構(gòu)建實施整體探究復(fù)習(xí)模式 培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)*

黃國龍

(寧波市鎮(zhèn)海中學(xué) 浙江 寧波 315200)

1 整體探究復(fù)習(xí)模式構(gòu)建

如圖1所示，認(rèn)知心理學(xué)的同化理論為，學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中概括水平較高的上位觀念(原有觀念A(yù)，B，C,…)通過與新的系列化具體下位問題情境發(fā)生相互作用不斷分化，進行有意義的同化與順應(yīng)，發(fā)生有意義的變化，變?yōu)楦臃€(wěn)定、清晰、系統(tǒng)化的觀念(新的觀念A(yù)′，B′，C′，…).

圖1 認(rèn)知心理學(xué)同化理論

從物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)角度審視，學(xué)生認(rèn)知中上位觀念則往往表現(xiàn)為物理認(rèn)知(A，B，C，…)，上位物理認(rèn)知通過與新的系列化具體下位物理問題發(fā)生相互作用(即解答具體物理問題過程)是一個科學(xué)推理過程.通過運用物理理論和方法解答系列化物理問題，內(nèi)化原有物理理論和方法，有利于提煉升華為穩(wěn)定、清晰、概括化物理觀念核心素養(yǎng)(A′，B′，C′，…)，有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理核心素養(yǎng).

進入物理高考復(fù)習(xí)，學(xué)生雖然經(jīng)歷某些重要物理知識和方法的學(xué)習(xí)過程，但認(rèn)知中相關(guān)重要物理知識和方法往往比較膚淺、模糊、零亂，缺乏有效的同化與順應(yīng)，沒有較好形成物理觀念核心素養(yǎng).高考復(fù)習(xí)中，若能從高中物理整體角度科學(xué)合理地組織復(fù)習(xí)教學(xué)，正確引導(dǎo)學(xué)生運用重要物理知識和方法探究解答物理問題，并進行整合構(gòu)建和總結(jié)提煉，則能有效地培養(yǎng)學(xué)生物理觀念和科學(xué)思維核心素養(yǎng).

基于上述分析，根據(jù)核心素養(yǎng)培養(yǎng)一般策略(整體化、情景化、活動化、策略化)，我們構(gòu)建整體探究復(fù)習(xí)模式.該復(fù)習(xí)模式流程如圖2所示，以同化理論和整體化(聯(lián)系、組織、整合)理論為指導(dǎo)，教師揭示一些主干和上位性知識和具體下位知識聯(lián)系，根據(jù)物理復(fù)習(xí)教學(xué)目標(biāo)，預(yù)設(shè)編制針對性、系列化、不斷分化的問題群，引導(dǎo)學(xué)生探究解答預(yù)設(shè)問題，整合構(gòu)建一般性和哲理性物理知識結(jié)構(gòu)和方法結(jié)構(gòu)，提煉升華形成物理觀念，培養(yǎng)科學(xué)推理核心素養(yǎng).

圖2 整體探究復(fù)習(xí)模式流程

2 整體探究復(fù)習(xí)模式實施策略

整體化由聯(lián)系化、結(jié)構(gòu)化、整合化組成的，它是把物理知識和方法轉(zhuǎn)化為核心素養(yǎng)的重要途徑，整體化探究復(fù)習(xí)模式是培養(yǎng)物理觀念和科學(xué)推理的有效方法，把握具體實施策略是有效實施整體探究復(fù)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵.

2.1 建立物理知識間多元聯(lián)系

教師根據(jù)物理知識(模型、概念、規(guī)律)一般關(guān)系結(jié)合中學(xué)物理教學(xué)要求，從邏輯的角度通過不斷分化建立重點物理知識間的多元聯(lián)系與區(qū)別.不僅要建立一般與特殊聯(lián)系，而且要建立相似與相異關(guān)系，也要建立系統(tǒng)化的聯(lián)系；不僅要建立直接聯(lián)系，而且也要建立間接聯(lián)系.

2.2 預(yù)設(shè)構(gòu)建物理問題群

預(yù)設(shè)構(gòu)建物理問題群是把物理知識情境化、具體化、結(jié)構(gòu)化，只有通過探究解答情境化物理問題群，才能使物理核心知識得到應(yīng)用、遷移和創(chuàng)新，形成物理觀念核心素養(yǎng)，培養(yǎng)科學(xué)推理核心素養(yǎng).物理復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師要根據(jù)物理核心知識間的聯(lián)系，構(gòu)建滲透物理知識具有內(nèi)在邏輯關(guān)系的問題結(jié)構(gòu)系統(tǒng).預(yù)設(shè)構(gòu)建物理問題結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的物理情境、物理模型、物理知識、物理方法不僅具有一般和特殊關(guān)系，而且要有相似和相異關(guān)系.

2.3 學(xué)生探究解答

活動化是把知識轉(zhuǎn)化為核心素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié).學(xué)生探究解答物理問題是一種自主探究活動，學(xué)生通過探究解答物理問題，把物理核心知識和方法轉(zhuǎn)化為物理觀念核心素養(yǎng).把握探究解答問題策略和方法是提高學(xué)生形成物理核心素養(yǎng)效率的關(guān)鍵.首先教師要引導(dǎo)學(xué)生探究解答經(jīng)過分化的下位物理問題；其次，引導(dǎo)學(xué)生對所探究解答的物理問題進行多角度、多層次的深度探究解答.

