董友軍 翟春城 陳允怡

摘? 要：以“追及”專題為案例，探索基于物理學科核心素養(yǎng)的專題教學策略，包括確定專題策略、編選練習策略、學生學習策略與教師教學策略。并以知識為線索、以問題為焦點、以引導為方式、以素養(yǎng)為目的，建構專題教學模式，發(fā)展學生的物理學科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學生解決問題的能力。

關鍵詞：核心素養(yǎng);專題教學;教學策略

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2021）5-0012-5

專題教學是指專門針對某一問題進行的課堂教學。高中物理教學可以分為概念教學、規(guī)律教學、實驗教學和練習教學，而練習教學最有效的教學形式就是專題教學。一節(jié)有效的專題教學課既可以突出重點、突破難點，也可以構建知識網(wǎng)絡、增強學生的遷移能力。本文以“追及”專題為案例，探索基于物理學科核心素養(yǎng)的專題教學策略。

1? ? 確定專題策略

確定專題是專題教學的前提。專題選取的內(nèi)容既要體現(xiàn)學科發(fā)展理念，也要突出學科考查重點，才能找到培養(yǎng)學生解決問題的關鍵。確定專題在宏觀上要符合課標要求，在微觀上要符合學情需要，即專題要體現(xiàn)“四點”——課標要點、高考重點、思維節(jié)點和解題錯點。

1.1? ? 體現(xiàn)課標要點

“追及”專題主要針對高中物理必修1第一章（運動的描述）和第二章（勻變速直線運動的研究），《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《物理課程標準》）中的內(nèi)容要求明確指出：“理解勻變速直線運動的規(guī)律，能運用其解決實際問題”。此“追及”專題就應針對勻變速直線運動規(guī)律的理解和運用。教師在命制習題時，應設置生活情境，把單純的物理解題轉化為解決生活實際問題，從而更好地落實《物理課程標準》的要求，提升學生的問題解決能力，發(fā)展學生的物理學科核心素養(yǎng)。

1.2? ? 體現(xiàn)高考重點

高考對于高中教學而言，具有最直接的導向作用。所以，所選專題內(nèi)容應符合高考考查的重點內(nèi)容。筆者查閱最近三年全國物理1、2、3卷，試題中經(jīng)常涉及追及問題，是高考物理考查的重點（表1）。

1.3? ? 體現(xiàn)思維節(jié)點

本專題含有運動圖像與勻變速直線運動規(guī)律的理解與應用，一般涉及到兩個物體、多個運動過程，學生做題時顧此失彼，思維發(fā)展難以突破。設置“追及”專題教學，可引導學生畫出追及過程線段圖，變抽象為具象，這是促進學生思維進階的重要節(jié)點。

1.4? ? 體現(xiàn)解題錯點

高一學生做“追及”習題時經(jīng)常出現(xiàn)錯誤，究其原因，主要有“追及過程的位移關系不清晰”“恰好追上隱含的臨界條件不清楚”等。為了幫助學生改正錯誤，清除學習障礙，任課教師就應該及時確定“追及”專題。

2? ? 習題編選策略

確定了專題內(nèi)容，就要編選對應的習題，這是落實專題教學目標的重要保證。習題即問題，百度百科解釋為“一門課程或教材為學生或讀者提供的、可供練習和實踐的、具有已知答案的問題”。教師通過習題，體現(xiàn)教學理念，引導教學方向;學生通過解題，培養(yǎng)關鍵能力，落實核心素養(yǎng)。 編選“追及”專題習題如下。

2.1? ? 知識——知識是應用的基礎

（1）哪些公式經(jīng)常使用？

答：勻速直線運動： x=vt

勻變速直線運動：

（2）如何判斷物體間距？

答：若前面物體速度大于后面物體速度，則物體間距離變大;若前面物體速度小于后面物體速度，則物體間距離變小;若前面物體速度等于后面物體速度，則物體間距離不變。

（3）如何構建追及過程？

答：把文字轉化為圖像，即畫過程線段圖。

（4）“追上”隱含什么關系？

答：隱含一個位移等式：

2.2? ? 應用——應用是學習的目的

【應用1】 v-t圖像型：（2018全國2卷第19題）甲、乙兩汽車在同一條平直公路上同向運動，其速度-時間圖像分別如圖1中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在t2時刻并排行駛，下列說法正確的是（? ? ）

