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        基于雙邏輯的情境導(dǎo)向?qū)n}化高三物理教學(xué)的研究
        ——以“電磁感應(yīng)綜合復(fù)習(xí)”為例

        2022-11-03 09:41:28
        物理教師 2022年9期
        關(guān)鍵詞:高三重構(gòu)邏輯

        居 津

        (江蘇省蘇州實(shí)驗(yàn)中學(xué),江蘇 蘇州 215011)

        1 一次教研活動引發(fā)的思考

        2021年在昆山某重點(diǎn)中學(xué)承辦的高三備課組長會議上,筆者有幸聽了來自蘇州4個(gè)市(區(qū))4位教師講的同題異構(gòu)“帶電粒子在電場中的運(yùn)動”展示課,作為各市(區(qū))學(xué)校的備課組長,他們每節(jié)課都充分展現(xiàn)出自己的教學(xué)理念、執(zhí)教能力、專業(yè)素養(yǎng)、教學(xué)特色和教學(xué)效果.在聽完這4堂風(fēng)格各異的展示課后,激發(fā)了筆者對高三物理復(fù)習(xí)課教學(xué)的一些思考.

        (1)高三物理復(fù)習(xí)課如何定位?[1]——復(fù)習(xí)課的方向問題.

        筆者發(fā)現(xiàn)新課改、新高考已經(jīng)對教學(xué)有了新的教學(xué)要求,但在高三物理復(fù)習(xí)課中,大部分教師的做法依舊是“題型+解題思路+訓(xùn)練”的教學(xué)模式,這種慣用的教學(xué)流程導(dǎo)致學(xué)生遇到全新的情境時(shí)常常不知所措.一線教師的教學(xué)觀念應(yīng)該跟隨新課改新高考的改革而改變,高三的復(fù)習(xí)課究竟應(yīng)該怎樣定位是每位老師首先需要解決的方向問題.

        (2)高三物理復(fù)習(xí)課有固定模式嗎? 物理知識點(diǎn)和相關(guān)規(guī)律應(yīng)該怎樣復(fù)習(xí)? 例題如何選擇,以什么形式呈現(xiàn),要講到什么程度? ——復(fù)習(xí)課的途徑問題.

        筆者發(fā)現(xiàn)高三復(fù)習(xí)課知識點(diǎn)或規(guī)律的呈現(xiàn)大致可以分為以下兩種:①回顧知識點(diǎn)——例題講解;②呈現(xiàn)例題——回顧知識點(diǎn)——鞏固訓(xùn)練.而對于例題的選擇,大部分教師會從歷年的高考題或模擬題目中“拿來主義”,例題講解的處理基本也是兩種方式:①呈現(xiàn)題目,學(xué)生思考回答(或板演),教師點(diǎn)評;②自說自話,一講到底,就題論題.那么高三復(fù)習(xí)課上,知識點(diǎn)(規(guī)律)應(yīng)該怎樣復(fù)習(xí),例題如何呈現(xiàn)是廣大教師需要思考的方式問題.

        (3)高三幾輪復(fù)習(xí)課后,學(xué)生學(xué)到了什么? 學(xué)生能力提高與高考成績的相關(guān)度有多少? ——復(fù)習(xí)課的效果問題.

        筆者深有體會的是在講完某個(gè)知識點(diǎn)后不少學(xué)生仍有概念不清,規(guī)律不用會的學(xué)習(xí)困難,怎樣才能達(dá)到更好的復(fù)習(xí)效果,讓絕大部分學(xué)生能有所得也是作為一線教師必須重視的教學(xué)效果問題.

        以上這些思考給一線教師帶來了一連串的問題即教學(xué)過程中“我做了什么? ——我這么做合理 嗎? ——我 做 的 有 效 嗎? ——我 還 能 怎 么做?”[2]基于上述問題的思考,筆者提出了基于雙邏輯的問題導(dǎo)向?qū)n}化復(fù)習(xí)教學(xué)方式,希能拋磚引玉,與廣大同仁一起探討.

