摘 要:高中物理新課教學(xué)是按照學(xué)生認(rèn)知規(guī)律,采用探究方式實(shí)施的,而高三物理復(fù)習(xí)課需要培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移和綜合分析能力,對(duì)知識(shí)模塊重構(gòu)的實(shí)踐證實(shí)這是可行的,也是必須的?;诖耍攸c(diǎn)總結(jié)實(shí)踐成果,旨在通過(guò)交流進(jìn)一步優(yōu)化重構(gòu)方案。
關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);模塊;重構(gòu);思維
高中物理課程編寫是按照“運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)、動(dòng)力學(xué)”的順序,然后從“直線運(yùn)動(dòng)”處理方法“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”再到“曲線運(yùn)動(dòng)”的處理方法“運(yùn)動(dòng)合成與分解”,從動(dòng)力學(xué)方法“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”再到能量的方法“動(dòng)能定理”“機(jī)械能守恒”“能量守恒”。這樣編排符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,符合物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需要。高一、高二年級(jí)按照這樣的順序教學(xué)是比較科學(xué)的,但到了高三,學(xué)生對(duì)物理建模和物理方法在不同知識(shí)領(lǐng)域的融會(huì)貫通能力上存在壁壘。針對(duì)高三學(xué)生存在的問(wèn)題,借助高三復(fù)習(xí)課,將以章節(jié)為順序的講義編排變?yōu)橐晕锢矸椒橹骶€的知識(shí)模塊重組編排,其效果顯著,有效地提升了學(xué)生思維水平。[1]
一、物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)在高三習(xí)題課中的再認(rèn)識(shí)
“物理學(xué)科核心素養(yǎng)”的四個(gè)要素中“科學(xué)思維”是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分,發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維是物理教學(xué)的重要教學(xué)目標(biāo)。[2]高三復(fù)習(xí)課更要將分析問(wèn)題、建立模型、用物理規(guī)律與物理方法解決問(wèn)題的思維能力培養(yǎng)和通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究物理規(guī)律的能力提升兩大方面作為達(dá)成學(xué)科教學(xué)目標(biāo)的重要途徑和抓手。
二、習(xí)題課模塊重構(gòu)的實(shí)踐探索
1.以“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”為主線的模塊重構(gòu)
“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”作為關(guān)聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)與力學(xué)問(wèn)題的紐帶與橋梁,是高中物理解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的重要方法,對(duì)解決運(yùn)動(dòng)時(shí)間與分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程有不可替代的作用,尤其在“傳送帶”“摩擦拖動(dòng)”“帶電粒子在交變電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)”等熱門考點(diǎn)上有重要體現(xiàn)。
本專題設(shè)計(jì)思路為:(1)全面復(fù)習(xí)牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律。(2)借助常規(guī)“力到運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)到力”的簡(jiǎn)單例題,總結(jié)復(fù)習(xí)解題一般思路,即受力分析、運(yùn)動(dòng)分析,抓住臨界,用F=ma構(gòu)建等式關(guān)系。(3)方法應(yīng)用:瞬時(shí)加速度問(wèn)題、摩擦拖動(dòng)問(wèn)題、傳送帶問(wèn)題、帶電粒子在場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。
從學(xué)生的答題情況分析,學(xué)生已基本掌握牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的基本方法,但是對(duì)于特殊過(guò)程,比如臨界條件的把握,借助v-t圖像處理多過(guò)程往復(fù)性問(wèn)題方面還比較生疏。針對(duì)此類情況,在本專題結(jié)束后安排了變式訓(xùn)練,有目的性地幫助學(xué)生強(qiáng)化此類方法。
例如,用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決摩擦拖動(dòng)問(wèn)題。
如圖將物塊A疊放在物塊B上,它們質(zhì)量分別為2m和m,地面光滑,兩物塊間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,用力F作用在物塊A上,將F從0開(kāi)始增加,當(dāng)F加到多少,A、B兩物塊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)?
