劉紅英

摘? ?要：我國(guó)基礎(chǔ)教育新課程改革所提出的“核心素養(yǎng)”是學(xué)生適應(yīng)未來(lái)生活所必須具備的品格和關(guān)鍵能力。學(xué)生物理核心素養(yǎng)的養(yǎng)成與物理教學(xué)策略有著非常緊密的關(guān)系。文章以“帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題”專題為例，注重習(xí)題問(wèn)題專題的基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性，緊扣知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、方法體系構(gòu)建、素養(yǎng)能力提升三條主線進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，闡述如何培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、建模能力、科學(xué)思維能力、科學(xué)探究能力、實(shí)踐能力等關(guān)鍵能力的實(shí)踐探索。

關(guān)鍵詞：物理核心素養(yǎng);習(xí)題教學(xué);問(wèn)題專題;教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2022）5-0036-7

1? ? 高中物理習(xí)題教學(xué)的現(xiàn)狀

筆者根據(jù)多年的一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)高中物理習(xí)題教學(xué)普遍存在四個(gè)方面的問(wèn)題：一是教師缺乏對(duì)習(xí)題教學(xué)的問(wèn)題研究，教師對(duì)于習(xí)題課的安排，往往借助現(xiàn)成的資料書(shū)上安排的習(xí)題進(jìn)行，試題設(shè)置零散，缺乏問(wèn)題線索，沒(méi)有形成習(xí)題教學(xué)知識(shí)體系、方法體系、題型歸納等問(wèn)題專題，習(xí)題教學(xué)呈現(xiàn)隨意性。二是教師缺乏對(duì)習(xí)題例題有效講評(píng)的策略研究，重“習(xí)題的數(shù)量”，輕“講評(píng)的質(zhì)量”;重“習(xí)題的難度”，輕“習(xí)題的基礎(chǔ)”;重“習(xí)題的結(jié)果”，輕“方法的指導(dǎo)”。教師在講解習(xí)題時(shí)，存在就題論題，課堂講解缺乏變通性及靈活性，沒(méi)有對(duì)同一類型的題目進(jìn)行拓展與延伸教學(xué)的弊病，這樣勢(shì)必造成學(xué)生對(duì)知識(shí)理解不夠深刻，思維遷移能力得不到提升，導(dǎo)致習(xí)題教學(xué)效果不夠理想。三是學(xué)生缺乏問(wèn)題意識(shí)和主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，大部分學(xué)生習(xí)慣聽(tīng)老師講，不懷疑和質(zhì)問(wèn)，學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性沒(méi)有得以體現(xiàn)，認(rèn)知能力、合作交流能力沒(méi)有得以較好地培養(yǎng)。四是學(xué)生缺乏良好的審題和規(guī)范解題的習(xí)慣，學(xué)生不會(huì)讀題、不會(huì)畫(huà)圖或者不喜歡畫(huà)圖，建模能力差、運(yùn)算能力較差、書(shū)寫(xiě)不規(guī)范等，導(dǎo)致學(xué)科素養(yǎng)較差。

學(xué)生核心素養(yǎng)的形成與教師的教學(xué)方式和教育理念緊密相關(guān)，文章以“一核四層四翼”的高考評(píng)價(jià)體系為依托[1]，以物理學(xué)科考試大綱規(guī)定考查的“理解能力、推理能力、分析綜合能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛻?yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力”五大能力[2]為目標(biāo)，著重從教師層面著手，根據(jù)專題特點(diǎn)，緊扣知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、方法體系構(gòu)建、素養(yǎng)能力提升三條主線，編撰習(xí)題、設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，闡述如何培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、建模能力、科學(xué)思維能力、科學(xué)探究能力、生活實(shí)踐能力等關(guān)鍵能力。具體流程如下：教材、考綱、考題、學(xué)情分析—確定習(xí)題問(wèn)題專題—設(shè)置基礎(chǔ)情境問(wèn)題—設(shè)置變式情境問(wèn)題—有效講評(píng)專題例題—?jiǎng)?chuàng)新講評(píng)變式問(wèn)題—構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)—構(gòu)建方法體系—培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)。

2? ? 習(xí)題問(wèn)題專題教學(xué)案例實(shí)踐

2.1? ? 習(xí)題問(wèn)題專題整體分析

文章以“帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題”專題為例。由于粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的具體情況復(fù)雜多變，解決這類問(wèn)題涉及到牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理等，數(shù)學(xué)運(yùn)算較為復(fù)雜，綜合性較強(qiáng)，情境復(fù)雜多元，能夠考查出學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的各個(gè)維度，是高中教學(xué)中的重點(diǎn)、熱點(diǎn)和難點(diǎn)，歷年來(lái)被高考命題者所青睞。