        2 新高考背景下基于“雙邏輯的情境導(dǎo)向?qū)n}化教學(xué)”的內(nèi)涵

        2.1 “雙邏輯”的闡釋

        高中物理新高考改革正如火如荼地進(jìn)行著,高三復(fù)習(xí)課的教學(xué)在新高考的指引下也要與時(shí)俱進(jìn),適應(yīng)教學(xué)要求的變化,高三教學(xué)的“雙邏輯”從教學(xué)實(shí)際出發(fā),從學(xué)生的認(rèn)知需要出發(fā),嘗試通過教學(xué)改革實(shí)踐,以找到最有效、最合適的教學(xué)方式.其內(nèi)涵包含“教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)”和“組織形態(tài)變革”兩個(gè)邏輯.

        “教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)”邏輯指為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),將教學(xué)內(nèi)容打破教材編寫順序,立足課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生情況,進(jìn)行呈現(xiàn)方式重構(gòu)的過程.這種重構(gòu)在高三復(fù)習(xí)尤其是二輪復(fù)習(xí)中尤為重要.新高考評價(jià)體系表明,現(xiàn)在的高考并不是知識點(diǎn)的識記,而更著重物理規(guī)律的應(yīng)用,即能力的考查.因此高三復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)立足于學(xué)情和考情,重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生形成一個(gè)整體的知識網(wǎng)絡(luò)框架,掌握同類問題的解題思路和一般方法,以達(dá)到事半功倍的學(xué)習(xí)效果.教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)時(shí)要注意以下幾個(gè)原則即①目標(biāo)性——落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)重難點(diǎn),明確教學(xué)目標(biāo),有重構(gòu)的必要;②科學(xué)性——以高考評價(jià)體系為指導(dǎo)思想,基于學(xué)生認(rèn)知水平,科學(xué)的、有針對性地解決學(xué)生的學(xué)習(xí)困難;③系統(tǒng)性——重構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)合理,邏輯嚴(yán)密;④啟發(fā)性——對學(xué)生有啟示,能培養(yǎng)學(xué)生的能力,提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng).

        “組織形態(tài)變革”邏輯指為適應(yīng)新高考要求,在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)通過教師的問題引導(dǎo)等方式,讓學(xué)生完成某個(gè)挑戰(zhàn)性任務(wù)或分析實(shí)際問題從而達(dá)到教學(xué)目的的課堂教學(xué)方式創(chuàng)新邏輯.教學(xué)實(shí)施時(shí)可嘗試頭腦風(fēng)暴、討論合作、混合教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等與傳統(tǒng)高三復(fù)習(xí)“一言堂”的灌輸式教學(xué)方式不同的教學(xué)方法.組織形態(tài)變革的邏輯更關(guān)注課堂的“有效性”.這個(gè)“有效性”分為3個(gè)層次.第1層次是悅納:學(xué)生樂于接受學(xué)習(xí)物理,覺得物理學(xué)科是一門有用的科學(xué),而不是難而無趣的學(xué)科,不反感,不痛苦.第2 層次是喚醒:在接受的基礎(chǔ)上,能有意識的主動學(xué)習(xí)物理,不再處于被迫的被動學(xué)習(xí)的狀態(tài).第3 層次是超越:通過主動學(xué)習(xí),體會到學(xué)習(xí)物理的樂趣,覺得學(xué)有所用,有成就感、幸福感和滿足感,可以實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值.

