蘆敬毅
目前,高三物理復習課仍存在學生反復記憶概念、規(guī)律,模仿典例,而后進入“題海戰(zhàn)”的狀況,學生的復習機械、被動,很難將物理知識、物理方法和物理思想聯(lián)結(jié)起來形成全面、系統(tǒng)的認識,影響其核心素養(yǎng)的發(fā)展。為此,筆者在教學實踐的基礎(chǔ)上,提出促進核心素養(yǎng)發(fā)展的高三物理復習課“五步法”教學策略,試圖在復習過程中,突出學生的主體性,強化學生的分析、理解和概括能力,并促使其形成運用所學知識解決實際問題的能力、善于與他人合作的能力以及不斷探索不斷學習的能力。
一、促進學生核心素養(yǎng)發(fā)展的高三物理復習課“五步法”教學策略
基于核心素養(yǎng)發(fā)展的高中物理復習課“五字訣”教學策略,即引導學生“說”出自己對知識的已有認知;學生“寫”出重要規(guī)律的產(chǎn)生過程;學生“用”所學知識解決具體情境中的問題;進行學生自評、互評及師評的多元“評價”;引導學生進行知識與思維的“擴展”。這一策略,突出了學生在復習過程中的主體性,將學生核心素養(yǎng)的發(fā)展建立在學生自己積極主動的學習行為之上。
二、《萬有引力定律的應用》“五步法”復習教學實踐
學生已經(jīng)復習了萬有引力定律的基本知識,知道宇宙中的一切物體都在萬有引力的支配下運動,并且知道可以利用萬有引力定律計算太陽、地球等巨大天體的質(zhì)量,本節(jié)課主要從天體的運動、人造衛(wèi)星的發(fā)射與回收的角度來研究萬有引力定律的應用。
環(huán)節(jié)一:“說”,即讓學生說出對物理規(guī)律的元認知
本環(huán)節(jié),教師先讓學生陳述做勻速圓周運動的動力學條件,接著以地—月模型為例,要求學生口頭表述出月球所受的萬有引力指向地心,并充當它做圓周運動的向心力。通過學生的口頭表述,可以較清楚地了解學生對圓周運動基本知識的理解和掌握情況,并逐步建構(gòu)天體的圓周運動模型。
環(huán)節(jié)二:“寫”,即要求學生寫出物理規(guī)律、公式以及和公式相應的推導過程
1.寫出向心力大小的計算公式。
2.以地—月模型為例,推導月球做圓周運動的向心加速度、線速度、角速度和周期的表達式。
學生寫出推導過程后,教師則以實物投影的形式將有代表性的書面推導過程展示出來,并要求所有學生共同檢查是否存在錯誤并糾正。通過“寫”這個環(huán)節(jié),很直觀地暴露出學生在今后考試中容易出現(xiàn)的書寫錯誤,并及時糾正。
環(huán)節(jié)三:“用”,即用所學知識去解決情境中的問題
教師設(shè)置不同情境并提出問題,并對所提問題逐層建構(gòu),學生在回答問題的過程中體會知識的內(nèi)涵和外延,可將所學知識進一步提煉和升華。
在“用”這個環(huán)節(jié),設(shè)計了兩個任務。
任務1:以多大的速度拋出這個物體,它才會繞地球表面運動,不會落下來?①已知:G=6.67×10-11 Nm2/kg2, 地球質(zhì)量M=5.89×1024 kg, 地球半R=6400km;②若僅已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2和R=6400km,能否計算出該速度?
任務1從基礎(chǔ)知識出發(fā),構(gòu)建人造衛(wèi)星發(fā)射的空間模型,運用動力學理論,萬有引力和重力關(guān)系,得出地球第一宇宙速度的兩種推導方法。實際教學中,教師請一位學生到黑板上板演推導過程,其他學生在學案上自主推導。學生經(jīng)歷整個推導過程,體會到在研究同一個問題時,要根據(jù)已給的條件,選擇合適的方法進行解答。
任務2:從衛(wèi)星運行軌道、速度、周期等幾個角度出發(fā),分析常見類型地球衛(wèi)星(近地、同步衛(wèi)星)的特點。
通過任務2,逐步引導學生構(gòu)建衛(wèi)星運行的空間模型,培養(yǎng)學生運用已學知識解決問題的能力,信息提取和知識遷移能力。
環(huán)節(jié)四:“評”,包括自評、互評和師評
本節(jié)課在“評”這個環(huán)節(jié),根據(jù)前面所復習的內(nèi)容設(shè)置了一個順勢拓展問題:衛(wèi)星變軌。
此前我們所提及的都是衛(wèi)星在同一個軌道上運動的情況,是非常理想的情況,在此順勢提出衛(wèi)星的變軌問題該如何處理?
1.知識支撐
做離心運動和近心運動的條件:F供=F需,物體做勻速圓周運動;F供>F需,物體做近心運動;F供<F需,物體做離心運動。
如何發(fā)射一個高軌道衛(wèi)星呢?需要變軌。
(1)為了節(jié)省能量,在赤道上順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射衛(wèi)星到圓軌道Ⅰ上,如右圖所示。
(2)想到達更高的軌道,必須得做離心運動,可在A點(近地點)點火加速,導致在A點萬有引力不足以提供衛(wèi)星在軌道Ⅰ上做圓周運動的向心力,衛(wèi)星做離心運動進入橢圓軌道Ⅱ。
(3)橢圓軌道經(jīng)過在B點(遠地點),再次點火加速進入圓形軌道Ⅲ。
2.以衛(wèi)星變軌過程為例設(shè)計問題
速度:設(shè)衛(wèi)星在圓軌道Ⅰ和Ⅲ的速率為v1、v3,軌道Ⅱ上過A點和B點時速率為vA、vB,比較四個速度的大小。
周期:比較三個軌道上運行周期T1、T2、T3的大小。
機械能:比較衛(wèi)星在三個軌道上的機械能E1、E2、E3的大小。
在該環(huán)節(jié),教師引導學生將情境進行發(fā)散。通過自評和互評,使學生領(lǐng)會不同概念和規(guī)律的差異,辨析規(guī)律的適用范圍和條件,學會科學理性地接受信息。師評則提倡以鼓勵和賞識為主,針對學生無法解決的問題,給出合理化的建議,或提供新的解決問題的方法。該環(huán)節(jié)所設(shè)置的情境應由淺入深,逐步構(gòu)建,使各層次的學生都能有所收獲。
環(huán)節(jié)五:“擴”,概括、總結(jié)、反思、提升
在課的最后,讓學生說出自己對知識點的理解,以及知識與相應情境的聯(lián)系,該環(huán)節(jié)將不斷拓展思維空間,提升學生對物理知識、方法與物理思想的認識。
教師要求學生在課后對本節(jié)課的學習過程進行反思,不僅反思知識的掌握情況,更重要的是要回顧所復習知識的衍生、推導過程,以及在具體情境當中是如何對已學知識進行遷移,而習得這種學習的方式,將給學生今后的復習帶來更多的啟示。
三、教學反思
高三物理復習教學要落實核心素養(yǎng)發(fā)展目標,就要在教學策略中滲透促進物理學科核心素養(yǎng)整合和發(fā)展的元素,根據(jù)課程目標和實際學情,系統(tǒng)地規(guī)劃和開展教學活動。
本文以《萬有引力定律的應用》為例,探討高三物理復習課的“五步法”教學策略,關(guān)鍵在于將具體的核心素養(yǎng)目標的落實建立在學生自己的“說”“寫”“用”“評”“擴”的學習行為之上。
責任編輯 羅 峰