2.2? ? 習(xí)題問(wèn)題專題設(shè)計(jì)思路（圖1）

2.3? ? 習(xí)題問(wèn)題專題情境設(shè)置

2.3.1? ? 基礎(chǔ)問(wèn)題情境——帶電粒子垂直進(jìn)入單邊界磁場(chǎng)區(qū)域

如圖2所示，一個(gè)質(zhì)量為 m、電荷量為 q 的粒子，從容器A下方的小孔 S1 飄入電勢(shì)差為U 的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為0，然后經(jīng)過(guò)S3沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片D上[3]。

基礎(chǔ)問(wèn)題1：粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率為多大？

基礎(chǔ)問(wèn)題2：粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和時(shí)間分別為多少？

變式問(wèn)題1：若只改變加速電壓，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速率和軌道半徑如何變化？

變式問(wèn)題2：若只改變?nèi)萜鰽中粒子的比荷，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速率和軌道半徑如何變化？

變式問(wèn)題3：（2016 年全國(guó)新課標(biāo) I卷第15題改編）若另一粒子在入口處從靜止開(kāi)始被同一加速電場(chǎng)加速，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后最后仍然打到照相底片D上，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的12倍。求此粒子的比荷與原來(lái)粒子的比荷比值約為多少？

基礎(chǔ)問(wèn)題設(shè)計(jì)意圖：基礎(chǔ)問(wèn)題情境1的設(shè)置來(lái)源于人教版新教材選擇性必修二第一章第16頁(yè)，結(jié)合中學(xué)物理STSE為情境，以質(zhì)譜儀為載體，題目涉及的基本概念有電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)差、電場(chǎng)力、洛倫茲力、動(dòng)量、動(dòng)能等，涉及到的模型有勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)等，意在引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用控制變量法定性分析和定量計(jì)算帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑、周期、時(shí)間等物理量。問(wèn)題相對(duì)簡(jiǎn)單，層層遞進(jìn)，激發(fā)學(xué)生深入探究，樹(shù)立證據(jù)意識(shí)，培養(yǎng)他們的建模能力、推理能力、運(yùn)算能力等。

2.3.2? ? 變式問(wèn)題情境設(shè)置

（1）變式情境設(shè)置——帶電粒子傾斜進(jìn)入單邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

【變式問(wèn)題情境1】 如圖3所示，在xOy平面內(nèi)，若只在一、二象限存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一個(gè)電荷量為q（q>0）、質(zhì)量為m的粒子，從原點(diǎn)O處，以速率v沿與x軸正方向成θ角射入磁場(chǎng)中（重力不計(jì)）。求：

基礎(chǔ)問(wèn)題1：粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少？

基礎(chǔ)問(wèn)題2：粒子到達(dá)x軸上的位置距O點(diǎn)的距離為多少？

變式問(wèn)題1：若只把磁場(chǎng)方向改為垂直向外，情況如何？

變式問(wèn)題2：若只改變v的大小，情況如何？

變式問(wèn)題3：若只改變?chǔ)鹊拇笮。?≤θ<π），則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為多少？粒子到達(dá)x軸上的位置距O點(diǎn)的最大距離為多少？具體分析如圖4所示。C456DD7F-AFFB-4310-B21F-8B806E91A804

（2）變式問(wèn)題情境——帶電粒子進(jìn)入多邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

【變式問(wèn)題情境2】 （2021年高考全國(guó)甲卷第12題）如圖5所示，長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的兩塊擋板豎直相對(duì)放置，間距也為L(zhǎng)，兩擋板上邊緣P和M處于同一水平線上，在該水平線的上方區(qū)域有方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E;兩擋板間有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子自電場(chǎng)中某處以大小為v0的速度水平向右發(fā)射，恰好從P點(diǎn)處射入磁場(chǎng)，從兩擋板下邊緣Q和N之間射出磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子未與擋板碰撞。已知粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與PQ的夾角為60°，不計(jì)重力。

