一堂物理實驗專題復(fù)習(xí)課所引發(fā)的思考

王建峰

(浙江海鹽元濟(jì)高級中學(xué),浙江海鹽 314300)

高中物理專題復(fù)習(xí)是高三復(fù)習(xí)教學(xué)過程中的一個重要環(huán)節(jié),有效的專題復(fù)習(xí)對學(xué)生知識的升華和解題能力的提高有著至關(guān)重要的意義.只有通過專題復(fù)習(xí),才能使學(xué)科知識串成線、拉成面、形成網(wǎng),才能提高學(xué)生分析和解決問題的能力,才能在高考中取得更好的成績.

物理實驗的考查一直是高考的熱點,學(xué)生在高考前雖做了大量的實驗題,但從試題得分情況來看,實驗題失分相當(dāng)嚴(yán)重.究其原因:一方面教師在實驗復(fù)習(xí)時往往一講到底,缺乏有效的教學(xué)方式,往往將實驗孤立開來,逐個討論;另一方面學(xué)生頭腦中缺乏可聯(lián)系的基本實驗圖式,缺乏可聯(lián)系的基本實驗裝置.那么,如何改變傳統(tǒng)的實驗復(fù)習(xí)方式,增強實驗教學(xué)的效率?下面選取“紙帶類實驗復(fù)習(xí)專題課”的一個教學(xué)片斷作淺顯評析,并簡述案例所引發(fā)的思考.

1 課堂片斷呈現(xiàn)

教師:出示紙帶類實驗的基本裝置,并說明裝置結(jié)構(gòu)(如圖1所示).與學(xué)生一起討論以下問題:(1)上述實驗的實質(zhì),(2)上述基本實驗裝置可研究或探究哪些實驗?

圖1

評析:創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)習(xí)者建構(gòu)意義的情景是教學(xué)設(shè)計的重要環(huán)節(jié).教學(xué)中出示基本實驗裝置,把裝置與實驗對應(yīng)展示,有助于學(xué)生建立基本的實驗圖式.同時,結(jié)合實驗裝置提出問題調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,增強實驗探究的欲望,從而提高復(fù)習(xí)效率.

學(xué)生回答:紙帶記錄滑塊運動的位移隨時間的變化情況,從而揭示滑塊的運動規(guī)律或滿足的規(guī)律.此裝置可測定勻變速直線運動的加速度;探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系;…

教師進(jìn)一步問:上述基本實驗裝置可適當(dāng)變換,還可研究或探究哪些實驗?

學(xué)生回答:如果把裝置倒置可驗證機(jī)械能守恒定律(如圖2所示).

教師再問:如果裝置不倒置能否驗證機(jī)械能守恒定律?

學(xué)生回答:如果把裝置中的長木板改成氣墊導(dǎo)軌可驗證系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒.

圖2

圖3

教師再拓寬:如圖3所示,兩個質(zhì)量各為 m1和 m2的小物塊 A和B,分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端,已知 m1＞m2,現(xiàn)要利用此裝置驗證機(jī)械能守恒定律.請思考應(yīng)測哪些物理量?

學(xué)生回答:測出 m1下降的高度可計算出系統(tǒng)重力勢能的變化量;測出下落的時間可計算出系統(tǒng)動能的增加量.

教師再問:上述基本實驗裝置還可研究或探究哪些實驗?

圖4

學(xué)生回答:把木板傾斜以平衡摩擦力可探究橡皮筋做功與物體速度變化的關(guān)系(如圖4所示);把滑塊A、B放置于氣墊導(dǎo)軌上可探究A、B碰撞過程中的不變量(如圖5所示).

圖5

教師再問:滑塊 A、B不放置于氣墊導(dǎo)軌上能否探究A、B碰撞過程中的不變量?

評析:教學(xué)中通過巧設(shè)問題,把原本獨立的、毫不相干的實驗有機(jī)地整合起來,把變式訓(xùn)練融于實驗復(fù)習(xí)中,拓寬了實驗復(fù)習(xí)的渠道,實現(xiàn)了縱向線狀的類比復(fù)習(xí)和橫向的方法遷移,以觸類旁通.借助幾個傳統(tǒng)裝置進(jìn)行適當(dāng)改造,提出一系列新的實驗任務(wù),讓學(xué)生在相互交流中激活思維,實現(xiàn)遷移和創(chuàng)新.如驗證系統(tǒng)“機(jī)械能守恒”、“動量守恒”等給出了一些新的基本思路,讓學(xué)生有進(jìn)一步想象的空間.