此專題突出了牛頓運(yùn)動(dòng)定律在分析問(wèn)題時(shí)的一般思路與方法,有效地培養(yǎng)了學(xué)生抓受力分析、運(yùn)動(dòng)分析的一般思路,將不同知識(shí)板塊通過(guò)同一方法建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò),教給學(xué)生物理方法,讓學(xué)生形成正確的思維方法。
2.以“運(yùn)動(dòng)合成與分解”為主線的模塊重構(gòu)
“運(yùn)動(dòng)合成與分解”是處理曲線運(yùn)動(dòng)的重要方法之一,在“平拋運(yùn)動(dòng)”“類平拋、斜拋運(yùn)動(dòng)”“帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)”中有著廣泛的應(yīng)用,著重培養(yǎng)了學(xué)生“化曲為直”的物理思想。
設(shè)計(jì)思路:(1)通過(guò)復(fù)習(xí)平拋運(yùn)動(dòng)的基本知識(shí)點(diǎn),感受運(yùn)動(dòng)分解處理問(wèn)題的一般思路,即用等效的思想將復(fù)雜運(yùn)動(dòng)分解成兩個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng),借助運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性、獨(dú)立性構(gòu)建關(guān)聯(lián)關(guān)系。(2)歸納總結(jié)高中階段需要借助“運(yùn)動(dòng)合成與分解”處理的常見(jiàn)運(yùn)動(dòng):斜拋運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)等,突出“一法多題”的知識(shí)方法。
例如,復(fù)合場(chǎng)中帶電粒子運(yùn)動(dòng)中的特殊分解。
空間中存在由勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成的復(fù)合場(chǎng),已知電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,且相互垂直,在O點(diǎn)無(wú)初速度釋放一電子,則電子在y軸方向運(yùn)動(dòng)的最大距離為多少?
本專題重點(diǎn)突出運(yùn)動(dòng)合成分解方法在特殊問(wèn)題中的處理技巧,讓學(xué)生在面對(duì)復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)學(xué)會(huì)合理借助運(yùn)動(dòng)合成與分解方法處理,達(dá)到靈活應(yīng)用。
3.以“圓周運(yùn)動(dòng)”為主線的模塊重構(gòu)
圓周運(yùn)動(dòng)作為曲線運(yùn)動(dòng)的特例,既具有普遍性又具有特殊性,大到宏觀天體,小到微觀粒子,都在做圓周運(yùn)動(dòng),研究其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是培養(yǎng)物理思維的重要組成。這里需要培養(yǎng)學(xué)生掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),豎直平面圓周運(yùn)動(dòng)的臨界,學(xué)會(huì)在不同知識(shí)板塊中尋找向心力來(lái)源,處理圓周運(yùn)動(dòng)。
設(shè)計(jì)思路:(1)復(fù)習(xí)描述圓周運(yùn)動(dòng)基本參量、傳動(dòng)關(guān)系,合力提供向心力,豎直平面完整圓周運(yùn)動(dòng)臨界條件等基本知識(shí)點(diǎn)。(2)建立模型,滲透到高中物理其他知識(shí)板塊中應(yīng)用,總結(jié)提煉一般方法,建立合力提供向心力關(guān)系。
例如,用豎直平面最高點(diǎn)“臨界問(wèn)題”類比滲透復(fù)合場(chǎng)“等效最高點(diǎn)臨界問(wèn)題”。
知識(shí)遷移:用細(xì)線L系住帶電小球,小球質(zhì)量為m。靜止時(shí),細(xì)線與豎直方向成θ角,給小球一個(gè)初動(dòng)能,小球恰能在豎直平面內(nèi)繞著O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),已知重力加速度g。求電場(chǎng)強(qiáng)度和小球運(yùn)動(dòng)中最小動(dòng)能。
圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題處理有一套獨(dú)特的處理方法,“找圓心、定半徑、確定幾何關(guān)系,受力分析找向心力”,通過(guò)不同知識(shí)板塊的應(yīng)用分析,讓學(xué)生熟練掌握其一般方法。
此外,我還以“動(dòng)能定理、能量守恒”“電場(chǎng)、磁場(chǎng)”“電磁感應(yīng)、交流電”“熱力學(xué)”“原子物理學(xué)”“力學(xué)實(shí)驗(yàn)”“電學(xué)實(shí)驗(yàn)”等一系列小專題將知識(shí)模塊重構(gòu),讓學(xué)生形成系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),有效地促進(jìn)了學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成。[3]此后,將根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)不斷調(diào)整優(yōu)化模塊重構(gòu)方案,使專題復(fù)習(xí)更加科學(xué)化、合理化。
參考文獻(xiàn):
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[3]林建榮.新課程體系下的高三物理復(fù)習(xí)教學(xué)的探索[J].中學(xué)物理(高中版),2014(8):27-28.
注:本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2018年度課題“旨在特長(zhǎng)生培養(yǎng)的物理校本課程模塊重構(gòu)研究”(編號(hào):D/2018/02/162)的研究成果。
作者簡(jiǎn)介:王大春(1984—),男,江蘇海門人,本科,高級(jí)教師,主要從事物理教學(xué)與德育工作。