鄧艾 黃子恒

摘? ?要：高三復(fù)習(xí)備考是高中物理教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有效的復(fù)習(xí)備考能促進(jìn)學(xué)生物理觀念的有機(jī)生成，科學(xué)的復(fù)習(xí)備考能極大地提升學(xué)生的思維能力，構(gòu)建完整的物理圖景。文章結(jié)合新高考理念和復(fù)習(xí)備考的實踐體會，結(jié)合實例從概念教學(xué)、物理定理與定律教學(xué)、物理規(guī)律的應(yīng)用教學(xué)、情境化教學(xué)四個方面闡述整合不同模塊內(nèi)容復(fù)習(xí)的必要性，最終給出復(fù)習(xí)備考建議。

關(guān)鍵詞：大單元教學(xué);復(fù)習(xí)備考;物理觀念;物理規(guī)律

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2022）3-0013-4

當(dāng)前高中物理教材主要從力、電、磁、熱、光等幾個知識模塊編排，通過力、運動、能量與動量搭建高中物理知識主體框架。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，教師以課時為單元，遵從課本內(nèi)容編排有序推進(jìn)，進(jìn)行碎片化知識和技能的傳授?；诤诵乃仞B(yǎng)實施大單元教學(xué)是當(dāng)前教學(xué)發(fā)展的趨勢。大單元教學(xué)打破傳統(tǒng)課時的束縛，以單元為模塊進(jìn)行知識的重組，倡導(dǎo)關(guān)注知識點背后承載的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。在高三復(fù)習(xí)課教學(xué)中，教師同樣可以將不同模塊的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，對分析處理問題的思維方法進(jìn)行歸納整理，有效推動物理知識體系化，培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力與創(chuàng)新思維能力。整合不同章節(jié)的內(nèi)容，借鑒大單元教學(xué)理念，將其融入高三復(fù)習(xí)備考課程中，同樣也值得嘗試與探索。

1? ? 剖析物理概念的實際意義，強(qiáng)化物理觀念

物理是一門與實際生活關(guān)聯(lián)很強(qiáng)的學(xué)科。高三物理課堂教學(xué)，教師不能只是簡單回顧物理概念和物理現(xiàn)象。在概念教學(xué)時，側(cè)重于與實際生活情境的關(guān)聯(lián)，強(qiáng)調(diào)從科學(xué)描述的角度引入概念的物理意義。以復(fù)習(xí)平拋運動為例，學(xué)生對速度偏轉(zhuǎn)角與位移偏轉(zhuǎn)角的理解很抽象，應(yīng)用時也經(jīng)常出錯。教師在講解時可以提出以下問題來幫助學(xué)生理解：

問題1：平拋運動的軌跡是曲線，曲線運動的速度方向時刻變化，那么如何進(jìn)一步引入物理量來描述速度方向變化的多少？

問題2：速度偏轉(zhuǎn)角應(yīng)如何量化定義？

問題3：速度偏轉(zhuǎn)角應(yīng)用于具有豎直初始速度的類平拋運動，其差異性體現(xiàn)在哪里？

問題4：若物體做圓周運動，引入速度偏轉(zhuǎn)角又可以得出怎樣的結(jié)論？

問題5：在光的折射現(xiàn)象中，如何理解光線的偏轉(zhuǎn)角？

物理概念反映物理現(xiàn)象和物理過程的本質(zhì)屬性，是物理事實的抽象與概括，是物理學(xué)的基礎(chǔ)。物理概念的形成伴隨著科學(xué)思想與方法，是發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要過程。物理概念是學(xué)生形成物理觀念的重要基礎(chǔ)[1]。教師在進(jìn)行概念教學(xué)時，切忌直接給出相關(guān)的定義及表達(dá)式，應(yīng)結(jié)合科學(xué)研究的必要性和實際教學(xué)特點，遵從學(xué)生思維發(fā)展順序，通過層層設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生從生活化的物理現(xiàn)象感性認(rèn)識逐步向物理學(xué)科描述的科學(xué)化視野的理性認(rèn)識轉(zhuǎn)化。在充分理解物理概念引入的實際意義基礎(chǔ)上，對該概念的內(nèi)涵與外延進(jìn)行解讀與拓展，對與概念對應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行相關(guān)的推理與分析。作為高三復(fù)習(xí)課，教師可以串聯(lián)不同運動情境，啟發(fā)學(xué)生深化對同一物理概念的認(rèn)識，形成概念在不同情境中的深層次理解與應(yīng)用。

