展現(xiàn)思維過程 體現(xiàn)核心素養(yǎng)

楊長(zhǎng)春 李進(jìn)

摘? ?要：教師說題做為一種新型的學(xué)科教研活動(dòng)，不但能客觀、真實(shí)地反映教師的學(xué)科素養(yǎng)，而且有助于提高教師的問題解決能力和教學(xué)技能，是教師專業(yè)發(fā)展的有效途徑。為了使物理說題能夠規(guī)范、有效的實(shí)施，文章對(duì)物理說題的內(nèi)容和策略進(jìn)行了介紹，并提供了案例。

關(guān)鍵詞：物理說題;內(nèi)容;策略

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2019）10-0072-6

隨著基礎(chǔ)教育課程改革的不斷深化，學(xué)科教研活動(dòng)的內(nèi)容和形式也在不斷發(fā)生變化。教師說題做為一種新型的學(xué)科教研活動(dòng)，不但能客觀、真實(shí)地反映教師的學(xué)科素養(yǎng)，而且有助于提高教師的問題解決能力和教學(xué)技能，是教師專業(yè)發(fā)展的有效途徑。筆者于2016年3月參加了本市第一屆高中物理說題比賽，并觀摩了之后的歷屆市級(jí)說題比賽，對(duì)物理說題的內(nèi)容和策略有了一些自己的理解，供各位同仁參考。

1? ? 物理說題的內(nèi)容

說題是教師在對(duì)題目進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上采用說課的形式，把自己的審題、分析、解答、總結(jié)等過程用教師“教”的語(yǔ)言在10分鐘的時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)給同行專家的過程。筆者認(rèn)為物理說題的內(nèi)容包括：命題立意、任務(wù)情境、解題過程、引申拓展、教學(xué)啟示[1]。

1.1? ? 說命題立意

立意是命題的靈魂，是具體體現(xiàn)考試目的的關(guān)鍵，是試題的核心。因此，說命題立意是說題的第一要素。一方面，要說明試題的知識(shí)立意，即試題考查了哪些重要的物理概念和規(guī)律，如何體現(xiàn)該內(nèi)容的基礎(chǔ)性、全面性、綜合性和應(yīng)用性;另一方面，要說明試題的能力立意，即試題借助上述概念和規(guī)律考查了哪些關(guān)鍵能力，如何更好地區(qū)分學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的水平。

1.2? ? 說任務(wù)情境

情境是實(shí)現(xiàn)立意的材料和介質(zhì)，關(guān)系著立意正確表達(dá)的程度?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確指出：物理考試內(nèi)容的任務(wù)情境“應(yīng)符合學(xué)生心理發(fā)展水平和認(rèn)知規(guī)律，反映物理學(xué)科本質(zhì)，密切聯(lián)系社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技、生產(chǎn)生活實(shí)際，充分體現(xiàn)考試評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)、甄別學(xué)生學(xué)業(yè)水平的功能?！?/p>

說任務(wù)情境時(shí)，既要說明題目的任務(wù)情境是否新穎、典型，是否與立意所要求考查的知識(shí)、能力的層次相符，還要說明情境的來源以及信息呈現(xiàn)方式是否有利于引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)科知識(shí)與技能、學(xué)科思維與觀念轉(zhuǎn)化并遷移到試題的情境中，以此為依據(jù)進(jìn)行判斷、分析。

1.3? ? 說解題過程

說解題過程是說題的核心環(huán)節(jié)，能綜合體現(xiàn)出教師的學(xué)科素養(yǎng)。該環(huán)節(jié)包括：說審題過程、說求解過程、說解題回顧[2]。

1.3.1? ? 說審題過程

審題是解題的第一步，細(xì)致深入的審題是正確、順利解題的必要前提。說審題過程時(shí)，首先要說出讀題過程中所發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵信息，比如，習(xí)題的研究對(duì)象及其變化情況、習(xí)題的物理過程和關(guān)鍵狀態(tài)、已知條件和未知條件、明顯條件和隱含條件等。然后，說出如何將這些信息轉(zhuǎn)化為物理?xiàng)l件并構(gòu)建物理模型。最后，還要說明如何記錄這些信息，為接下來的求解做準(zhǔn)備。