        2.2 情境導(dǎo)向?qū)n}化教學(xué)的本因分析

        專題教學(xué)是高三復(fù)習(xí)時(shí)常用的教學(xué)手段.是在結(jié)合本地資源的基礎(chǔ)上對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行處理,設(shè)立既相互聯(lián)系又相對獨(dú)立的模塊專題,教師在課堂教學(xué)中根據(jù)專題要求,選取最佳教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生去探究專題從而獲得集中而又深入的認(rèn)識的一種教學(xué)策略.[3]專題化教學(xué)體現(xiàn)了一種整體性教學(xué)規(guī)劃的思路,是“教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)”邏輯的直接表現(xiàn),選取與知識點(diǎn)相匹配的情境,用最優(yōu)的教學(xué)方式引導(dǎo)學(xué)生探究學(xué)習(xí)是“組織形態(tài)變革”的具體體現(xiàn),“情境導(dǎo)向?qū)n}化教學(xué)”與新高考背景下的雙邏輯課堂改革要求不謀而合.

        與傳統(tǒng)的高三二輪專題復(fù)習(xí)相比,情境導(dǎo)向?qū)n}化教學(xué)更具有探究性、思維性、邏輯性和實(shí)踐性的特點(diǎn).選擇一些真實(shí)情境作為切入點(diǎn),有針對性的以大專題套小專題的形式進(jìn)行復(fù)習(xí),可以避免只是知識點(diǎn)的單純回憶,模擬題的淺層解析,加強(qiáng)學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用,提升學(xué)生的思維能力,培養(yǎng)學(xué)習(xí)遷移能力.當(dāng)下的課程標(biāo)準(zhǔn)和高考評價(jià)體系在深度上要求學(xué)生會將實(shí)際問題進(jìn)行建模,并分析解決;在廣度上要求各物理知識不孤立,形成系統(tǒng),構(gòu)成整體;在寬度上要求學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究能力全面提升.基于雙邏輯的情境導(dǎo)向?qū)n}化教學(xué)將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu),把原本單獨(dú)學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)進(jìn)行整合,使之相互關(guān)聯(lián),讓學(xué)生對高中所有物理知識有全局觀,能整體把握,形成物理觀念;同時(shí)將真實(shí)情境引入課堂,學(xué)生通過小組討論等合作探究方式,加以實(shí)驗(yàn)輔助,使得探究能力、建模能力、問題解決能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等得以提高,同時(shí)培養(yǎng)了發(fā)散思維、創(chuàng)新思維等高階思維.由此可見,基于雙邏輯的情境導(dǎo)向?qū)n}化教學(xué)與新課程標(biāo)準(zhǔn)、高考評價(jià)體系的要求深度契合,其教學(xué)實(shí)施具有一定的合理性和必要性.

        以情境為導(dǎo)向重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容制定專題時(shí)要注意以下幾個(gè)方面:①真實(shí)情境的針對性——選取高考高頻熱點(diǎn)或難點(diǎn),利用有針對性且學(xué)生較為熟悉的情境重點(diǎn)解決一類問題,以幫助學(xué)生掌握重點(diǎn),突破難點(diǎn);②引領(lǐng)認(rèn)知的多維性——梳理各個(gè)知識間的聯(lián)系,構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),形成對一類問題更為系統(tǒng)、全面的認(rèn)識,學(xué)生遇到新的情境問題的解決過程中能夠舉一反三、觸類旁通;③解決方法的明確性——滲透解決這類問題的一般思想方法,構(gòu)建解決“指引圖”,防止“碎片化”復(fù)習(xí)和就題論題的重復(fù)勞動;④多種思維的靈活性——物理情境千變?nèi)f化,在幫助學(xué)生提煉有明顯類型特征的基本問題解題思路的基礎(chǔ)上,也要呈現(xiàn)一些沒有明顯類型特征的拓展問題,打開思維廣度,幫助學(xué)生克服思維的定式,增強(qiáng)思維的靈活性.

