)抽象概括的已建模的習(xí)題,學(xué)生經(jīng)過(guò)題海訓(xùn)練后,借助于題中數(shù)據(jù)、單位等關(guān)鍵字就能迅速解題．但學(xué)生在面對(duì)復(fù)雜的不確定的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí),其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力并沒(méi)有提高．[1]而我們物理課標(biāo)要求從生活走向物理,從物理走向社會(huì)．而核心素養(yǎng)又要求學(xué)生應(yīng)該要有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力．

那么我們?cè)趶?fù)習(xí)課中該怎么做呢?怎樣才能既達(dá)到復(fù)習(xí)知識(shí)的作用,又能夠提高學(xué)生的解決實(shí)際問(wèn)題的能力?做到從生活走向物理,還要從物理最終走向社會(huì)呢?怎樣做才能提升學(xué)生的核心素養(yǎng)呢?筆者經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)在課堂復(fù)習(xí)中,解決富有挑戰(zhàn)性的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,能改變傳統(tǒng)復(fù)習(xí)中的乏味、單調(diào)的現(xiàn)狀,使學(xué)生全程積極地參與到課堂學(xué)習(xí)中．具體的過(guò)程就是將復(fù)習(xí)課中的核心知識(shí)情境化,尋找生活中該知識(shí)的出處或用處,然后將其設(shè)計(jì)成具體問(wèn)題，可以是應(yīng)用復(fù)習(xí)的知識(shí)解決一個(gè)實(shí)際問(wèn)題,可以是研究一個(gè)商品中包含的與復(fù)習(xí)知識(shí)有關(guān)的問(wèn)題,甚至是根據(jù)復(fù)習(xí)的知識(shí)制作一個(gè)產(chǎn)品．

1 復(fù)習(xí)課中解決實(shí)際問(wèn)題

在復(fù)習(xí)初中物理“測(cè)小燈泡的電功率”這一電學(xué)難點(diǎn)問(wèn)題時(shí),通常的復(fù)習(xí)課是這樣上的:先復(fù)習(xí)電功率的概念、公式、單位,然后轉(zhuǎn)入復(fù)習(xí)測(cè)小燈泡的電功率的原理,器材,實(shí)驗(yàn)步驟等,最后再?gòu)?fù)習(xí)缺少電流表或者缺少電壓表同時(shí)增加一個(gè)定值電阻時(shí),如何測(cè)量小燈泡的電功率,課堂主要就是題海戰(zhàn)術(shù)．

這種做題講題的方式,原來(lái)掌握好的學(xué)生很輕松就能解題,因?yàn)楸緛?lái)就會(huì),做題只是簡(jiǎn)單的知識(shí)回憶過(guò)程,無(wú)須深度思考．基礎(chǔ)差的學(xué)生在遇到特殊方法測(cè)小燈泡電功率時(shí),還是很吃力,因?yàn)樗麄儗W(xué)習(xí)是被動(dòng)的,他們遇到該題目時(shí),以前的經(jīng)驗(yàn)就告訴自己“這種題我不會(huì)”．所以這樣的復(fù)習(xí)過(guò)程不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性．

筆者在教學(xué)該內(nèi)容時(shí),選擇了一個(gè)“SFM-27的電子蜂鳴器”,其工作電壓是3-24 V,筆者讓學(xué)生測(cè)量其3 V電壓下的功率．學(xué)生面對(duì)這個(gè)生活中的蜂鳴器很感興趣,雖然通電發(fā)出的聲音是單調(diào)的連續(xù)聲,且聲音有些刺耳,但學(xué)生們很興奮．就連班級(jí)通常不發(fā)話的A學(xué)生也舉手發(fā)言了,“可以用電壓乘以電流得到功率,用兩節(jié)電池供電,分別用電壓表和電流表測(cè)量”．雖然表達(dá)得不是十分清楚,但大家都贊同的點(diǎn)點(diǎn)頭．具體電路如圖1所示.