1.3.2? ? 說求解過程

從物理解題的全過程看，審題是解題的準(zhǔn)備階段，求解過程才是解題的中心環(huán)節(jié)。說求解過程時(shí)，要突出科學(xué)推理過程，強(qiáng)化證據(jù)意識(shí)。比如，如何確定解題的切入點(diǎn)，如何分析題目中的已知條件的作用，以及根據(jù)這些條件，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)可以得出哪些接近目標(biāo)的結(jié)論，這些結(jié)論與目標(biāo)之間如何聯(lián)系，還包括求解過程運(yùn)用了哪些科學(xué)思想方法?？蛇m當(dāng)展示學(xué)生解答過程中的規(guī)范試卷和典型錯(cuò)誤，以此為例加以點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。

1.3.3? ? 說解題回顧

回顧是解題的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，它既屬于問題解決的一部分，又超越了問題解決本身。說解題回顧時(shí)，可以對(duì)試題進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以將解題過程向更高層次進(jìn)行概括，從而提煉出規(guī)律、方法或技巧，可以闡述自己的解題心得等。

1.4? ? 說引申拓展

在全面剖析所說習(xí)題的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展延伸是說題過程的一大亮點(diǎn)，能全面展示教師對(duì)學(xué)科知識(shí)的駕馭能力。教師要根據(jù)所講題目的具體情況，進(jìn)行一題多解、一題多變、多題歸一、多題組合的探索，注意物理思想方法的總結(jié)、提煉和升華，對(duì)題目的類型、條件、信息呈現(xiàn)方式、設(shè)問的形式等進(jìn)行有效變式，對(duì)題目的結(jié)論進(jìn)行有效拓展，進(jìn)一步優(yōu)化解題過程。

1.5? ? 說教學(xué)啟示

教學(xué)反思是提升教師業(yè)務(wù)能力的重要方法，說教學(xué)啟示就是說解題反思的內(nèi)容。這需要教師站在更高的層次上回顧解題過程，提煉命題規(guī)律，并為日常教學(xué)提出針對(duì)性建議。筆者認(rèn)為，說教學(xué)啟示可以包括以下內(nèi)容：本題主要考查學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)中的哪些方面的哪個(gè)水平;本題所涉及的知識(shí)內(nèi)容在哪些方面體現(xiàn)出它的代表性;本題的問題情境如何體現(xiàn)出它的問題性、真實(shí)性、探究性及開放性;本題的編制是否足夠科學(xué)、規(guī)范，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)是否足夠清晰、明確;日常教學(xué)中涉及相關(guān)內(nèi)容時(shí)，如何選擇有代表性的教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)膯栴}情境，才能更好地落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng);在分析該題的過程中獲得了哪些有關(guān)試題編選的啟示等。

2? ? 物理說題的策略

教師說題是面對(duì)同行專家的教學(xué)展示與交流活動(dòng)，因此除了把握規(guī)范外，還要講究策略?？傮w來說，說題要有“新”意，包括上述各部分內(nèi)容結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、材料的取舍，解題中突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)的方法等，既要科學(xué)、準(zhǔn)確，又要有獨(dú)到之處。說題要體現(xiàn)“美”，包括內(nèi)容、語(yǔ)言、情感、儀態(tài)等。說題要突出“說”，把握好說的語(yǔ)氣、語(yǔ)調(diào)、語(yǔ)量和語(yǔ)速，做到詳略得當(dāng)，重點(diǎn)突出。

2.1? ? 說題的語(yǔ)言設(shè)計(jì)策略

雖然說題過程要避免讀稿、背稿，但說題活動(dòng)畢竟屬于交流研討活動(dòng)，因此要對(duì)每個(gè)部分的用語(yǔ)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。分析“命題立意”時(shí)要以新課程標(biāo)準(zhǔn)中物理課程的基本理念為依據(jù)，剖析試題在體現(xiàn)物理學(xué)科本質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)方面的命題導(dǎo)向;分析“任務(wù)情境”時(shí)要關(guān)注習(xí)題情境的時(shí)代性，剖析試題如何將物理模型、科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展與物理學(xué)科知識(shí)相融合;在講解“解題過程”和“引申拓展”的過程中，涉及到的物理學(xué)科知識(shí)要運(yùn)用物理學(xué)科語(yǔ)言和學(xué)術(shù)語(yǔ)言，展示自己的解題思路時(shí)要運(yùn)用口語(yǔ)化但不隨意的語(yǔ)言，避免過于生硬;在總結(jié)“教學(xué)啟示”時(shí)，要設(shè)計(jì)概括性強(qiáng)的語(yǔ)言總結(jié)自己的觀點(diǎn)，可以活潑一些，富有詩(shī)意一些，富有創(chuàng)意一些。這樣既能展示自己豐富的語(yǔ)言功底，又能調(diào)節(jié)交流對(duì)象的精神狀態(tài)，為自己的說題增加一些美感，甚至能成為一大亮點(diǎn)。