基礎(chǔ)問(wèn)題1：求粒子發(fā)射位置到P點(diǎn)的距離。

基礎(chǔ)問(wèn)題2：磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍。

基礎(chǔ)問(wèn)題3：若粒子正好從QN的中點(diǎn)射出磁場(chǎng)，求粒子在磁場(chǎng)中的軌跡與擋板MN的最近距離。

變式問(wèn)題1：粒子從P點(diǎn)到兩擋板下邊緣Q點(diǎn)和N點(diǎn)射出磁場(chǎng)時(shí)間的比值。

變式問(wèn)題2：若把磁場(chǎng)方向改為垂直紙面向里，求粒子不打到MN邊界上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍。

變式問(wèn)題3：改變帶電粒子在電場(chǎng)中的初始位置，讓粒子能從PM的中點(diǎn)與PQ夾角成45°入射，若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B=■不變，改變粒子初速度大小，要保證粒子從兩擋板下邊緣Q和N之間射出磁場(chǎng)，求粒子初速度的取值范圍。

解析思路：

基礎(chǔ)問(wèn)題1：通過(guò)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)P點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向，根據(jù)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)中的類平拋，采用運(yùn)動(dòng)的合成與分解，逆向思維，解決問(wèn)題。

基礎(chǔ)問(wèn)題2、3：根據(jù)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中的速度方向和磁場(chǎng)方向，作垂線畫(huà)出半徑方向，再考慮邊界約束，采用放縮法畫(huà)動(dòng)態(tài)軌跡圓（圖6、圖7、圖8），確定圓心和半徑，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，結(jié)合幾何關(guān)系求解。在解法上可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況補(bǔ)充講解采用動(dòng)量定理正交分解求解，根據(jù)在x軸方向上的洛倫茲力的大小由y軸方向上的速度決定，如圖9所示，粒子到達(dá)D（x，y）點(diǎn)時(shí)，速度豎直向下，在y軸方向上由動(dòng)量定理有：qBx=m（v-vsin30°），根據(jù)qvB=m■，所以D點(diǎn)到MN的距離xmin=L-x聯(lián)立可解[4]。此題采用常規(guī)方法和動(dòng)量定理求解，用到物理矢量的分解、微元法、運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性、等時(shí)性等相關(guān)知識(shí)，融合物理思想和物理規(guī)律，有助于培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

變式問(wèn)題1：根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑、圓心角和從Q點(diǎn)、N點(diǎn)出射時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的不同求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間，學(xué)生易出現(xiàn)只抓圓心角而忽略磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的問(wèn)題。

變式問(wèn)題2、3：通過(guò)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向和速度大小，根據(jù)邊界約束、用放縮法畫(huà)出帶電粒子偏轉(zhuǎn)的軌跡，把物理?xiàng)l件轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)運(yùn)算求解。

學(xué)法指導(dǎo)：指導(dǎo)學(xué)生用圓規(guī)畫(huà)動(dòng)態(tài)圓，用放縮法畫(huà)出軌跡圖，觀察邊界約束，抓住臨界條件，通過(guò)分析找到幾何關(guān)系即可求解。變式問(wèn)題主要讓學(xué)生來(lái)講，注重對(duì)學(xué)生講評(píng)思路的指導(dǎo)。

（3）變式問(wèn)題情境——帶電粒子進(jìn)入多邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

【變式問(wèn)題情境3】 （2021年河北省高考卷第14題改編）如圖10，一對(duì)長(zhǎng)平行柵極板水平放置，極板外存在方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，極板與可調(diào)電源相連，正極板上O點(diǎn)處的粒子源垂直極板向上發(fā)射速度為v0、帶正電的粒子束，單個(gè)粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，一足夠長(zhǎng)的擋板OM與正極板成37°傾斜放置，用于吸收打在其上的粒子，C、P是負(fù)極板上的兩點(diǎn)，C點(diǎn)位于O點(diǎn)的正上方，P點(diǎn)處放置一粒子靶（忽略靶的大?。?，用于接收從上方打入的粒子，CP長(zhǎng)度為L(zhǎng)0，忽略柵極的電場(chǎng)邊緣效應(yīng)、粒子間的相互作用及粒子所受重力，sin37°=0.6。

基礎(chǔ)問(wèn)題1：若粒子經(jīng)電場(chǎng)一次加速后正好打在P點(diǎn)處的粒子靶上，求可調(diào)電源電壓U0的大小。

基礎(chǔ)問(wèn)題2：調(diào)整電壓的大小，使粒子不能打在擋板OM上，求電壓的最小值Umin。

變式問(wèn)題1：保持粒子剛好不能打在擋板OM上的加速電壓不變，求粒子第三次從上方到達(dá)負(fù)極板上恰好被粒子靶吸收，粒子靶所在的位置距C點(diǎn)的距離和粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

