張先竹

(廣東省湛江市二中海東中學(xué) 524057)

2020年初，湛江市二中海東中學(xué)提出了“互動(dòng)生態(tài)教學(xué)模式”(Interactive Ecological Education 簡(jiǎn)稱IEE模式)，它是在海東中學(xué)第一個(gè)十年課程教學(xué)改革基礎(chǔ)上的優(yōu)化與提升，從一開(kāi)始的課堂變革，到課程體系的重組，再到理念內(nèi)驅(qū)，最后創(chuàng)生了新的教學(xué)生態(tài)，它的主要內(nèi)容包括單元教學(xué)設(shè)計(jì)、互動(dòng)生態(tài)課堂、四修課程體系、全人教育理念.

在“IEE互動(dòng)生態(tài)教學(xué)模式”下，習(xí)題講評(píng)課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了一定的概念、規(guī)律、解題方法后進(jìn)行的，習(xí)題講評(píng)課突出了學(xué)生主體性、教學(xué)過(guò)程程序性、習(xí)題設(shè)置階梯性，是為了更好地開(kāi)展物理問(wèn)題解決教學(xué)，將單元教學(xué)設(shè)計(jì)貫穿在習(xí)題講評(píng)課的課前、課中和課后，課前，通過(guò)自主學(xué)習(xí)和課堂前測(cè)，讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)逐漸系統(tǒng)化和條理化，達(dá)到鞏固、理解的目的；課中，突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，依據(jù)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版 2020年修訂)》、新教材和新高考要求，通過(guò)設(shè)計(jì)情境化、活動(dòng)化、任務(wù)化的學(xué)習(xí)活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的體驗(yàn)性、實(shí)踐性和整體性，深化活化對(duì)所學(xué)的概念和規(guī)律的理解，逐步領(lǐng)會(huì)分析、處理和解決物理問(wèn)題的思路和方法；課后，這種課型尤其強(qiáng)調(diào)將物理知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用緊密聯(lián)系起來(lái)，提高學(xué)生的應(yīng)用能力和動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí).

教學(xué)設(shè)計(jì)流程：

教學(xué)內(nèi)容分析?學(xué)習(xí)者分析?學(xué)習(xí)目標(biāo)確定?學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)?學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)?學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)?教學(xué)反思與改進(jìn)

現(xiàn)以《電磁感應(yīng)現(xiàn)象中焦耳熱的計(jì)算》的單元教學(xué)設(shè)計(jì)為例，其具體應(yīng)用如下：

1 課前學(xué)習(xí)診斷

課前，安排自主學(xué)習(xí)反饋和配套測(cè)試，掌握學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)水平和預(yù)習(xí)情況，采用學(xué)生自行批改和小測(cè)試的評(píng)價(jià)方式.

問(wèn)題清單

設(shè)置開(kāi)放性問(wèn)題，以學(xué)科大概念為線索，回顧本節(jié)習(xí)題課相關(guān)主要內(nèi)容：

老師提問(wèn)一：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中求熱量的方法有哪些？

老師提問(wèn)二：若感應(yīng)電流是恒定的，采用哪種方法求解？

老師提問(wèn)三：若感應(yīng)電流是變化的，又用哪種方法求解？

(學(xué)生七嘴八舌)

解析：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中熱量的求解方法有：1、感應(yīng)電流是恒定的，用熱量定義式Q=I2Rt進(jìn)行計(jì)算；2、感應(yīng)電流是變化的，用能的轉(zhuǎn)化與守恒定律求解，可以用功能關(guān)系Q=W克服安培力，直接計(jì)算出克服安培力所做的功，或者用能量守恒定律進(jìn)行計(jì)算；3、既能用公式Q=I2Rt求解，又能用能的轉(zhuǎn)化與守恒定律求解的，則可優(yōu)先用能的轉(zhuǎn)化與守恒定律求解，在一些特定情況下，還有一些變通的方法求解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中熱量.

2 課中，問(wèn)題反饋，互動(dòng)研討，訓(xùn)練鞏固

課上，每個(gè)環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)均安排互動(dòng)環(huán)節(jié)(生生互動(dòng)或師生互動(dòng))，教師呈現(xiàn)情境，提出富有挑戰(zhàn)性的驅(qū)動(dòng)型問(wèn)題及學(xué)習(xí)任務(wù)類(lèi)型，對(duì)應(yīng)學(xué)生活動(dòng)，示范指導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)，聚焦學(xué)科思想方法，關(guān)注課堂生成，糾正思維錯(cuò)誤，恰當(dāng)運(yùn)用評(píng)價(jià)方式(導(dǎo)學(xué)案、課堂觀察、師生訪談)與評(píng)價(jià)工具開(kāi)展過(guò)程性評(píng)價(jià)，激發(fā)興趣，促進(jìn)學(xué)習(xí).

例題如圖1所示，足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，寬度為0.5 m，傾角為37°，電阻可以忽略不計(jì)，其上端接一電阻為1 Ω的小燈泡.一導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，質(zhì)量為0.2 kg，接入電路的電阻為1 Ω，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8 T.將導(dǎo)體棒MN由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光后，導(dǎo)體棒還運(yùn)動(dòng)了2s到達(dá)底端，則此后導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)速度以及小燈泡穩(wěn)定發(fā)光后到導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到裝置底端的過(guò)程中小燈泡的發(fā)熱量分別為(重力加速度g取10 m/s2，sin37°=0.6)( ).