2.2? ? 說題的問題設(shè)計(jì)策略

“學(xué)起于思，思源于疑?！闭缈茖W(xué)以問題為起點(diǎn)一樣，科學(xué)的教學(xué)也應(yīng)該以問題為起點(diǎn)。說題的核心不是教師陳述，而是“問題”設(shè)計(jì)和解答。在“解題過程”和“引申拓展”部分設(shè)計(jì)的問題必須能夠建立情境與知識(shí)、方法的聯(lián)系，能夠建立初態(tài)、終態(tài)和中間態(tài)之間的聯(lián)系。一方面，問題要具有邏輯性，能較好地激發(fā)學(xué)生的探究熱情，發(fā)展批判性思維;另一方面，問題要具有遷移性，能讓學(xué)生用已有的知識(shí)、觀點(diǎn)、方法去解決新的或他們尚不熟悉的問題。

3? ? 物理說題的案例：以能量守恒為核心涉及彈簧的功能關(guān)系計(jì)算題

3.1? ? 試題呈現(xiàn)

如圖1所示，在傾角θ為30°的光滑固定斜面上有兩個(gè)用輕彈簧連接的物體A、B，物體B緊靠在斜面底端的固定擋板上。一條不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩一端系在物體A上，另一端跨過輕滑輪系著一輕掛鉤。開始時(shí)，物體A、B均靜止，細(xì)繩與斜面平行。現(xiàn)在掛鉤上輕輕掛上物體C后，恰好能使物體B離開擋板但不再繼續(xù)上滑，此時(shí)物體A沿斜面上滑到最遠(yuǎn)的P點(diǎn)。已知物體A、B的質(zhì)量均為m，彈簧的勁度系數(shù)為k。斜面足夠長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)過程中物體C始終未接觸地面，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，不計(jì)任何摩擦，重力加速度為g。求在此過程中：

（1）P點(diǎn)與物體A的出發(fā)點(diǎn)間的距離x;

（2）物體C的質(zhì)量mC;

（3）已知彈簧的彈性勢(shì)能Ep與彈簧的形變量x滿足：Ep=kx2（k為彈簧的勁度系數(shù)），試求出物體A在上滑過程中的最大速度vm。

3.2? ? 命題立意

牛頓運(yùn)動(dòng)定律和能量的綜合問題是高考物理的必考內(nèi)容，題目多以計(jì)算題或壓軸選擇題的形式出現(xiàn)，大部分試題都與圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)及電磁學(xué)等知識(shí)相聯(lián)系，重點(diǎn)考查功能關(guān)系和牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用，物理過程復(fù)雜、涉及知識(shí)面廣、靈活性強(qiáng)、難度較大，具有較強(qiáng)的綜合性。這其中涉及的彈簧的功能關(guān)系問題是近年來高考命題的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。有關(guān)彈簧的物理問題本身就是高中物理的一個(gè)難點(diǎn)，而本題涉及的物體較多、運(yùn)動(dòng)過程較為復(fù)雜，具有一定的問題性和探究性，要求學(xué)生在認(rèn)真分析系統(tǒng)的物理過程和功能轉(zhuǎn)化情況的基礎(chǔ)上，懂得運(yùn)用能量守恒或功能關(guān)系求解，能呈現(xiàn)學(xué)生的思維過程，比較深入地反映學(xué)生分析問題、解決問題的能力，能較好地評(píng)價(jià)較高層次的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。對(duì)學(xué)生的分析綜合能力要求較高。試題有一定的區(qū)分度和難度，符合高考命題的指導(dǎo)精神和選拔功能[3]。