學(xué)生間的協(xié)作與交流是學(xué)習(xí)進(jìn)程中的重要手段.課堂上學(xué)生思維活躍,始終圍繞教學(xué)問題層層推進(jìn),教學(xué)的預(yù)設(shè)和生成實現(xiàn)共振.

圖6

學(xué)生回答:利用圖4、圖 5實驗裝置結(jié)合起來(如圖6所示)可以研究.(學(xué)生一邊回答,教師一邊板畫實驗變換裝置圖,進(jìn)行板書設(shè)計)

評析:通過板書形成紙帶類實驗的知識網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建實驗思維導(dǎo)圖,最大限度地展示實驗情景,拓寬實驗復(fù)習(xí)的教學(xué)方式,挖掘?qū)嶒灲虒W(xué)功能.

2 案例引發(fā)的幾點思考

思考1:物理復(fù)習(xí)專題設(shè)計的依據(jù)

專題設(shè)計是通過對高考研究所獲取的信息為依據(jù).高考研究主要包括《考試說明》、《學(xué)科指導(dǎo)意見》和近幾年高考試題.《考試說明》每年均有少部分調(diào)整或變動,把新舊《考試說明》比較就能了解哪些地方作了調(diào)整或變動.教師需要考慮的是《考試說明》調(diào)整的意圖是什么?為什么作這樣的調(diào)整?在試題的設(shè)計上怎樣體現(xiàn)?還有對《考試說明》題型示例的研究,例如2009年《浙江省理科綜合考試說明》例卷中出示的3個計算題均為“單體多過程運動問題”,說明2009年浙江卷對“多體多過程試題”的考查將向“單體多過程試題”轉(zhuǎn)換.當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換的目的是強調(diào)試題的基礎(chǔ)性、應(yīng)用性,體現(xiàn)新課程的理念.

每年的高考試題,既保持穩(wěn)定,又不斷創(chuàng)新;既重視基礎(chǔ),又考查能力;既關(guān)注教材,又聯(lián)系實際.近年的高考試題,特別是全國試卷,是最規(guī)范的,也最有規(guī)律.受到《考試說明》的約束,命題范圍狹窄,物理學(xué)科的題量有限,這就為我們分析研究高考,提供了空間.此外,專題設(shè)計時必須分析學(xué)生在進(jìn)入復(fù)習(xí)前的初始狀態(tài),注意學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu).

思考2:物理復(fù)習(xí)專題的劃分

物理專題劃分宜粗不宜細(xì),劃分的項目為牽連度高、綜合性強,又是高考熱點的章節(jié).建議分為以下幾個專題.

專題1 力和運動

本專題主要講述物體在常見力(重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力)作用下的各種運動問題.重點是牛頓運動定律解題、天體運動及簡諧運動圖像.旨在用力的觀點來解決運動問題.

專題2 動能定理與功能關(guān)系

本專題主要讓學(xué)生用“能的觀點”來探討物理問題.重點是掌握動能定理及功能關(guān)系,特別要學(xué)會處理涉及變力做功問題.

專題3 帶電粒子在復(fù)合場中運動

本專題所探討的物理情景往往比較復(fù)雜,運用的知識綜合性強,是高考的熱點內(nèi)容.探討的問題主要為:帶電粒子在電場中類平拋運動;帶電粒子在磁場中圓周運動;帶電粒子在電場、磁場、重力場中運動等.

專題4 電磁感應(yīng)綜合問題

本專題著重從電路、力、能量3方面讓學(xué)生掌握電磁感應(yīng)綜合問題.對電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的圖像(i-t;F-t)需要特別關(guān)注.