針對物理學(xué)科中諸多不同概念，我們可以在概念引出的具體方式中滲透學(xué)科思想。高中階段很多概念是通過比值法定義得出，比如速度、加速度、功率、電容、電源電動勢等;也可以通過橫向比較概念的關(guān)聯(lián)性，比如功和沖量反映力在空間積累與時間積累上不同的作用效果，重力勢能和電勢能反映重力場與電場中場的能量屬性，電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度反映電場和磁場的力的屬性;也可以追溯概念得出的物理學(xué)史，比如紫外災(zāi)難、泊松亮斑、電磁感應(yīng)現(xiàn)象等。這些概念的生成反映科學(xué)研究的基本方法，反映科學(xué)研究的必要性，反映科學(xué)發(fā)展經(jīng)歷的必然過程。

2? ? 辨析不同情境下物理規(guī)律的應(yīng)用，筑牢物理基礎(chǔ)

高中物理基本以牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典物理學(xué)理論為核心，以牛頓運動三大定律搭建研究力與勻變速運動、力與圓周運動等典型運動間動力學(xué)關(guān)系的橋梁。復(fù)習(xí)這些章節(jié)能深化學(xué)生的相互作用觀與運動觀，構(gòu)建正確的物理模型。以動能定理、機(jī)械能守恒定律、動量定理、動量守恒定律架起物體運動過程中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系的分析與計算，筑牢學(xué)生的能量觀和科學(xué)推理能力。面對諸多物理公式、物理定理與定律時，很多學(xué)生會遺忘、混淆。教師在復(fù)習(xí)時，一定要對定理、定律的來龍去脈進(jìn)行合理推理，對適用條件進(jìn)行重點說明。以復(fù)習(xí)動量定理為例，可以創(chuàng)設(shè)以下幾個問題：

問題1：沖量的計算式？

問題2：若力隨時間均勻變化，沖量如何計算？

問題3：若力與速度大小成正比，如空氣阻力，則沖量的物理意義如何理解？

問題4：計算安培力的沖量，其物理意義又有什么不同？

物理定理與定律是對物理過程與情境的高度概括與提煉。課本上進(jìn)行推理時往往是由某個簡單的特殊過程推廣至一般的實際過程，具有一定的普適性。但是，學(xué)生在具體應(yīng)用物理定理或定律解題時，需要根據(jù)特定的情境進(jìn)行科學(xué)推理與論證，需要適度的變通。因此，對物理定理與定律復(fù)習(xí)時，不要急于讓學(xué)生埋頭刷題，機(jī)械應(yīng)用物理定理與定律。要通過一定量的習(xí)題訓(xùn)練，結(jié)合不同類型題目的歸納整理，抽絲剝繭，去偽存真，形成對一類問題的最本質(zhì)的科學(xué)認(rèn)識。下面以某市物理試卷中一道選擇題為例，以兩個學(xué)生不同的解題過程闡述應(yīng)用物理規(guī)律解題時應(yīng)注意其適用條件，避免隨意性。

教師分析：上述兩種方法都具有代表性。雖然選取不同的物理規(guī)律能得出相同的答案，但是都存在物理規(guī)律運用不恰當(dāng)?shù)腻e誤。學(xué)生1以平均力作為變力做功的計算思維方法只適用于變力的大小隨物體運動位移均勻變化的情況。本題中阻力隨速度均勻變化，顯然不符合隨位移均勻變化的特點。學(xué)生2與學(xué)生1存在類似錯誤，利用公式計算阻力做功W=Pt，僅適用于功率P不隨時間變化的情況。