變式問(wèn)題2：將擋板OM所在的區(qū)域的磁場(chǎng)方向變?yōu)榇怪庇诩埫嫦蚶?，電源正?fù)極對(duì)調(diào)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小仍為B。調(diào)整電壓的大小，使粒子通過(guò)下極板后剛好不能打在擋板OM上，求此時(shí)電壓的最大值Umax。

解析思路：基礎(chǔ)問(wèn)題1，根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)畫(huà)出定態(tài)軌跡圓（圖11），確定圓心和半徑，求出速度;根據(jù)動(dòng)能定理求出粒子在電場(chǎng)中的加速電壓?；A(chǔ)問(wèn)題2，保持其他不變（控制變量法），改變加速電壓，改變帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大小，從而改變它的運(yùn)動(dòng)半徑。粒子恰好不能打到擋板OM上，增加邊界的約束，圓軌道與擋板OM相切半徑最小。根據(jù)粒子在加速和減速電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，得知粒子穿過(guò)下面的正極板后速度大小等于加速前的初速度v0，畫(huà)出軌跡圓（圖12），由幾何關(guān)系和圓周半徑，從而求出加速后的速度和加速的最小電壓（臨界思維）。變式問(wèn)題1，在基礎(chǔ)問(wèn)題2的基礎(chǔ)上拓展，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的周期性、對(duì)稱性，采用平移法和放縮法畫(huà)出動(dòng)態(tài)圓（圖13），求出第三次到達(dá)負(fù)極板的位置和時(shí)間。變式問(wèn)題2在基礎(chǔ)問(wèn)題2的基礎(chǔ)上拓展，改變下方磁場(chǎng)方向，粒子在電場(chǎng)中先減速到達(dá)正極板，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)后又進(jìn)入電場(chǎng)加速，根據(jù)粒子在減速和加速電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，得知粒子穿過(guò)下面負(fù)極板后速度大小等于減速前的初速度v0，畫(huà)出軌跡圓（圖14），由幾何關(guān)系和圓周半徑，求出減速后的最小速度和減速的最大電壓（臨界思維）。

學(xué)法指導(dǎo)：指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維，即控制變量、邏輯推理、逆向思維、臨界思維、對(duì)稱思維解決問(wèn)題，采用放縮法、平移法畫(huà)動(dòng)態(tài)圓，規(guī)范作圖習(xí)慣，提升數(shù)形處理問(wèn)題的能力，養(yǎng)成讀、畫(huà)、寫(xiě)、算的解決問(wèn)題的流程和習(xí)慣。

（4）變式情境設(shè)置——帶電粒子在圓形磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)C456DD7F-AFFB-4310-B21F-8B806E91A804

【變式問(wèn)題情境4】 （2021年高考全國(guó)乙卷第3題改編）如圖15所示，圓形區(qū)域內(nèi)存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里。質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的帶電粒子從圓周上的M點(diǎn)沿直徑MON方向射入磁場(chǎng)。若粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v1，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)90°;若射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v2，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)60°，不計(jì)重力。

基礎(chǔ)問(wèn)題1：兩種情況下粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度之比 v1：v2。

基礎(chǔ)問(wèn)題2：兩種情況下粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比t1：t2。

變式問(wèn)題1：保持原入射速度v2不變（圖16），使粒子帶負(fù)電，想使帶電粒子通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后速度方向偏轉(zhuǎn)角度達(dá)到最大，需將粒子的入射點(diǎn)沿圓弧向上平移多少距離？

變式問(wèn)題2：（2017 年新課標(biāo)Ⅱ卷第18題改編）如圖17所示，若一束相同的帶電粒子，以相同的速率經(jīng)過(guò)P 點(diǎn)（不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用），在紙面內(nèi)沿不同的方向射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域。若粒子射入的速度為v1，這些粒子在磁場(chǎng)邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上;若粒子射入的速度為v2，相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上，求 v1和v2之比。

變式問(wèn)題3：若一束帶負(fù)電的粒子，沿水平方向以速度v平行入射，運(yùn)動(dòng)半徑等于磁場(chǎng)的半徑，如圖18所示（不計(jì)重力和不考慮粒子間的相互作用力），通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后如何射出？（磁匯聚問(wèn)題）

變式問(wèn)題4：若一束帶負(fù)電的粒子，以速率v從A點(diǎn)沿不同方向垂直射入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)半徑等于磁場(chǎng)的半徑，如圖19所示（不計(jì)重力和不考慮粒子間的相互作用力），通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后如何射出？（磁發(fā)散問(wèn)題）