專題5 力學(xué)與電學(xué)實驗

本專題主要探討考綱上列舉的相關(guān)實驗,高考所考查的內(nèi)容也并非教材中已成型實驗,而是以所掌握的實驗原理、技能為基礎(chǔ)自行設(shè)計為主.設(shè)計性實驗是近幾年高考熱點也是得分難點.教學(xué)中著重從原理設(shè)計入手,層層推進(jìn),還物理實驗的基礎(chǔ)地位.

思考3:物理復(fù)習(xí)專題的設(shè)計要素

情景要素:專題復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計中,一要考慮第一輪復(fù)習(xí)中學(xué)生所暴露的問題及學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu);二要考慮學(xué)生的認(rèn)知過程,復(fù)習(xí)的過程同樣要遵循皮亞杰的關(guān)于圖式、同化、順應(yīng)、平衡的4個認(rèn)知過程.專題復(fù)習(xí)就是要解決新的認(rèn)知平衡問題.

根據(jù)認(rèn)知理論,物理課堂教學(xué)過程應(yīng)該是以不斷地提出問題并解決問題的方式來獲取新知識的思維過程.因此,教師無論是在教學(xué)的整個過程,還是在教學(xué)過程中的某些微觀環(huán)節(jié),都應(yīng)該十分重視情景的創(chuàng)設(shè).通過情景,提出問題.使教學(xué)信息具有新奇性,從而使學(xué)生產(chǎn)生求知欲,提高課堂教學(xué)效率.通過情景來討論問題,展開聯(lián)想,引導(dǎo)學(xué)生將這些物理情景進(jìn)行歸類,可以總結(jié)出一些非常典型的物理模型,訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新所需的思維素質(zhì)和創(chuàng)新精神.

知識網(wǎng)絡(luò)要素:專題復(fù)習(xí)不局限知識單元,而是考慮知識的體系和結(jié)構(gòu),從學(xué)科思想和方法上進(jìn)行歸納,幫助學(xué)生構(gòu)建新的物理框架.這不是知識的堆積,而是知識的綜合,更是思想的綜合.

物理知識之間都是有機(jī)聯(lián)系著的,構(gòu)建物理知識網(wǎng)絡(luò)是進(jìn)行專題復(fù)習(xí)的基礎(chǔ).許多高三學(xué)生對物理肯下功夫,但復(fù)習(xí)效果不佳,對知識整體把握不住,理不出頭緒來,這種情況與不重視知識總結(jié),去構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)有關(guān),使得復(fù)習(xí)過程很被動.構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包括基礎(chǔ)知識、基本技能、技巧、基本思維方法,以及典型例題.教師要對學(xué)生加以適當(dāng)引導(dǎo),給學(xué)生提供不同的方法,讓學(xué)生根據(jù)自己的情況選擇,例如:①利用課本目錄構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),將各章中的每小節(jié)與高考大綱對照整理;②自己參照復(fù)習(xí)資料嘗試獨立畫知識網(wǎng)絡(luò)圖,絕不能照搬原圖,只有把自己對知識的理解、感悟融入圖中,才會對圖的內(nèi)容形式非常熟悉.

思維程序要素:在教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn),相當(dāng)一部分學(xué)生遇到物理試題時,只憑主觀感覺去對待,不知道如何做?講不清解題的分析過程.如果題目篇幅冗長,情景復(fù)雜,更是束手無策.所以,在專題設(shè)計中,我們要強化思維程序化的運用,教師要有意識地指導(dǎo)學(xué)生按照試題的發(fā)展順序分析出題中的各種情景,把各種情景翻譯成模型.針對不同的問題靈活選取研究對象;對研究對象作出必要的圖示;會分析、研究各對象所經(jīng)歷的物理過程、所遵循的物理規(guī)律;要善于把復(fù)雜問題分解為幾個子過程,善于尋找、挖掘各對象、各運動子過程的連接點.

總之,在高考物理專題復(fù)習(xí)時,教師需研讀《考試說明》,深入了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,科學(xué)合理安排專題項目,創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生實際的專題復(fù)習(xí)情景,優(yōu)化物理專題的復(fù)習(xí)過程,才能達(dá)到從知識綜合升華到思想綜合,進(jìn)而形成學(xué)科智慧的專題目標(biāo),實現(xiàn)滿意的教學(xué)效果.