圖1 測(cè)量蜂鳴器功率實(shí)物圖

連好電路后出現(xiàn)了意外,電壓表是3 V,而電流表無(wú)示數(shù),但蜂鳴器在發(fā)出聲音．學(xué)生們很驚訝,學(xué)生B說(shuō),“電壓表是等于電源電壓,而電流表無(wú)示數(shù),應(yīng)該是蜂鳴器斷路”．該答案明顯是受到測(cè)小燈泡功率故障問(wèn)題的影響,但很快被同伴否定,因?yàn)榉澍Q器在發(fā)聲,說(shuō)明蜂鳴器沒(méi)有故障．學(xué)生C說(shuō),“電流表?yè)p害,內(nèi)部短路,相當(dāng)于導(dǎo)線”．然后又將蜂鳴器換成燈泡,結(jié)果燈泡是亮的,兩個(gè)電表都有示數(shù),以此說(shuō)明電流表是好的．漸漸學(xué)生們找到了原因:蜂鳴器的電阻應(yīng)該很大,導(dǎo)致電路中的電流太小,所以電流表幾乎無(wú)示數(shù),所以這種方法不能測(cè)出蜂鳴器3 V的功率．此時(shí)同學(xué)D高興地舉手了,“我們?cè)跍y(cè)量燈泡功率時(shí),若缺少電流表,可以用電壓表和阻值已知的定值電阻組合起來(lái)充當(dāng)電流表”．于是筆者提供一個(gè)10 Ω的定值電阻,學(xué)生D將10 Ω電阻、蜂鳴器、30 Ω的滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)串聯(lián)接入原來(lái)電路,最后將電壓表分別并聯(lián)接到蜂鳴器和10 Ω的電阻兩端,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,蜂鳴器兩端的總是3 V,10 Ω電阻兩端的電壓總是0 V,且蜂鳴器在發(fā)聲．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生D顯得尷尬無(wú)奈,學(xué)生C補(bǔ)充道,“定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值太小,蜂鳴器電阻太大,導(dǎo)致電源電壓幾乎都被蜂鳴器分過(guò)去了,我們要選擇一個(gè)大的定值電阻和滑動(dòng)變阻器,而且要有3節(jié)電池供電”．說(shuō)完筆者將該問(wèn)題先給學(xué)生們討論,然后交流．最終學(xué)生想到了以下方式,用一個(gè)最大阻值9999 Ω電阻箱代替定值電阻和滑動(dòng)變阻器,既能調(diào)節(jié)電阻使蜂鳴器的電壓為3 V還能讀出電阻．圖2是具體電路.

圖2 測(cè)量蜂鳴器功率改進(jìn)圖

但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中又有意外了,先將電壓表并聯(lián)在蜂鳴器的兩端,調(diào)節(jié)電阻箱,使蜂鳴器的電壓為3 V,此時(shí)電阻箱的阻值是900 Ω,然后將電壓表并聯(lián)到電阻箱上時(shí),蜂鳴器的聲音變大了,對(duì)于該現(xiàn)象只有很少的學(xué)生注意到了.筆者課堂上也沒(méi)有提出來(lái),但課后有學(xué)生來(lái)問(wèn)了,筆者沒(méi)有直接回答,而是問(wèn)該學(xué)生,“電壓表和900 Ω電阻箱并聯(lián)后,總電阻會(huì)怎樣?”該學(xué)生聽(tīng)完后露出笑容,筆者又繼續(xù)鼓勵(lì)道,“這是高中涉及的混聯(lián)電路,你可以繼續(xù)去研究一下”．

圖3是測(cè)量蜂鳴器功率的3個(gè)不斷修正、逐步完善的電路圖.