變式問(wèn)題5：（2013 年天津卷第11題改編）如圖20所示，質(zhì)量為 m、電荷量為q的帶正電粒子由P點(diǎn)靜止出發(fā)，經(jīng)N板的小孔S以速度v沿半徑SO方向射入圓形磁場(chǎng)中。若粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞后仍從S孔射出，碰撞過(guò)程中粒子電荷量保持不變，沒(méi)有動(dòng)能損失，在不計(jì)重力的情況下，求圓筒的半徑 R;若碰撞次數(shù)為三次，粒子速度大小變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍？

解析思路：基礎(chǔ)問(wèn)題1，根據(jù)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的特點(diǎn)，沿半徑入射的粒子，將沿半徑方向射出，采用放縮圓法，根據(jù)偏轉(zhuǎn)角找圓心角，畫(huà)定態(tài)軌跡圓（圖21），將物理?xiàng)l件轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)關(guān)系求解。變式問(wèn)題1，抓住半徑不變，采用上下、左右平移法畫(huà)動(dòng)態(tài)軌跡圓（圖22），結(jié)合洛倫茲力提供向心力和幾何關(guān)系求解。變式問(wèn)題2，根據(jù)極限條件和軌跡長(zhǎng)度，采用旋轉(zhuǎn)圓、放縮圓法畫(huà)動(dòng)態(tài)軌跡圓（圖23、圖24），結(jié)合洛倫茲力提供向心力、幾何關(guān)系求解。變式問(wèn)題3和4，抓住運(yùn)動(dòng)半徑不變且等于磁場(chǎng)半徑R，采用旋轉(zhuǎn)、平移的方法畫(huà)動(dòng)態(tài)圓（圖25、圖26），結(jié)合勻速圓周運(yùn)動(dòng)和圓的幾何關(guān)系進(jìn)行求解。變式問(wèn)題5，根據(jù)碰撞的次數(shù)和圓形磁場(chǎng)區(qū)域的特點(diǎn)，確定圓心角度，畫(huà)定態(tài)軌跡圓（圖27），結(jié)合洛倫茲力提供向心力、幾何關(guān)系求解。

學(xué)法指導(dǎo)：

引導(dǎo)學(xué)生讀題、審題、分析、建模，抓關(guān)鍵點(diǎn)作為突破口;畫(huà)圖：畫(huà)靜態(tài)圓和動(dòng)態(tài)圓建立物理情境，注意圓形邊界情況或者是約束條件;根據(jù)洛倫茲力提供向心力，利用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律把物理?xiàng)l件轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)運(yùn)算求解。

變式問(wèn)題情境設(shè)計(jì)意圖：在基礎(chǔ)情境下以典型例題、高考真題再現(xiàn)改編為載體，考慮磁場(chǎng)邊界約束條件的變化，考慮電性、速度、磁場(chǎng)強(qiáng)弱等情境條件的改變，設(shè)置四個(gè)變式問(wèn)題情境，注重問(wèn)題專題題型選取的典型性、針對(duì)性、綜合性、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的系統(tǒng)性;注重一題多變，問(wèn)題設(shè)置層層遞進(jìn)。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生思考討論，強(qiáng)化電場(chǎng)力、洛倫茲力、動(dòng)能定理、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)的合成與分解等核心概念和規(guī)律的應(yīng)用落實(shí);強(qiáng)調(diào)模型建構(gòu)、尺規(guī)作圖法（教師上課可以用幾何畫(huà)板，演示動(dòng)態(tài)圓的變化過(guò)程，讓學(xué)生更直觀地觀察軌跡的變化，抓出臨界約束條件）;強(qiáng)化核心解題方法指導(dǎo)，畫(huà)軌跡、找圓心、定半徑，以不變應(yīng)萬(wàn)變;注重控制變量法、數(shù)形結(jié)合法、極限思維等科學(xué)思維能力的培養(yǎng)。讓學(xué)生經(jīng)歷由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的思維過(guò)程，充分體現(xiàn)問(wèn)題專題教學(xué)的有效性;讓學(xué)生樹(shù)立證據(jù)意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的建模能力、推理能力、運(yùn)算能力，有助于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提升。

3? ? 基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的高中物理習(xí)題問(wèn)題專題教學(xué)實(shí)踐的反思

