李士軻

摘? ?要：章末復習課是高中物理課堂教學的重要課型之一，但許多物理教師把章末復習課上成了練習課、習題講評課，不利于培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)。文章以《萬有引力與航天》為例，闡述核心素養(yǎng)下高中物理章末復習課課堂教學設計思路。

關鍵詞：章末復習;核心素養(yǎng);教學設計

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2021）8-0007-5

在高中物理課堂教學中，復習課是物理教師非常熟悉的一種課型。大部分教師重視考前復習和高三復習，對高一、高二學習新課過程中的章末復習課重視程度不夠，有的教師把章末復習課直接上成了練習課或習題講評課。在新課教學過程中，新授課、習題課在對學生物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)上固然比較重要。如果我們把新授課、習題課類比成加工珍珠項鏈過程中的“找珍珠”“磨珍珠”，那么章末復習課就相當于“串珍珠”的過程。它將學生已學過的知識進行串聯(lián)、整合，形成一個完整體系，顯然在培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)上起著舉足輕重的作用。那么，章末復習課怎樣上才能落實對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)作用？本文以《萬有引力與航天》為例，闡述高中物理章末復習課如何落實培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)問題。

1? ? 基于物理學科核心素養(yǎng)的課程標準的回看

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》[1]中規(guī)定了高中物理課程對培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)的課程目標和內容要求，這是整個高中物理課程的靈魂，更是我們教學評價的依據(jù)。在學完每一章的內容后，需要對本章的課程標準進行回看，同時回顧我們課程進行過程中的各個環(huán)節(jié)，針對學生在新授課、習題課、練習講評課上的表現(xiàn)，分析課程標準中的各項基本素養(yǎng)要求是否達到，教師在復習課上要彌補前面教學中的欠缺，做到查漏補缺。筆者在上《萬有引力與航天》章末復習課時，回顧了本章的課程內容[1]：

1.通過史實，了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程。知道萬有引力定律。認識發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的重要意義。認識科學定律對人類探索未知世界的作用。

例1 通過發(fā)現(xiàn)海王星等事實，說明科學定律的作用。

例2 以萬有引力定律為例，了解統(tǒng)一性觀念在科學認識中的重要意義。

2.會計算人造地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。

例3 了解牛頓力學對航天技術發(fā)展的重大貢獻。

2? ? 基于物理學科核心素養(yǎng)的高考試題分析

高考試題既考查基礎知識，又延伸科技生活，既突出對主干知識的考查，又融合對學生核心素養(yǎng)的檢驗[2]，是我們學習備考的風向標。因此，筆者在上《萬有引力與航天》章末復習課前深入分析了涉及本章的近6年的高考試題，從考查題型、試題來源、創(chuàng)新點、易錯點、命題意圖、考查能力六個維度進行研究，研究結果如表1所示。

3? ? 基于物理學科核心素養(yǎng)的教學目標確立

核心素養(yǎng)是學生必備的品格和關鍵能力，是學生的最終發(fā)展目標，而實現(xiàn)這個目標的途徑就是課堂，只有每一節(jié)課的“小目標”得以實現(xiàn)，學生的核心素養(yǎng)才能最終達成。在課程標準的回看和對高考試題分析研究的基礎上，確定了本章復習課的教學目標：

（1）了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)史，知道開普勒三定律的內容;

（2）理解萬有引力定律的內容、公式、適用條件，會計算物體間的萬有引力，理解萬有引力與重力的關系;

（3）熟練運用萬有引力定律求解天體的質量、密度;

（4）熟練運用萬有引力定律解決天體運行問題;

（5）理解并會計算人造地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度;

（6）理解人造衛(wèi)星的發(fā)射、回收原理，知道其特點，知道同步衛(wèi)星的特點。

4? ? 基于物理學科核心素養(yǎng)的教學過程

4.1? ? 構建本章知識思維導圖，形成核心素養(yǎng)

隨著時間的推移，已經(jīng)學過的知識點會逐漸被學生遺忘，沒有被遺忘的大多也是一些零散的、無序的知識點。教師要對學生所學的知識點進行回顧和梳理，喚醒學生腦中的記憶，并把這些知識點串成線、套成鏈，構建本章的思維導圖。筆者圍繞萬有引力定律這個中心，對教材進行整合，構建了《萬有引力與航天》的思維導圖，如圖1所示。

通過這個過程使學生理清《萬有引力與航天》一章各個知識點間的脈絡和聯(lián)系，使知識由感知層面上升到理性層面，形成核心素養(yǎng)。

4.2? ? 分清易錯、易混知識點，落實核心素養(yǎng)

在新課進行過程中，通過新授課、習題課、練習課，學生對一些重要的概念、規(guī)律都有了一定的理解和掌握，但仍存在一些常錯、易錯、易混知識點，這就需要我們在復習時對這些知識點進行重點強調、總結，強化學生的辨別意識，以落實其核心素養(yǎng)。我們在對《萬有引力與航天》章末復習時重點強調了以下幾點：

易錯點1 物理概念混淆引起錯解

例如：混淆不同公式中r的含義，不能正確區(qū)分天體的半徑、衛(wèi)星的軌道半徑和天體之間的距離。

一般來說，衛(wèi)星的軌道半徑總大于該天體的半徑，只有衛(wèi)星貼近天體表面運行時，可近似認為衛(wèi)星軌道半徑等于天體半徑，在表達式m中的r并非始終相同，如雙星、多星系統(tǒng)。