A.兩車在t1時刻也并排行駛

B.t1時刻甲車在后，乙車在前

C.甲車的加速度大小先增大后減小

D.乙車的加速度大小先減小后增大

【應用2】 x-t圖像型：（2018全國3卷第18題）甲、乙兩車在同一平直公路上同向運動，甲做勻加速直線運動，乙做勻速直線運動。甲、乙兩車的位置x隨時間t的變化如圖2所示。下列說法正確的是（? ? ）

A.在t1時刻兩車速度相等

B.從0到t1時間內(nèi)，兩車走過的路程相等

C.從t1到t2時間內(nèi)，兩車走過的路程相等

D.從t1到t2時間內(nèi)的某時刻，兩車速度相等

【應用3】 前勻速后減速型：一輛車以v1=

108 km/h勻速行駛，已知司機剎車反應時間是t1=0.5 s，剎車時加速度大小為a=5 m/s2。若有人在車前面以速度v2=10 m/s向前運動，要使車不撞上人，求司機看到人時，司機與人的最小距離

【應用4】 前減速后勻速型：一個乘客與公共汽車之間的距離為20 m，已知乘客以10 m/s的速度勻速追趕前面的公共汽車，公共汽車以20 m/s的初速度剎車，且加速度大小為 5 m/s2。求從此時刻起，乘客經(jīng)過多長時間追上公共汽車？

【應用5】 前勻速后加速型：一名逃犯駕車勻速運動，速度大小為20 m/s。一輛警車在逃犯后面1 000 m處從靜止開始勻加速啟動，已知警車的加速度為5 m/s2，最大速度為30 m/s，求警察經(jīng)過多長時間追上逃犯？

【應用6】 前加速后勻速型：甲車以v1=

10 m/s的速度在平直的公路上勻速行駛，在某一時刻，停在甲車前方x0=36 m處的乙車以加速度a=2 m/s2開始沿同一方向做勻加速直線運動。

（1）若甲車沒有追上乙車，求兩車運動過程的最小間距xmin;

（2）若甲車可以追上乙車，求甲車勻速運動的最小速度vmin。

筆者在編制以上 “追及”習題時的考慮如下：

（1）習題立足基礎知識

所謂基礎知識，就是指專題所用到的公式、方法、規(guī)律等。沒有基礎知識，專題就是“無源之水，無本之木”，再簡單的習題也是難題。所以，筆者在學生做“追及”習題之前，設置幾個問題，引導學生鞏固基礎知識、重視基礎知識。一線教學中，有些教師直接設置習題，缺少引導學生回顧基礎知識的環(huán)節(jié)，這樣就降低了專題教學的效率。因為專題教學的本質就是對基礎知識的鞏固和深化，若無回顧環(huán)節(jié)，就失去了專題復習的立足點。

（2）習題落實核心素養(yǎng)

物理核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任[1]。編選習題時，整個專題盡量落實到物理核心素養(yǎng)的四個方面。在物理觀念方面，通過勻速直線運動、勻變速直線運動，培養(yǎng)學生的運動觀念。在科學思維方面，通過引導學生把實際物體看作質點、把生活中的實際運動過程看作勻速直線運動或勻變速直線運動，培養(yǎng)學生的模型建構能力。在科學探究方面，引導學生探究《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》第八十條，為何規(guī)定“機動車在高速公路上行駛，車速超過每小時100公里時，應當與同車道前車保持100米以上的距離”？學生根據(jù)應用3得出的剎車距離公式Δx=（v1-v2）t1+，設v2=0 m/s，可知△x=105 m，培養(yǎng)學生提出問題、解釋問題、相互交流等科學探究素養(yǎng)。在科學態(tài)度與責任方面，引導學生根據(jù)剎車距離公式Δx=（v1-v2）t1+，理解交規(guī)“禁超速、禁酒駕、禁超載”的原因是減小v1、減小t1、增大a，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與社會責任感。