（1）習(xí)題問(wèn)題專題教學(xué)的關(guān)鍵在于教師要抓住專題問(wèn)題的中心，結(jié)合新課標(biāo)、新高考的要求，精選例題，注重變式，注重知識(shí)的形成過(guò)程，注重知識(shí)的內(nèi)涵和外延，在學(xué)生知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系的構(gòu)建上多思考。

（2）在習(xí)題問(wèn)題專題實(shí)踐過(guò)程中，教師要注重學(xué)生解題思維方法體系的構(gòu)建，教師的重要作用體現(xiàn)在緊扣習(xí)題專題問(wèn)題，把抽象問(wèn)題與真實(shí)情境相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理觀念、物理方法由淺入深、由表及里地親歷物理問(wèn)題，以培養(yǎng)學(xué)生解決物理問(wèn)題的思維方法。例題講評(píng)中注重引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建清晰的解題樹(shù)狀結(jié)構(gòu)圖，具體流程如下：讀（先通讀，再精讀題目，建構(gòu)物理模型）—畫(huà)（畫(huà)情境圖、過(guò)程圖、受力圖、動(dòng)態(tài)圖）—寫(xiě)（明對(duì)象、明過(guò)程、選規(guī)律、列方程）—算（觀方程、觀圖形、先估算、后精算、明單位），注重對(duì)學(xué)生解題思維的培養(yǎng)、解題方法的指導(dǎo)、解題規(guī)范的示范、題型的歸納總結(jié)、學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)等，要體現(xiàn)良好的解題素養(yǎng)，構(gòu)建思維方法體系。

（3）關(guān)于習(xí)題問(wèn)題專題教學(xué)中的變式問(wèn)題，教師可以采用學(xué)生說(shuō)題的方式升華專題習(xí)題教學(xué)，教師根據(jù)題目的難易程度、學(xué)生的學(xué)業(yè)水平差異、學(xué)生解決習(xí)題中出現(xiàn)的問(wèn)題，選擇部分學(xué)生進(jìn)行說(shuō)題展示，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。教師進(jìn)行方法的點(diǎn)評(píng)，具體流程如下：說(shuō)題目的審題—說(shuō)過(guò)程與狀態(tài)—說(shuō)模型與方法—說(shuō)作用與規(guī)律—說(shuō)條件與約束—說(shuō)變化與拓展—說(shuō)收獲與問(wèn)題。通過(guò)說(shuō)題展示，展現(xiàn)問(wèn)題解決過(guò)程的知識(shí)掌握情況、思維過(guò)程，暴露出錯(cuò)原因，引導(dǎo)糾錯(cuò)，學(xué)生在交流中獲得解決問(wèn)題的方法，有助于提高學(xué)生的口頭表達(dá)能力、書(shū)面表達(dá)能力，增強(qiáng)學(xué)生的自信心和自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的意識(shí)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力，有助于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

4? ? 結(jié)束語(yǔ)

綜上可見(jiàn)，以問(wèn)題專題為載體進(jìn)行習(xí)題教學(xué)，通過(guò)基礎(chǔ)問(wèn)題情境和變式問(wèn)題情境的精心設(shè)置，充分體現(xiàn)物理核心問(wèn)題相關(guān)知識(shí)傳遞的系統(tǒng)性、學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)的有效性、學(xué)生關(guān)鍵能力提升的可行性，體會(huì)到物理學(xué)的邏輯美、對(duì)稱美、簡(jiǎn)潔美，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，促進(jìn)學(xué)生核心能力、科學(xué)品質(zhì)思維的真正提升。在課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)容中，有很多習(xí)題教學(xué)都可以以問(wèn)題專題的形式進(jìn)行，比如“三力動(dòng)態(tài)平衡專題”“滑塊模型專題”“圓周運(yùn)動(dòng)專題”“電路動(dòng)態(tài)分析專題”“帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”等，大家不妨嘗試進(jìn)行，能促進(jìn)習(xí)題課教學(xué)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高課堂效率，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的真正提升。

參考文獻(xiàn)：

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[2]教育部考試中心.2019年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試大綱： 理科[M].北京：高等教育出版社，2019：317-318.

[3]人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.普通高中教科書(shū)物理選擇性必修第二冊(cè)[M].北京：人民教育出版社，2020：16.

[4]王賢勇.考查核心素養(yǎng)能力 踐行學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)——以2021年高考理綜全國(guó)甲卷第25題為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2021，50（8）：65-67.

（欄目編輯? ? 陳? 潔）C456DD7F-AFFB-4310-B21F-8B806E91A804