拋錨式教學(xué)法在高三物理復(fù)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用
——以“電場能的性質(zhì)”為例

(江蘇省南通市平潮高級中學(xué)，江蘇　南通　226361)

1　問題的提出

建構(gòu)主義理論認(rèn)為，學(xué)生要想完成對所學(xué)知識和方法的建構(gòu)，從而達(dá)到深刻理解，最優(yōu)的教學(xué)策略就是讓學(xué)生在真實世界的場景中去體驗。[1]然而在現(xiàn)實的教學(xué)中，由于受時間和空間等多重因素的限制，課堂教學(xué)中并不具備讓學(xué)生經(jīng)常去真實環(huán)境中體驗的條件。如何突破？運用拋錨式教學(xué)法是一種有益的嘗試。

2　拋錨式教學(xué)法簡介

拋錨式教學(xué)是指基于問題情景開展的問題式教學(xué)或?qū)嵗徒虒W(xué)，模式中的“錨”是在充分考慮學(xué)生現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)和認(rèn)知水平，從課程標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，著力于提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)，而設(shè)置能夠引發(fā)問題、觸發(fā)學(xué)生思考的情境，這個情境可以是一個真實的場景、一個故事、一張圖片、一段詩詞或者是一道習(xí)題。整節(jié)課的教學(xué)圍繞“錨”展開，依托環(huán)環(huán)相扣的問題設(shè)置，讓學(xué)生在生本、生生、師生的多元互動中進(jìn)行探究，從而實現(xiàn)知識的內(nèi)化、方法理解層次上的深化、多種能力的升華，最終實現(xiàn)提升學(xué)生核心素養(yǎng)的目標(biāo)。依據(jù)拋錨式教學(xué)的特點，其常見的流程為：選錨——拋錨——問題的生成——合作探究——反思評價——收錨。

3　拋錨式教學(xué)法的應(yīng)用

從現(xiàn)行的教學(xué)安排看，“電場”安排在高一第二學(xué)期后半段進(jìn)行教學(xué)。由于受高一結(jié)束時文理分科、教學(xué)內(nèi)容抽象等內(nèi)外因素的影響，學(xué)生對這部分內(nèi)容的掌握情況不容樂觀，尤以電勢等概念為甚。筆者在高三復(fù)習(xí)時引入了拋錨式教學(xué)法，做了一次有益的嘗試，下面就以幾個片段為例，作一分析。

(1) 從選錨到拋錨

師：如圖1所示，假設(shè)AB段長度為d，AC段長度為L且與水平方向夾角為θ，勻強電場的電場強度為E，將一個電荷量為q的正檢驗電荷沿三種路徑移動，則F電分別對電荷做了多少功？

圖1

生A：對于路徑1，在BC段F電與速度始終垂直，F(xiàn)電對電荷不做功，故F電僅在AB段做功，大小為Eqd；對于路徑2，F(xiàn)電對電荷所做功W電=EqLcosθ=Eqd；路徑3也是如此。在上述三種情況下，F(xiàn)電做功一樣多。

師：對于路徑3，為什么做功也是這么多？

生B：F電做功只與初末兩個位置的電勢差有關(guān)，與具體的路徑無關(guān)。

師：B同學(xué)所講的是我們上新課時所推導(dǎo)的結(jié)論，現(xiàn)在我的問題是為什么會有這樣的結(jié)論？請同學(xué)們相互討論。

生C：在第三種情況下，我們可以把曲線劃分為無數(shù)段，當(dāng)每段弧長足夠小時，弧與弦重合，在這段微位移上，W=EqΔLcosθ=EqΔd，然后把每小段上F電做的功相加就可以得到上述表達(dá)式。

評析：在電場能的性質(zhì)中，涉及電勢、電勢差、電勢能、電場力做功、電場力做功與電勢能改變量的關(guān)系等，概念多且抽象，學(xué)生理解起來有一定困難。細(xì)細(xì)思考這部分內(nèi)容，實際上均與電場力做功有關(guān)。依據(jù)以上分析，筆者以圖1所示的這張圖片為“錨”，以此作為課堂的引入，探討電場力做功的特點，并滲透微元思想。

(2) 從預(yù)設(shè)問題到生成問題

師：以AB段為例，力做功的效果是實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。在此過程中，有哪些能量參與了轉(zhuǎn)化？電場力做功與能量轉(zhuǎn)化之間又存在怎樣的關(guān)系？

生：電場力做功時電勢能會與動能相互轉(zhuǎn)化。從A到B的過程中，電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減少，動能增加；從B到A的過程中，電場力對電荷做負(fù)功，電荷的動能減少，電勢能增加。關(guān)系式是W電=-ΔEP電。