（3）習題聯(lián)系生活實際

認知心理學表明，要讓學生真正理解知識，最有效的方式就是把知識應用于生活[2]。追及是生活中的普遍現(xiàn)象，設置生活情境，可以把解題轉化為解決問題。為了讓學生體會到物理習題是為了解決生活實際問題，在應用3、5習題前，讓學生先觀看一段人被汽車撞飛的視頻和警察追逃犯的視頻，并根據(jù)視頻情境，編制出應用3、5習題。這樣既可以加深學生對物理知識的認識，也可以提升學生解決問題的能力，還可以培養(yǎng)學生的興趣，可謂一舉三得。

（4）習題體現(xiàn)高考特征

為了提高學生的解題能力，要編制與高考試題特征相似的習題。在高考選擇題和計算題中都涉及到追及問題，選擇題主要通過圖像考查，其中應用1和應用2就是高考原題。雖然是高考題，但完全可以用必修1的知識解決，且難度不大，比較適合高一學生練習，提前感受高考題的難度和呈現(xiàn)方式。筆者認真分析了2019年全國高考物理1、2、3卷的計算題，在計算題中，沒有單獨考追及問題，但包含追及問題。其中，1卷和3卷考查前后物體都做勻減速直線運動;2卷考查汽車剎車做勻減速直線運動。根據(jù)高考題的考查特征，筆者編制了應用3、4、5、6習題。通過這些不同類型習題的訓練，為解答高考計算題打下了堅實的基礎。

（5）習題略高于學生實際

最近發(fā)展區(qū)理論認為，學生已經(jīng)達到的水準為“既知”水準，學生得到教師幫助能夠實現(xiàn)的水準為“未知”水準，教學就是教師在這兩個水準之間，引領學生走向“最近發(fā)展區(qū)”的活動[3]。教學應該著眼于學生的最近發(fā)展區(qū)，在編制習題時，既要考慮學情，也要考慮學生的最近發(fā)展區(qū)，編制的題目難度應該介于高考與學情之間。習題與高考題比較，主要體現(xiàn)在不需要通過力去求加速度，即只考查運動學知識，而不涉及動力學知識，而且運動過程較少、狀態(tài)變化比較明顯。

3? ? 學生學習策略

王夫子說，“善教者必有善學者，而后其教之益大，教者但能示以所進之之善，而進之之功，在人之自悟?！比~圣陶說，“教師之為教，不在全盤授予，而在相機誘導?！边@些名家的教學思想，都體現(xiàn)了學生中心論，即教師的教學行為，其目標都指向學生，學生是課堂的主體。

3.1? ? 自主分析

自主分析是課堂的基礎，也是學生成長的重要階段。教師先讓學生自主分析，若遇到問題，再及時點撥。如應用5，有些學生就被“最大速度為30 m/s”卡住了，不知道有什么用。此時教師要及時點撥，“首先要判斷在達到最大速度之時有沒有追上，若還沒有追上，則此后警察將以30 m/s的速度勻速去追逃犯”。通過點撥，學生恍然大悟，既鍛煉了思維，也體驗了成功的喜悅。

3.2? ? 相互交流

交流是主要的教學形式，有利于營造平等的氛圍，可以激發(fā)學生積極思考。在課堂教學中，對于學生比較迷糊的問題，教師不急于表態(tài)，引導學生充分交流，說明各自的理由。如問“交規(guī)為何要‘禁酒駕？”有些學生說喝酒的人比較沖動，有些學生說喝酒的人視力下降，有些學生說喝酒的人頭暈眼花……通過充分交流后，教師還是要引導學生從物理學公式去分析，培養(yǎng)物理思維。

3.3? ? 畫出過程

“追及”問題隱含了位移關系，教師可以引導學生根據(jù)題意用線段畫出兩個物體的運動過程，把抽象問題圖像化，有利于找出位移關系，降低題目難度。如應用3，先畫出司機和人在反應時間t1=0.5 s內(nèi)的位移，再求車與人共速的時間t2，然后畫出司機和人在t2內(nèi)的位移，根據(jù)所畫出的位移關系圖，可以很容易觀察出各段位移之間的關系，有利于增強學生理解，減少失誤。