物理規(guī)律的應(yīng)用具有各自不同的適用條件，在一定條件下可以從不同路徑出發(fā)得出相同的結(jié)論。比如，恒力作用下物體的運動，既可以運用牛頓第二定律計算速度，也可以運用動能定理求解。但是，在變力作用下物體的運動，我們往往利用動能定理規(guī)避變力做功的直接計算，轉(zhuǎn)化為恒力做功的分析;求解變力作用下物體速度變化，我們往往利用動量定理規(guī)避運動過程中速度的瞬息變化，轉(zhuǎn)化為初末時刻動量變化的計算。在不同問題情境下，如何選擇合適的物理規(guī)律進(jìn)行解題，這涉及科學(xué)思維與科學(xué)方法的應(yīng)用。下面就上述例1給出幾種正確分析過程：

方法1：利用動量定理。利用微元法思想將紅血球下落過程無限分割，則每小段時間內(nèi)速度變化很小，做勻速運動，設(shè)第1段Δt時間內(nèi)平均速度為v1，第2段Δt時間內(nèi)平均速度為v2……第n段Δt時間內(nèi)平均速度為vn，每一段時間內(nèi)滿足：-kv1Δt=m（v1-v0）， -kv2Δt=m（v2-v1），…

方法1從知識解決的角度出發(fā)，遵從科學(xué)推理的原則，詳細(xì)展示變力作用下規(guī)律的應(yīng)用過程。方法2從思維方法的角度出發(fā)，遵從科學(xué)猜想的原則，合理運用特殊值法解決問題。方法3從能力提升的角度出發(fā)，利用微積分思想科學(xué)論證速度隨時間變化的函數(shù)，正面回應(yīng)紅血球下落過程是否為單擺模型。以上三種方法滿足不同層次學(xué)生思維發(fā)展的需求，培養(yǎng)學(xué)生利用不同方法探索物理問題的興趣，搭建學(xué)生自我發(fā)展的階梯。

3? ? 科學(xué)論證物理模型，提升關(guān)鍵能力

高中學(xué)習(xí)中存在很多物理模型，模型建構(gòu)能力是關(guān)鍵能力之一。很多物理問題來源于生活，但受限于高中物理知識的深度與廣度，書本上探討的物理問題與實際問題有所差異。教師要培養(yǎng)學(xué)生從生活化的實際模型中抽象出理想化的物理模型的意識和能力。物理建模過程是讓學(xué)生針對具體的問題，聯(lián)想生活現(xiàn)象中與此關(guān)聯(lián)的某一畫面、某一過程、某一情境，找出解決問題的主要因素，忽略次要因素，在頭腦中建構(gòu)一個簡化的模型[2]。學(xué)生要具備發(fā)現(xiàn)實際情境與物理模型相似性的分析能力，同時又要具備敏銳捕捉實際情境與理想化物理模型存在差異性的能力。

以分析牽連物體的速度關(guān)聯(lián)問題為例，很多老師基本直接告訴學(xué)生一個結(jié)論：將物體的速度分解為沿繩方向與垂直于繩方向。但是，對于為什么遵從這樣的分解規(guī)律并未給出太多的解釋。如圖1所示，小車在水平面內(nèi)做勻速運動，分析物塊的運動狀態(tài)。教師可以從以下幾個方向說明。

速度分解的實際意義：沿繩方向的速度使繩的長度在空間中分布的位置關(guān)系發(fā)生變化;以圓周運動為模型進(jìn)行理解（圖2），垂直于繩方向的速度使得繩子的方向發(fā)生變化。

速度關(guān)聯(lián)問題的定性推理：根據(jù)上述速度分解的思路，我們將小車的運動等效為以滑輪上的O點為圓心，以繩長為半徑的圓周運動。小車沿水平面向右勻速運動的過程中，A1A2=A2A3，繩子收縮的長度A1B1>B1B2，因此得出結(jié)論：物塊做減速運動。