(a) (b)

(c)

2 復(fù)習(xí)課中研究商品

自行車(chē)是人們生活中常見(jiàn)的熟悉的商品,其包含著許多初中物理知識(shí)．在初三有些枯燥的物理復(fù)習(xí)課上把自行車(chē)搬到教室的中央,既活躍了課堂氣氛又可以在研究自行車(chē)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)許多與初中物理相關(guān)的知識(shí),達(dá)到深度復(fù)習(xí)的作用．

所以筆者上課前先讓學(xué)生回家觀察自行車(chē),由于自行車(chē)上包含許多初、高中物理知識(shí),所以筆者針對(duì)初中力學(xué),讓學(xué)生回家研究自行車(chē)剎車(chē),觀察剎車(chē)系統(tǒng)中包含已學(xué)的力學(xué)知識(shí)．雖然自行車(chē)上動(dòng)力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等也包含許多初中物理知識(shí),但是考慮到,一節(jié)復(fù)習(xí)課中,若將自行車(chē)上所有含有初中力學(xué)知識(shí)的部件都在課堂中進(jìn)行探究,那勢(shì)必是浮于表面,并沒(méi)有達(dá)到深度學(xué)習(xí)、深度復(fù)習(xí)的作用．同時(shí)要求學(xué)生觀察時(shí)注意安全．筆者也提前準(zhǔn)備了各種自行車(chē)的照片和視頻,[3]然后精心制作了上課課件,方便上課時(shí)能提供給大家一個(gè)共同關(guān)注點(diǎn),讓全班思考同樣一個(gè)問(wèn)題．

教師上課時(shí),教室里先放了一輛最常見(jiàn)的自行車(chē),再課件投影圖4中的自行車(chē)剎車(chē),學(xué)生們都說(shuō)是見(jiàn)過(guò)的,然后讓一個(gè)學(xué)生來(lái)介紹其工作過(guò)程．

圖4 自行車(chē)

生A:我的自行車(chē)的前剎車(chē)就是這種,當(dāng)我用力在車(chē)把手上捏剎車(chē)把時(shí),我發(fā)現(xiàn)就會(huì)拉動(dòng)剎車(chē)線,然后剎車(chē)線就會(huì)拉剎車(chē),使剎車(chē)的橡膠皮緊緊壓在車(chē)輪上,不讓車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)．這其中包括杠桿知識(shí),車(chē)把手上的剎車(chē)是省力杠桿,因?yàn)閯?dòng)力臂大于阻力臂,同時(shí)我發(fā)現(xiàn)手移動(dòng)的距離是大于剎車(chē)線移動(dòng)的距離的,所以一定是省力杠桿;還包括摩擦力知識(shí),剎車(chē)橡膠皮壓在車(chē)輪上,壓力越大,對(duì)車(chē)輪的摩擦阻力就越大．

(a)

(b)

讓學(xué)生在學(xué)案上先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)畫(huà)出車(chē)把手上的杠桿動(dòng)力和阻力,然后畫(huà)出其力臂,同時(shí)思考杠桿的類(lèi)型,小組交流糾正(圖5)．

學(xué)生練完之后,筆者課件投影第2種剎車(chē)圖片圖6與圖7,提問(wèn):“這種剎車(chē)叫抱剎也稱(chēng)鼓剎,就是今天教室中央的自行車(chē)的后剎車(chē),它為什么叫做抱剎?它是如何阻礙車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的呢?”

圖6 鼓剎實(shí)物圖

圖7 鼓剎結(jié)構(gòu)圖

教師先讓學(xué)生用手轉(zhuǎn)動(dòng)自行車(chē)后輪,模仿車(chē)向前運(yùn)動(dòng),然后開(kāi)始剎車(chē),很快后輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)．然后再課件播放教師預(yù)先錄制的抱剎制動(dòng)視頻．看完后,生B高興地舉手:“剎車(chē)時(shí),與車(chē)輪同時(shí)轉(zhuǎn)的小輪會(huì)被外面的剎車(chē)皮抱住,阻礙車(chē)輪運(yùn)動(dòng)．”大家很贊同,教師沒(méi)回答,而是讓剛才的學(xué)生再次用手轉(zhuǎn)動(dòng)后輪,使之和剛才的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,但控制轉(zhuǎn)速一樣,再次用同樣的力去剎車(chē),發(fā)現(xiàn)車(chē)輪很難停下來(lái),學(xué)生們既高興又驚訝,筆者讓大家先小組討論然后集體交流．