3.3? ? 任務(wù)情境

3.3.1? ? 知識(shí)層面

本題以有關(guān)彈簧的連接體運(yùn)動(dòng)為情境，考查了“胡克定律”“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”“機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用”“功能關(guān)系”“動(dòng)能和動(dòng)能定理”“重力做功與重力勢(shì)能”六個(gè)知識(shí)內(nèi)容。所涉及的這些考點(diǎn)在考綱中幾乎都是Ⅱ類要求，突出考查了力學(xué)的主干知識(shí)，涵蓋了物理核心素養(yǎng)中“物理觀念”所涉及的“物質(zhì)觀念”“運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念”“能量觀念”等要素。

3.3.2? ? 能力層面

本試題屬于綜合應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)解決與彈簧相關(guān)的物體的運(yùn)動(dòng)和能量轉(zhuǎn)化問題，要求學(xué)生在比較深入地理解力學(xué)的物理概念和規(guī)律的基礎(chǔ)上，對(duì)研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過程中的受力情況、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及各種能量狀態(tài)的變化情況進(jìn)行全面分析，綜合運(yùn)用力學(xué)的物理知識(shí)去解決問題，對(duì)學(xué)生理解能力和綜合分析能力要求較高，同時(shí)要求學(xué)生還需具備較強(qiáng)的推理能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力。

3.4? ? 解題策略分析

3.4.1? ? 審題干，抓關(guān)鍵信息（如表1）

3.4.2? ? 審設(shè)問，找思路，選規(guī)律

3.4.3? ? 規(guī)范答題，步驟嚴(yán)謹(jǐn)

3.5? ? 對(duì)原題的延伸拓展

3.5.1? ? 拓展1

已知彈簧的彈性勢(shì)能Ep與彈簧的形變量x滿足：Ep=kx2（k為彈簧的勁度系數(shù)），現(xiàn)固定住物體B，將物體C的質(zhì)量改為nm（n>0.5），仍由靜止釋放，試求出物體A能沿斜面上滑的最大距離xm。

3.5.2? ? 拓展2

若物體C的質(zhì)量改為nm（n>0.5），仍由靜止釋放。有同學(xué)認(rèn)為，只要n足夠大就可使物體A上滑到P點(diǎn)時(shí)的速度增大到2g。這種說法是否正確？如果正確，請(qǐng)說明理由。如果不正確，請(qǐng)求出物體A上滑到P點(diǎn)時(shí)速度的范圍。

3.6? ? 對(duì)原題的變式分析

3.6.1? ? 變式1

將原題中“此時(shí)物體A沿斜面上滑到最遠(yuǎn)的P點(diǎn)”改為“此時(shí)物體A沿斜面上滑到P點(diǎn)且速度最大”，其他條件不變。求：

（1）P點(diǎn)與物體A的出發(fā)點(diǎn)間的距離x;

（2）物體C的質(zhì)量mC及物體A的最大速度vm;

（3）若物體C的質(zhì)量改為nm（n>0.5），仍由靜止釋放，試求物體A上滑至P點(diǎn)的速度v。

3.6.3? ? 變式3

如圖2所示，豎直光滑的半圓形軌道ABC的半徑為R，水平軌道AD粗糙，輕彈簧右端固定，左端自由端P與半圓軌道最低點(diǎn)A之間的距離為s。一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊自圓軌道中點(diǎn)B由靜止釋放，壓縮彈簧至自由端到Q點(diǎn)位置后被反彈，恰能回到A點(diǎn)。已知小物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)。

說明 以上拓展題和變式題均屬于以能量守恒為核心涉及彈簧的功能關(guān)系問題。拓展1和拓展2是在原題情境的基礎(chǔ)上增設(shè)的具有一定思維難度的問題，變式1和變式2是在原題物理模型的基礎(chǔ)上通過適當(dāng)改變運(yùn)動(dòng)情境和運(yùn)動(dòng)條件重新設(shè)置的問題。這些拓展題和變式題均與原題屬于同類題，考查了學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)的臨界情況分析和能量守恒定律的應(yīng)用。變式3重新設(shè)置題境，研究對(duì)象雖為單個(gè)物體，但進(jìn)一步考查了圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題和滑動(dòng)摩擦力的功能問題，考查知識(shí)面廣，但物理過程較為明晰。通過變式3這一題例讓學(xué)生明白涉及彈簧的功能問題既可以與力學(xué)的其他知識(shí)相聯(lián)系，甚至還可以與電磁學(xué)知識(shí)相綜合，題目題境可以“花樣百出”，但解決問題的方法卻“萬(wàn)變不離其宗”。