教學(xué)啟示1：牽連體速度分解蘊(yùn)含幾何關(guān)系的深度挖掘。高中物理問題的研究與數(shù)學(xué)學(xué)科關(guān)系十分密切，創(chuàng)設(shè)的問題情境很多基于特定的幾何圖形展開討論，比如圓（弧形軌道）、三角形（斜面體）、長方形（板塊模型）、圓柱體（流體運動）等?；谔囟ǖ能壽E方程對研究對象運動進(jìn)行探討，如直線、拋物線、圓、橢圓、圓錐等。物理問題的討論往往涉及數(shù)學(xué)問題中解方程思想、微積分思想、直線方程以及各種圓錐曲線方程、函數(shù)最值問題探討、正余弦定理、矢量合成與分解等。通過調(diào)用不同學(xué)科知識與能力解決問題來考查學(xué)生的綜合能力是當(dāng)前新課改試題命制特點之一。教師在復(fù)習(xí)備考階段要引導(dǎo)學(xué)生打破學(xué)科壁壘，充分利用不同學(xué)科的知識和能力解決物理問題。

教學(xué)啟示2：上述機(jī)械運動中繩桿牽連物體速度關(guān)聯(lián)問題的分析思路與高中物理其他章節(jié)內(nèi)容存在諸多聯(lián)系。以光的干涉現(xiàn)象為例，在推導(dǎo)干涉亮條紋的位置時也有所涉及，如圖5所示，光程差為：PS2-PS1=dsinθ=d，與上述速度關(guān)聯(lián)的定量推理類似，只是此處利用到小角度的近似計算。

此外，將本例中小車勻速運動引起物塊的減速運動推廣至多普勒現(xiàn)象中亦有相通之處。波源與觀察者之間由于相對運動引起觀察者接收頻率變高，實際是因為接收者在相同時間內(nèi)接收到波峰的次數(shù)變多。

我們從繩牽連物體的運動速度關(guān)系出發(fā)，從定性分析到兩種定量推理，并將用幾何關(guān)系分析速度分解的思維方法遷移至光的干涉問題。由此可見，物理學(xué)不同內(nèi)容在研究思想方法上存在的相似性。看似是一個簡單問題，能通過不同方式分析得出相同的結(jié)論，滿足不同層次學(xué)生的思維發(fā)展需求，深化學(xué)生對問題的理解與應(yīng)用，拓展學(xué)生的思維視野，提高解決問題的能力。

4? ? 充分運用情境教學(xué)，提升核心素養(yǎng)

在當(dāng)前情境化試題趨勢下，試題以貼近時代、貼近社會、貼近生活實踐或?qū)W習(xí)探索問題情境為載體，考查學(xué)生在真實問題情境下解決問題的能力。命題理念由“知識立意、能力立意”向“價值引領(lǐng)、素養(yǎng)導(dǎo)向、能力為重、知識為基”轉(zhuǎn)變。教師在課堂教學(xué)過程中，切忌習(xí)題化教學(xué)和就題論題，要尋找具體問題與真實情境之間的關(guān)聯(lián)性，以真實情境為導(dǎo)向的教學(xué)能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問題、解決實際問題的能力。

以復(fù)習(xí)牛頓萬有引力為例，牛頓當(dāng)時提出萬有引力定律，但是并沒有測出引力常量G的具體值，如何證明其理論的正確性呢？教師可以帶領(lǐng)學(xué)生解讀當(dāng)時牛頓進(jìn)行月-地檢驗的具體過程，以現(xiàn)有的實際數(shù)據(jù)進(jìn)行定量計算，科學(xué)論證萬有引力定律的正確性。追尋科學(xué)家科學(xué)研究的足跡，體會科學(xué)家分析處理問題的思路，提升學(xué)生的模型建構(gòu)能力和科學(xué)思維能力。

在高三復(fù)習(xí)課教學(xué)備課中，教師應(yīng)認(rèn)真研讀新高考評價體系相關(guān)政策文件，領(lǐng)悟教育改革的頂層設(shè)計。此外，還應(yīng)關(guān)注新高考下各地高考試題，總結(jié)情境化試題的特點。在教學(xué)中充分挖掘情境化素材資源，利用試題、實驗等手段恰如其分地創(chuàng)設(shè)真實問題情境，提高學(xué)生核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴金平.對物理概念教學(xué)的再思考[J].物理教師，2021，42（07）：36-39.

[2]張永剛，朱巧萍.高中生物理建模意識和能力的培養(yǎng)策略研究[J].物理教師，2021，42（06）：2-4，9.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）