教師提問(wèn):“若自行車(chē)在向前運(yùn)動(dòng),后剎車(chē)制動(dòng),制動(dòng)時(shí),剎車(chē)皮與里面的輪之間的力是怎樣的?”

圖8 鼓剎受力圖

筆者再次讓生B到前面投影屏幕上用電子白板筆,邊講邊畫(huà)(圖8):“剎車(chē)線有一個(gè)力F1拉動(dòng)L型杠桿,導(dǎo)致L型杠桿對(duì)剎車(chē)皮產(chǎn)生拉力F2,這樣剎車(chē)皮A點(diǎn)就對(duì)輪子B點(diǎn)產(chǎn)生壓力F3,而小輪子隨車(chē)輪前進(jìn),也就是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),所以剎車(chē)皮A點(diǎn)就會(huì)對(duì)小輪子B點(diǎn)產(chǎn)生摩擦力F4,阻礙車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)．”

教師追問(wèn):“自行車(chē)向后運(yùn)動(dòng)時(shí),剎車(chē)皮也能阻礙小輪子運(yùn)動(dòng),怎么產(chǎn)生的摩擦阻力就小呢?”

大家爭(zhēng)論后,生C:“剎車(chē)皮是逆時(shí)針安裝在小輪周?chē)?剎車(chē)皮一段固定,另一端受拉力F2作用時(shí),剎車(chē)皮就會(huì)抱住小輪子,車(chē)前進(jìn)時(shí)小輪子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),小輪子就會(huì)對(duì)剎車(chē)皮A點(diǎn)產(chǎn)生摩擦力F5,而這個(gè)摩擦力會(huì)使后面的剎車(chē)皮對(duì)小輪子產(chǎn)生更大的壓力,進(jìn)而使后面的剎車(chē)皮對(duì)小輪子的摩擦阻力力更大;若車(chē)后退,小輪子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),剎車(chē)時(shí)A點(diǎn)對(duì)B點(diǎn)也能產(chǎn)生阻力,但順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的小輪對(duì)逆時(shí)針固定的剎車(chē)皮產(chǎn)生與剛才相反的摩擦力作用,使后面的剎車(chē)皮對(duì)小輪的壓力變小,所以剎車(chē)皮對(duì)小輪的摩擦力變小了．”

教師總結(jié):“抱剎設(shè)計(jì)非常巧妙,但缺點(diǎn)是車(chē)前進(jìn)時(shí)剎車(chē)有用,后退時(shí)剎車(chē)效果就很差,當(dāng)然生活中自行車(chē)還有其他剎車(chē)方式,也期待你們將來(lái)能設(shè)計(jì)出更好的剎車(chē)裝置．”

3 復(fù)習(xí)課中制作產(chǎn)品

在復(fù)習(xí)課中根據(jù)學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行發(fā)明制作,這不僅能深度復(fù)習(xí)知識(shí),應(yīng)用知識(shí),同時(shí)能在制作過(guò)程中提高學(xué)生的動(dòng)手能力,在發(fā)明過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，讓學(xué)生初步體驗(yàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程,感受到自制產(chǎn)品應(yīng)用時(shí)的無(wú)窮樂(lè)趣,最終深層次培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)終身發(fā)展的創(chuàng)造能力．