試題的拓展及變化，增強(qiáng)了典型題的訓(xùn)練，題目在內(nèi)容上或方法上都具有代表性，有助于幫助學(xué)生掌握處理涉及彈簧的功能問題的解題規(guī)律和方法。通過對(duì)物理問題的拓展、延伸，不僅起到舉一反三、觸類旁通的功效，使學(xué)生掌握這一物理模型問題的解題規(guī)律和方法，還能發(fā)散學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性和全面性，從而幫助學(xué)生跳出題海，提高分析和解決問題的能力。

3.7? ? 教學(xué)啟示

3.7.1? ? 試題價(jià)值

彈簧是高考題構(gòu)建中經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè)元素，常與其他物體或物理模型組合構(gòu)建出多物體、多過程的復(fù)雜物理問題，為牛頓運(yùn)動(dòng)定律和功能關(guān)系的應(yīng)用提供廣闊的空間。本試題屬于彈簧的功能問題，考查了高中力學(xué)的主干知識(shí)，注重考查學(xué)生的物理思維能力，具有典型性、新穎性。深入探討和研究本試題及其拓展題和變式題，有助于學(xué)生掌握這類問題的解題規(guī)律和方法，提升學(xué)生知識(shí)和方法的遷移能力。

3.7.2? ? 反思感悟

學(xué)生在求解本題時(shí)往往存在以下幾個(gè)難點(diǎn)：題目長(zhǎng)，信息量多，不能從題目里面獲取有效信息，讓學(xué)生望而生畏;過程隱蔽、情境復(fù)雜、研究對(duì)象多，學(xué)生難以準(zhǔn)確分析物理過程，特別是有關(guān)臨界問題的分析，感到無(wú)從下手;列能量守恒方程時(shí)由于思維不嚴(yán)密常因漏掉考慮某能量的變化而出錯(cuò)。這就要求教師在教學(xué)中應(yīng)注意做到以下幾點(diǎn)：

（1）培養(yǎng)學(xué)生良好的審題技巧，理解物理語(yǔ)言的含義，抓關(guān)鍵信息，善于發(fā)現(xiàn)隱含條件，建立起對(duì)問題較為清晰的物理圖景;

（2）引導(dǎo)學(xué)生注重物理過程分析，注意物理過程的階段性、聯(lián)系性和規(guī)律性，結(jié)合題意，大致把握解題可能用到的物理規(guī)律和方法，找到解題的切入點(diǎn);

（3）引導(dǎo)學(xué)生注意積累物理模型的建模經(jīng)驗(yàn)，通過題給信息將問題簡(jiǎn)化、抽象為恰當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ?

（4）培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成列能量守恒方程的規(guī)范步驟：確定研究系統(tǒng)的初末狀態(tài)—分析狀態(tài)過程中哪種形式的能量在減小，哪種形式的能量在增加—根據(jù)能量的減小量一定等于能量的增加量即ΔE=ΔE列能量守恒方程式;

（5）加強(qiáng)試題的變式訓(xùn)練，幫助學(xué)生逐步掌握對(duì)同類型物理問題的解題方法和規(guī)律，提升學(xué)生對(duì)知識(shí)和方法的遷移能力。

4? ? 結(jié)束語(yǔ)

說題活動(dòng)作為一種新型的學(xué)科教研形式，直接指向師生共同關(guān)切的部分——習(xí)題，是教師提高教學(xué)水平的有效途徑。我市教育科學(xué)研究院在全省最先推出了說題活動(dòng)，起到了很好的示范作用。筆者通過親身參與及認(rèn)真觀摩說題活動(dòng)，獲得了以上心得，歡迎各位同仁多提寶貴建議。

參考文獻(xiàn)：

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[2]鄭青岳.物理解題理論[M].鄭州：大象出版社，1996：24-42.

[3]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：63.

（欄目編輯? ? 李富強(qiáng)）