易錯點2 物理量之間的定性、定量關系不明確引起錯解

例如：不能正確理解萬有引力與重力的關系。

走出誤區(qū)：物體的重力并不等于地球對物體的萬有引力，重力實際上是地球對物體的萬有引力的一個分力。但由于兩者差距不大，通常情況下認為兩者相等（不考慮地球自轉）。

（1）地球表面附近（其中，g為地球附近重力加速度，M為地球的質量，R為地球的半徑，G為引力常量）。

（2）離地面高h處，

（3）繞地球運動的物體的重力等于萬有引力，且提供向心力：mg′=

易錯點3 模型建立不準確或受力分析不準確引起錯解

例1 同步衛(wèi)星離地球球心距離為r，運行速率為v1，加速度為a1，地球赤道上物體隨地球自轉的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則（? ? ）

易犯錯誤：錯把地球赤道上的物體當成衛(wèi)星而錯選B選項。

走出誤區(qū)：地球赤道上的物體所受的重力是萬有引力的分力，它隨地球自轉做圓周運動所需要的向心力是萬有引力的另一個分力，而地球衛(wèi)星所需要的向心力就等于萬有引力。

易錯點4 物理規(guī)律理解不到位引起錯解

例2 發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，如圖2所示，則衛(wèi)星分別在軌道1、2、3上正常運行時，下列說法正確的是（? ? ）

A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率

B.衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度

C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度等于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度

D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度小于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度

易犯錯誤：從運動學的角度思考（a，由于衛(wèi)星在不同的軌道上經(jīng)過相同點時，不但線速度、角速度不同，而且軌道半徑（曲率半徑）不同，所以不能作出判斷而造成錯解。

走出誤區(qū)：衛(wèi)星在橢圓軌道近地點和遠地點時，加速度都是由萬有引力產(chǎn)生的，因此加速度相等。另外，處理變軌問題時，要讓學生弄清物體做圓周運動需要的向心力和所提供的向心力之間的關系：物體做圓周運動時體做近心運動時物體做離心運動時，。

4.3? ? 打破原有的思維結構，重組物理模型，注重例題變式，培養(yǎng)學生科學思維與創(chuàng)新的核心素養(yǎng)

經(jīng)過前期新授課、習題課、練習課上的訓練，學生對各種單一模型、解題方法都有所掌握，解題意識和解題能力相對比較強，但對概念、規(guī)律的遷移應用能力、解決綜合問題的能力和創(chuàng)新能力相對比較弱。教師要打破原有的思維結構，引導學生發(fā)散思維，對物理模型進行重組，注重例題變式，培養(yǎng)學生科學思維與創(chuàng)新的核心素養(yǎng)[3]。

例如：

對例2我們可以引導學生做以下的變式拓展：

變式拓展1 若已知衛(wèi)星1所在位置的重力加速度為g，同步衛(wèi)星3距離地球表面的高度為h，地球半徑為R，自轉周期為T。求地球的質量M。

設計意圖：

考查處理天體問題的兩條思路和兩個隱含條件：近地衛(wèi)星軌道半徑等于地球半徑，同步衛(wèi)星的運動周期等于地球的自轉周期。

對于地面附近的物體m有：mg=

對于同步衛(wèi)星有：G（R+h）

變式拓展2 若已知同步衛(wèi)星3距離地球表面的高度為h，地球半徑為R。求兩衛(wèi)星的線速度、角速度、周期、加速度的比值。

設計意圖：考查萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運動的基本公式。

變式拓展3 若已知同步衛(wèi)星3距離地球表面的高度為h，地球半徑為R，地球赤道上有一物體隨地球自轉，則該物體與衛(wèi)星3的線速度、加速度之比為多少？

設計意圖：考查萬有引力與重力的關系、同步衛(wèi)星的特點。

變式拓展4 若已知同步衛(wèi)星3距離地球表面的高度為h，地球半徑為R，自轉周期為T，某時刻衛(wèi)星1與3第一次相遇（即兩衛(wèi)星相距最近），則再經(jīng)過多長時間兩者第二次相遇？

設計意圖：考查天體的追擊相遇問題。

兩衛(wèi)星相距最近時，這時衛(wèi)星1、3與地球在同一條圓半徑上，兩衛(wèi)星運動方向相同，衛(wèi)星1轉動角速度大、周期短，如果經(jīng)過時間t，兩衛(wèi)星與地球連線半徑轉過的角度相差2π的整數(shù)倍，則兩衛(wèi)星與地球又位于同一條圓半徑上，相距最近;若轉過的角度相差π的奇數(shù)倍，相距最遠。

變式拓展5 比較衛(wèi)星分別在1軌道上Q點、2軌道上Q點、2軌道上P點、3軌道上P點的加速度、線速度、動能、機械能的大小關系。

設計意圖：考查衛(wèi)星變軌的原理及牛頓第二定律、動能定理、能量守恒定律在天體問題中的應用。

綜上所述，章末復習課是物理學科教學不可缺少的課型，作為教師，我們要改變以重復機械的習題強化訓練為主的淺層應試教育模式[4]，重視學生建構知識和應用知識，以提升學生的物理核心素養(yǎng)為教學目標，對教學的方法進行創(chuàng)新，為學生進一步學好物理和為學生終身學習打下良好的基礎。

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]貢軍榮.例談高考試題中的核心素養(yǎng)考查[J].中學政治教學參考，2016（07）：61.

[3]張繼.如何在物理復習課教學中培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)——以“動量和能量的綜合問題：物塊+滑板模型”為例[J].西部素質教育，2017（11）：74-75.

[4]方紅德.指向核心素養(yǎng)的深度學習在單元復習課中的實施策略——以粵教版《圓周運動》單元復習課為例[J].中學物理，2017，35（12）：6-8+11.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）