        3 “電磁感應(yīng)綜合復(fù)習(xí)”的教學(xué)案例分析

        電磁感應(yīng)是高中物理的重要章節(jié),也是歷年高考的高頻考點(diǎn).電磁感應(yīng)的相關(guān)知識能與力學(xué)、能量等眾多方面相聯(lián)系,對該部分的知識,一般的專題復(fù)習(xí)是將其分為力與運(yùn)動、能量動量、圖像、電路4大專題.但學(xué)生復(fù)習(xí)完這4 個(gè)專題之后往往只停留在會解一些題的基礎(chǔ)上,至于為什么要這么解? 電磁感應(yīng)解題的一般思路是什么? 解決電磁感應(yīng)的關(guān)鍵核心問題在哪里依舊云里霧里.針對以上教學(xué)現(xiàn)狀,筆者在進(jìn)行該部分教學(xué)時(shí)將電磁感應(yīng)分為以下幾個(gè)專題(如圖1).

        圖1 電磁感應(yīng)專題重構(gòu)

        相比于一般的電磁感應(yīng)4大專題,本專題系統(tǒng)是按知識網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重構(gòu),將電磁感應(yīng)的4大題型即力與運(yùn)動問題、能量與動量問題、電路問題和圖像問題貫穿于每個(gè)知識專題中,在每個(gè)專題中都有真實(shí)情境貫穿于整個(gè)專題,有時(shí)再加以實(shí)驗(yàn)輔助,幫助學(xué)生通過解決真實(shí)情境問題,深刻理解知識并應(yīng)用規(guī)律.下面以線框平動切割專題為例詳細(xì)說明.

        情境導(dǎo)入:展示電磁制動的優(yōu)點(diǎn)及其在生活中的應(yīng)用(圖2),展示其原理種類,幫助學(xué)生建立模型(圖3).

        圖2 電磁制動的生活應(yīng)用

        圖3 電磁制動原理兩種類型

        設(shè)計(jì)意圖:將真實(shí)情境引入課題,給高三復(fù)習(xí)課增添一些色彩,讓學(xué)生覺得學(xué)有所用,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生建模能力和分析問題的能力.

        提出問題:如圖4所示,緩沖列車水平通過線圈上方,線圈與磁場的作用使小車做減速運(yùn)動,從而實(shí)現(xiàn)緩沖制動.某列車車底安裝的電磁鐵產(chǎn)生磁場可視為勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向下;水平地面固定著閉合矩形線圈abcd,線圈的總電阻為R,ab邊 長 為L1,bc邊足夠長,MN長為L2(L1<L2),NP長 為2L2,已知小車總質(zhì)量為m,受到地面的摩擦力為f,小車磁場剛抵達(dá)線圈時(shí),速度大小為v0.

        圖4

        設(shè)計(jì)意圖:先將一種模型轉(zhuǎn)化為物理問題進(jìn)行分析,為后面的情境變式和總結(jié)規(guī)律做準(zhǔn)備.

        分析問題:

        問1:列車剛越過ab時(shí),ab兩端的電壓Uab是多少?

        問2:制動過程中的最大加速度am是多少?

        問3:定性描繪制動過程中可能的v t圖像.

        問4:若列車恰好全部進(jìn)入線框區(qū)域,求整個(gè)制動過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q是多少?

        問5:在第4問的條件下,求出能安全制動時(shí)列車行駛的最大速度v1(已知從剛抵達(dá)線圈到停止經(jīng)歷總時(shí)間為t)?

        設(shè)計(jì)意圖:利用問題串的形式將電磁感應(yīng)常見的4類問題逐個(gè)討論,便于學(xué)生總結(jié)歸納此類問題的一般方法.

        問題引申:

        問6:如果上述問題中不是磁場運(yùn)動而是線框運(yùn)動,上述問題如何求解?

        設(shè)計(jì)意圖:利用模型變式,讓學(xué)生深度理解動生電動勢中E=Blv各個(gè)物理量的含義,B指線框兩條切割邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度差,l指整個(gè)線框切割的有效長度,v指磁場與金屬框的相對速度,對下節(jié)課即將要復(fù)習(xí)的雙棒問題做鋪墊.