圖1

A．2.5 m/s 2 J B．5 m/s 2 J

C．5 m/s 18J D．2.5 m/s 18J

拓展若導(dǎo)體棒MN由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小燈泡剛穩(wěn)定發(fā)光過(guò)程中，下滑的位移為8m，求小燈泡在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量？

2.1 師生活動(dòng)設(shè)計(jì)

讓學(xué)生用3min時(shí)間思考，隨后教師組織學(xué)生進(jìn)行研討和交流，開(kāi)展分組合作學(xué)習(xí).

將各小組按區(qū)域劃為四個(gè)大組，分別用以上幾種解法求解例題和拓展例題，討論時(shí)間為5min；討論結(jié)束后，通過(guò)抽簽方式隨機(jī)選出部分小組上臺(tái)展示，講解相應(yīng)的方法；講解結(jié)束后，其他組的同學(xué)可以質(zhì)疑提問(wèn)，由講解組的同學(xué)負(fù)責(zé)解答，老師視情況進(jìn)行追問(wèn)、補(bǔ)充、總結(jié)，教師利用課堂觀察、課后問(wèn)卷評(píng)價(jià)方式開(kāi)展激勵(lì)性評(píng)價(jià).

小組一例題講解，用公式Q=I2Rt求解

老師提問(wèn)1：導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到哪些力的作用？

老師提問(wèn)2：導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況是什么？

老師提問(wèn)3：穩(wěn)定的特點(diǎn)是什么？

老師提問(wèn)4：公式Q=I2Rt的適用范圍？

學(xué)生回答1：受重力、安培力、支持力和摩擦力的作用；

學(xué)生回答2：穩(wěn)定前，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；穩(wěn)定后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

學(xué)生回答3：做勻速直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒受到的合力為零；

學(xué)生回答4：適用于電流不變的情況.

學(xué)生代表展示解答過(guò)程：

學(xué)生代表講解解答過(guò)程：

小結(jié)1.解答物理題時(shí)，一般都要畫(huà)三個(gè)示意圖，分別是情境圖、受力示意圖和運(yùn)動(dòng)示意圖，個(gè)別情況還要畫(huà)能量轉(zhuǎn)化圖；2.受力情況決定運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)受力情況，判斷出運(yùn)動(dòng)模型；3.根據(jù)運(yùn)動(dòng)模型，選擇合適規(guī)律列方程求解.

小組二例題講解，用功能關(guān)系Q=W克服安培力，求出W克服安培力即可

老師提問(wèn)1:功能關(guān)系的內(nèi)容？

老師提問(wèn)2:Q總與W克服安培力的關(guān)系？

老師提問(wèn)3:W克服安培力有哪些計(jì)算方法？

老師提問(wèn)4:這道題采用哪一種方法：

小結(jié)如果安培力是恒力，則W克服安培力可用公式W克服安培力=FScosα解答，過(guò)程更方便、簡(jiǎn)潔.

小組三拓展講解，用動(dòng)能定理求出W克服安培力

老師提問(wèn)1：這一過(guò)程受到哪些力的作用？

老師提問(wèn)2：這一過(guò)程中，哪些力是恒力，哪些力是變力？

老師提問(wèn)3：這一過(guò)程中，導(dǎo)體棒做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？

老師提問(wèn)4：這一過(guò)程中，求熱量能用公式Q=I2Rt和公式W克服安培力=FScosα進(jìn)行計(jì)算嗎？

老師提問(wèn)5：用動(dòng)能定理或能量守恒定律解決問(wèn)題的一般解題步驟是什么？

小結(jié)確定研究過(guò)程是解題的最關(guān)鍵的一步，確定好過(guò)程后，在列方程時(shí)，所有物理量必須與所選過(guò)程要對(duì)應(yīng)，避免出現(xiàn)張冠李戴的情況.

小組四拓展講解，用能量守恒定律求出Q燈

老師提問(wèn)1：這一過(guò)程中，哪些能量增加？哪些能量減少？

老師提問(wèn)2：此題中，能量增加量怎么表示？能量減少量怎么表示？

老師提問(wèn)3：由于滑動(dòng)摩擦力做功引起的熱量增加量，用功能關(guān)系原理，如何表示？

小結(jié)用能量守恒定律解題時(shí)，一定要知道能量是如何轉(zhuǎn)化的，哪些能量增加，增加多少，哪些能量減少，減少多少，都必須弄清楚；用能量守恒定律解題，一定要與功能關(guān)系同時(shí)使用，否則列不出具體的方程.

2.2 歸納總結(jié)，升華新知

【師生總結(jié)】1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，用動(dòng)能定理或能量守恒定律解題的一般步驟

(1)確定研究對(duì)象(導(dǎo)體棒或回路).

(2)確定研究過(guò)程，弄清電磁感應(yīng)過(guò)程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互轉(zhuǎn)化.

(3)根據(jù)公式Q=I2Rt、功能關(guān)系或能量守恒定律列方程，且解方程.

2.畫(huà)好三個(gè)圖，分別為情境圖、受力示意圖和運(yùn)動(dòng)示意圖；

3.所有物理公式、定理、定律，在使用前，必須要弄清楚各自的適用范圍；

4.具體列物理方程時(shí)，一定要牢記物理公式、定理、定律的對(duì)應(yīng)性.

【當(dāng)堂訓(xùn)練】選取教學(xué)設(shè)計(jì)中的習(xí)題進(jìn)行補(bǔ)充.

3 課后，根據(jù)學(xué)情，精準(zhǔn)化分層次設(shè)計(jì)課后習(xí)題，精細(xì)化剖析有關(guān)熱量的變式訓(xùn)練

通過(guò)完成課后習(xí)題，提高學(xué)生在實(shí)際生活中遷移應(yīng)用學(xué)科知識(shí)和問(wèn)題解決的思路方法來(lái)解決問(wèn)題的能力.