在復(fù)習(xí)“杠桿”這部分內(nèi)容時(shí),教師提前給學(xué)生布置了回家作業(yè),制作一個(gè)桿秤,要求其能測(cè)量物體的質(zhì)量．設(shè)計(jì)這個(gè)任務(wù)的目的是讓學(xué)生通過(guò)制作桿秤的過(guò)程,首先溫習(xí)探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)過(guò)程:實(shí)驗(yàn)前如何消除杠桿重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,實(shí)驗(yàn)時(shí)如何方便測(cè)量力臂等一系列問(wèn)題．然后復(fù)習(xí)杠桿的核心知識(shí)點(diǎn)杠桿平衡的條件,并且運(yùn)用杠桿平衡條件測(cè)量出物體的質(zhì)量．

上課時(shí),不少學(xué)生都展示自己的作品,并且和同學(xué)們分享了制作時(shí)的心得,同學(xué)們?cè)谛蕾p別人作品時(shí),都積極地相互間提出了寶貴的意見(jiàn)．筆者將學(xué)生作品進(jìn)行了分類(lèi),有兩類(lèi)桿秤,一類(lèi)是如圖9、圖10所示.

圖9 自制桿秤1

圖10 桿秤1的使用

該桿秤是選一根直桿,然后找到其重心,在重心處系繩子作為提紐,然后將兩邊均勻畫(huà)上刻度,然后再用50 g的鉤碼作為秤砣,使用時(shí)將物體和秤砣分別掛在秤桿的兩端,然后調(diào)節(jié)兩邊的力臂,直到水平位置平衡,最后測(cè)出兩邊的力臂,根據(jù)杠桿平衡條件得出物體的質(zhì)量．該桿秤的優(yōu)點(diǎn)是量程大,要測(cè)量大質(zhì)量的物體時(shí)可以減小物體的力臂,增加秤砣的力臂,只要桿秤等足夠結(jié)實(shí),理論上質(zhì)量很大的物體也能測(cè)量．該桿秤的另一優(yōu)點(diǎn)是分度值可以很小,要測(cè)量小質(zhì)量的物體時(shí)可以增大物體的力臂,減小秤砣的力臂．但該桿秤缺點(diǎn)是物體一定要用繩子提前系起來(lái),同時(shí)需要計(jì)算才能得到物體的質(zhì)量,使用時(shí)不太方便．

另一類(lèi)桿秤如圖11、圖12所示.

該桿秤也是選擇了一個(gè)直桿,然后自制一個(gè)托盤(pán),將托盤(pán)用繩子掛在桿秤的左端,然后尋找重心位置,在重心位置處系上繩子作為提紐,然后把提紐位置與系托盤(pán)位置間的距離作為單位長(zhǎng)度,在另一側(cè)標(biāo)上刻度,由于配了一個(gè)50 g的秤砣,所以就可以在桿秤上對(duì)應(yīng)處標(biāo)上質(zhì)量數(shù)值．該作品得到很多學(xué)生的肯定,首先外形非常像中國(guó)傳統(tǒng)的桿秤,同時(shí)測(cè)量物體時(shí)非常方便,使用時(shí)物體可以直接放在托盤(pán)中,調(diào)節(jié)秤砣位置直到桿秤水平位置平衡就能直接在桿秤上讀出對(duì)應(yīng)的質(zhì)量．也有學(xué)生提出該桿秤只要配上不同質(zhì)量的秤砣也能做到多量程．

圖11 自制桿秤2

圖12 桿秤2的使用

最后筆者讓學(xué)生思考“杠桿”這一節(jié)內(nèi)容還有哪些知識(shí)點(diǎn)我們剛才沒(méi)有涉及到的,因?yàn)閯偛磐ㄟ^(guò)項(xiàng)目學(xué)習(xí)制作桿秤,其運(yùn)用的知識(shí)是碎片化的,所以最后有必要讓學(xué)生回顧知識(shí),以便學(xué)生能建構(gòu)完整的知識(shí)體系．最后筆者指出實(shí)際生活中桿秤比第2種更復(fù)雜,鼓勵(lì)大家課后查閱資料繼續(xù)研究．