3.4? ? 反思總結

“學而不思則罔”，反思是提高的階梯。應告誡學生，沒有反思就沒有進步，沒有總結就沒有智慧。

應用3中得出了剎車距離公式Δx=（v1-v2）t1+，通過減小v1、減小t1、增大a，讓學生明白了交規(guī)“禁超速、禁酒駕、禁超載”的原因，感覺到我們學物理的意義。通過反思總結，既可以減輕學生的學習負擔，也可以提升概括能力，還可以拓展思維深度。

4? ? 教師教學策略

協(xié)同學理論表明，學生是教學的主體，教師是教學的客體。教師是客體，并不表示只起非決定性作用;學生是主體，也不表示都起決定性作用。教師和學生在不同的教學階段，分別起決定性作用[4]，如表2所示。

從表格可知，教師在教學過程的被組織階段起決定性作用，這為教師教學的必要性獲得了理論支持;學生在教學過程的自組織階段起決定性作用，這為學生自我建構知識的可能性獲得了理論支持。在落實物理學科核心素養(yǎng)的課堂中，教師的講述是必要的，以學生為主體的課堂并不排斥教師的講述。若沒有教師的講述，現(xiàn)象的理解就無法深入，若沒有教師的講述，知識的探究就會失去方向。教師引領學生探討教學內(nèi)容，是培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)最高效的方式。

4.1? ? 以知識為主線

物理知識是物理學科核心素養(yǎng)的基礎，也是培養(yǎng)物理學科核心素養(yǎng)的載體。沒有物理知識，物理觀念就是“海市蜃樓”。在專題教學中，可以由知識邏輯順序確定教學主線，如圖3所示。

4.2? ? 以情景為手段

所謂情景，即指具體、直觀的情形。物理教學中，經(jīng)常采用創(chuàng)設情景進行教學，體現(xiàn)物理來源于生活，與生活緊密相關。筆者認為，情景選取的優(yōu)先順序應該是現(xiàn)場活動、播放視頻、展示圖片……如“如何判斷物體間距”就采用現(xiàn)場活動：讓一個學生站在教師前面，當學生運動而教師靜止時，即前面物體速度大于后面物體速度時，物體間距離變大;當學生靜止而教師運動時，即前面物體速度小于后面物體速度時，物體間距離變小。應用3采用汽車撞人視頻，從震撼的畫面，感受遵守交通規(guī)則的必要性。應用4采用圖片，體會人追公共汽車的場景，讓解題過程更有生活氣息。

4.3? ? 以圖像為方法

本文圖像是特指線段圖像和運動圖像（v-t圖像和x-t圖像），通過線段圖像反映兩個物體在追及過程中的位移關系;通過運動圖像，分析問題、解決問題，為學生提供多種解決問題的方式，并培養(yǎng)學生應用數(shù)學工具處理物理問題的能力。如應用3要求學生畫出線段圖像，應用4要求學生用v-t圖像解題。通過圖像的應用，讓思路更清晰，讓方法更多元，讓思維更活躍。

4.4? ? 以問題為引導

愛因斯坦說，提出問題比解決問題更重要。好問題能夠驅動學生思考，并發(fā)展學生的思維品質。如上課開始時，首先進行“知識四問”（哪些公式經(jīng)常使用？如何判斷物體間距？如何構建追及過程？“追上”隱含什么關系？）這些問題既能夠鞏固基礎知識，也能夠鍛煉學生的思維能力，從而促使學生思維品質的發(fā)展，問題解決能力的提升。

5? ? 結束語

專題教學是提高教學效率的重要方式。通過專題教學，可以把某一個知識點研究得更加全面、更加深入。好的專題教學，不但可以促進學生知識理解、提升思維品質，還可以發(fā)展學生的核心素養(yǎng)、培養(yǎng)學生的關鍵能力。筆者在本節(jié)專題教學的過程中，以知識為線索、以問題為焦點、以引導為方式、以素養(yǎng)為目的，建構專題教學模式，發(fā)展學生的物理學科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學生解決問題的能力。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]何克抗.建構主義的教學模式、教學方法與教學設計[J].北京師范大學學報（社會科學版），1997（05）：74-81.

[3]鐘啟泉.最近發(fā)展區(qū)：課堂轉型的理論基礎[J].全球教育展望，2018，47（01）：11-20+34.

[4]邢紅軍.物理教學論[M].北京：北京大學出版社，2015：126-127.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）