        問題拓展:

        問7:從上述分析可以看出,磁場運(yùn)動或線框運(yùn)動或磁場、線框一起運(yùn)動處理方法都是類似的.如果運(yùn)動磁場不是單一的勻強(qiáng)磁場,而是由大小相同,方向不同的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場組合而成的(如圖5),上述問題又如何求解?

        圖5

        設(shè)計(jì)意圖:變換模型條件,鞏固問題1-5 得到一般處理方法.

        問8:如果磁場是由三相交流電激發(fā)產(chǎn)生的,即磁場按正弦規(guī)律變化(如圖6),上述問題又如何求解?

        圖6

        設(shè)計(jì)意圖:增加問題復(fù)雜程度,讓理想模型更接近真實(shí)情境,讓學(xué)生對更復(fù)雜的問題進(jìn)行求解,讓他們總結(jié)規(guī)律,并為下次課的交變電流的復(fù)習(xí)做鋪墊.

        學(xué)以致用:

        電磁制動與電磁驅(qū)動原理類似,展示我國研發(fā)的電磁炮,003型航母等軍事應(yīng)用(如圖7).

        圖7

        設(shè)計(jì)意圖:學(xué)以致用的同時(shí),激發(fā)學(xué)生的家國情懷,為祖國的強(qiáng)大而自豪.

        勇者游戲:

        自制實(shí)驗(yàn)儀器,讓學(xué)生親身體驗(yàn)電磁制動(如圖8).

        圖8 學(xué)生參與小游戲

        設(shè)計(jì)意圖:利用小游戲,讓學(xué)生親身體驗(yàn)電磁制動,引發(fā)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)原理,體驗(yàn)物理的奇妙所在.

        課堂小結(jié):

        學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的知識、規(guī)律、方法和體會(如圖9).

        圖9 課堂小結(jié)

        設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生進(jìn)行課堂反思,有助于他們總結(jié)提升.

        點(diǎn)評:本節(jié)課按重構(gòu)的知識專題深入討論了線框平動切割磁感線問題.以真實(shí)情境電磁制動作為引入,并將電磁制動作為邏輯主線貫穿整節(jié)課的始終,進(jìn)而建立模型,通過問題串的方式將磁場動線框不動的模型做了全面的討論,幫助學(xué)生復(fù)習(xí)了電磁感應(yīng)4大問題,并進(jìn)一步將模型不斷變式,幫助學(xué)生深層次理解動生電動勢的含義,同時(shí)將雙棒切割,交流電暗含其中,便于學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)框架,形成物理觀念.在科學(xué)思維貫穿始終的同時(shí)以游戲結(jié)束本節(jié)課,目的在于提高學(xué)生的科學(xué)探究能力,同時(shí)不忘培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.整節(jié)課的教學(xué)方式、知識呈現(xiàn)方式等與以往高三復(fù)習(xí)課截然不同,讓高三學(xué)生有了一個(gè)全新的體驗(yàn),學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和學(xué)習(xí)熱情大大提高.

        4 教學(xué)實(shí)踐的反思

        從課堂教學(xué)實(shí)踐來看,基于雙邏輯的情境導(dǎo)向?qū)n}化教學(xué)效果顯著,不但提高了物理高三復(fù)習(xí)課的針對性和有效性,還大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)激情和積極性.與傳統(tǒng)高三復(fù)習(xí)課相比,打破以往的專題進(jìn)行內(nèi)容重構(gòu),以情境導(dǎo)向的專題化教學(xué)更能引起師生的共鳴,更能體現(xiàn)物理學(xué)科的邏輯性、思維性和科學(xué)性,更能培養(yǎng)學(xué)生能力,達(dá)到提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo).不過,本教學(xué)探索只是就幾個(gè)重點(diǎn)章節(jié)進(jìn)行實(shí)踐,尚未針對高中所有復(fù)習(xí)課全面展開;如何更科學(xué)的重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行專題劃分;什么樣的專題適合什么樣的教學(xué)樣態(tài)也還需要進(jìn)一步的探索和研究.

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