師：若將同一個正檢驗電荷從A′點(在A點的左側(cè))移到B點，電場力做功怎么變？電勢的改變量發(fā)生了怎樣的變化？若將另一個電量更大的正檢驗電荷從A移到B，電場力做功怎么變？電勢的改變量發(fā)生了怎樣的變化？這又說明了什么？(學(xué)生相互討論并回答。)

評析：前一個問題的設(shè)計目的是從電場力做功的效果出發(fā)，讓學(xué)生再次經(jīng)歷電場力做功與電勢能變化間關(guān)系的定性推理，從而實現(xiàn)對相關(guān)功能關(guān)系的進(jìn)一步理解。后一個問題的設(shè)計目的是讓學(xué)生感悟：檢驗電荷在電場中具有的電勢能與其自身電荷量以及所處的位置有關(guān)，然后通過與重力勢能的類比，完成電勢、電勢能、電勢差以及電場中各點電勢高低的判斷、電場力做功的表達(dá)式等相關(guān)概念、規(guī)律的復(fù)習(xí)。可以說，后一個問題以及后續(xù)生成的一系列延伸問題的推出，將本節(jié)課所要復(fù)習(xí)的概念和規(guī)律蘊含于問題之中。

(3) 延伸與拓展

師：以圖1為例，若已知AC段長度為L且與水平方向夾角為θ，勻強電場的電場強度為E，AC兩點間電壓為U，將一個電荷量為q的正檢驗電荷沿AC移動，請你寫出該過程中電場力做功的兩種表達(dá)式。由這兩個表達(dá)式，你能推出什么結(jié)論？式中各個物理量的含義是什么？

生：本題涉及的電場是勻強電場，電場力是恒力，故W電=EqLcosθ=Eqd；由于已知兩點電壓，故W電=Uq。由此可以推出U=Ed，式中U是所研究的兩點間的電壓，d為兩點沿場強方向的距離，僅在勻強電場下可用該表達(dá)式進(jìn)行定量計算。

師：在圖1中適當(dāng)添加輔助點，如圖2所示，設(shè)AB=BC=AB′=B′C′=d，請你求出這四段的電壓各是多少？依據(jù)你的求解結(jié)果，可以推斷出什么結(jié)論？

圖2

生：依據(jù)公式U=Ed，可以得出AB′和B′C′電壓相等，均為U=Edcosθ；AB和BC電壓也相等，均為U=Ed。由此可以得出，在勻強電場中，各方向電勢都是均勻降落的，但各方向降落的快慢不同，場強方向是電勢降落最快的方向。

師：回答得很完整。值得提醒的是：此處降落的快慢，是相對于空間而言的。

師：依據(jù)圖2，請同學(xué)們思考下列問題：判斷電勢高低有哪幾種方法？電場力做功的幾種表達(dá)式及適用情境如何？電勢能表達(dá)式、電場力做功表達(dá)式和電場力表達(dá)式中均含有電量q，在這三個公式里，q的符號是如何處理的？

評析：本環(huán)節(jié)中提出的問題是在圖1這個“錨”的基礎(chǔ)上，進(jìn)行延伸與拓展，通過問題將電場力的性質(zhì)和電場能的性質(zhì)聯(lián)系了起來；最后一個問題通過回顧、總結(jié)、提煉，幫助學(xué)生將眾多的知識和方法建立聯(lián)系，起到了“收錨”的作用。

4　教學(xué)反思

在物理課堂教學(xué)中使用拋錨式教學(xué)法的前期重要環(huán)節(jié)是選錨，只有“錨”選得好，課堂教學(xué)才能緊緊圍繞“錨”而展開，正如本課例所展示的，整節(jié)課圍繞圖1所示的情境開展教學(xué)，通過創(chuàng)設(shè)臺階式問題情境，幫助學(xué)生搭接思維上的“梯子”，使學(xué)生對問題的認(rèn)識逐步向思維的深處延伸；由預(yù)設(shè)問題到生成問題，環(huán)環(huán)相扣，步步深入，每一個問題都使學(xué)生的思維產(chǎn)生一次飛躍；[2]從課堂教學(xué)效果看，學(xué)生的參與度比較高，課堂思維容量較大，很好地培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力；最后的“收錨”問題，實現(xiàn)了碎片化知識的整合，和“拋錨”首尾呼應(yīng)，較好地完成了教學(xué)任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 石志宏,曹雪.拋錨式教學(xué)在思想品德教學(xué)中的應(yīng)用[J].思想政治課教學(xué)，2015,(4)：35-38.

[2] 王后雄.“問題鏈”的類型及教學(xué)功能[J].教育科學(xué)研究，2010,(5)：50-54.