2.4 整合構(gòu)建和總結(jié)提煉 形成物理核心素養(yǎng)

在學(xué)生探究解答物理問題群的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生運用一般化、相似化、比較化、系統(tǒng)化的策略對所解答物理問題、物理知識、解題方法進行有意義整合和構(gòu)建，構(gòu)建一個具有內(nèi)在邏輯關(guān)系的物理問題結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)、方法結(jié)構(gòu)，促進學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的概括化、穩(wěn)定化、清晰化和系統(tǒng)化，總結(jié)提煉能深度解答物理問題，具有總體性、概括性、哲理性特征的物理觀念，培養(yǎng)學(xué)生歸納推理、演繹推理、類比推理等科學(xué)推理核心素養(yǎng).

3 整體探究復(fù)習(xí)模式實施探索案例分析

高考復(fù)習(xí)階段學(xué)生雖然學(xué)習(xí)了高中物理課程綱要所要求的能量概念、規(guī)律和解題思路，但往往呈現(xiàn)碎片化，缺乏內(nèi)在聯(lián)系和整體把握，沒有形成穩(wěn)定的解答能量問題的有效策略.傳統(tǒng)教學(xué)中教師雖然向?qū)W生展示能量知識總體結(jié)構(gòu)，揭示能量知識間的聯(lián)系，但缺乏學(xué)生自主探究和自主構(gòu)建以及體驗和感悟，因而不能較好地上升到能量觀念核心素養(yǎng)，能量物理觀念及科學(xué)推理核心素養(yǎng)沒得到較好的培養(yǎng).

為了切實有效把握能量理論和相關(guān)解題策略，培養(yǎng)能量物理觀念和科學(xué)推理核心素養(yǎng)，筆者嘗試運用整體探究復(fù)習(xí)模式實施能量專題教學(xué).

3.1 建立高中物理復(fù)習(xí)能量知識體系

根據(jù)高中物理能量教學(xué)要求，建立表1所示的高中物理能量知識三級邏輯體系.

表1 高中物理能量知識三級邏輯體系

3.2 預(yù)設(shè)編制高中物理復(fù)習(xí)能量問題群

根據(jù)表1中高中能量知識體系和高考要求，精心編制表2所示滲透高中能量知識體系和解題策略的系列化問題群.

表2 滲透高中能量知識體系和解題策略的系列化問題群

表2中預(yù)設(shè)編制問題群的特點：

(1)由簡單到復(fù)雜，由特殊到一般，呈現(xiàn)多樣化

以斜面模型為問題背景，由單一斜面到多個斜面和運動斜面，由單個過程到多個過程，由恒力作用到變力作用，由機械力做功到機械力、電場力、磁場力綜合做功，由機械運動能量轉(zhuǎn)化到電場能、磁場能、光能、內(nèi)能、核能間綜合轉(zhuǎn)化.滲透了多種運動形式、功能關(guān)系和能量轉(zhuǎn)化知識.

(2)注重橫向相似、相異拓展

預(yù)設(shè)問題群中既有情境(斜面、導(dǎo)軌)相似、解題方法相似問題，又有模型差異(平動切割和轉(zhuǎn)動切割，電阻和電容及電感)和方法差異(恒力功和變力功求解方法)問題，有利于實施深度學(xué)習(xí)，內(nèi)化解題方法，提高批判性思維水平.

(3)滲透了解答能量問題解題思路和方法

揭示了靈活運用不同功能關(guān)系的問題特征，系統(tǒng)地滲透了解答變力功、熱量、復(fù)雜能量變化問題的解題方法，呈現(xiàn)了解答復(fù)雜能量轉(zhuǎn)化問題的解題思路.

3.3 學(xué)生探究解答高中物理復(fù)習(xí)能量問題群

學(xué)生通過自主和協(xié)作方式探究解答預(yù)設(shè)能量問題群，教學(xué)中充分暴露學(xué)生正面和反面思維過程，教師全面及時把握學(xué)生的解答情況.由于篇幅關(guān)系，學(xué)生探究解答過程從略.

3.4 整合構(gòu)建能量知識和方法結(jié)構(gòu) 總結(jié)提煉形成物理核心素養(yǎng)

(1)整合構(gòu)建能量知識結(jié)構(gòu)

學(xué)生通過探究解答預(yù)設(shè)具體能量問題群，熟練運用不同形式功和能量知識解答不同層次的物理問題，切實有效地內(nèi)化表1中高中物理功和能量知識結(jié)構(gòu).

(2)總結(jié)提煉功和能量一般性觀點

表3在熟練探究解答滲透不同形式功和能量問題的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)提煉如表3所示的適用于不同運動形式的一般性、哲理性的功和能量有關(guān)觀點.

表3 適用于不同運動形式的一般性、哲理性的功和能量有關(guān)觀點

(3)構(gòu)建解答功和能量問題的方法結(jié)構(gòu)

在引導(dǎo)學(xué)生整合構(gòu)建能量知識、提煉相關(guān)功和能量一般化觀點基礎(chǔ)上，分析總結(jié)解答功和能量問題相關(guān)方法和技巧，深度構(gòu)建如表4所示的解答功能問題的方法結(jié)構(gòu).

表4 解答功能問題的方法結(jié)構(gòu)

(4)形成高中能量物理觀念，培養(yǎng)科學(xué)推理核心素養(yǎng)

學(xué)生通過探究解答，整合構(gòu)建，總結(jié)提煉等深度學(xué)習(xí)，深刻理解高中能量內(nèi)涵，領(lǐng)悟功能關(guān)系和能量轉(zhuǎn)化的一般性、哲理性含義，把握高中物理能量知識體系和解答能量問題的方法體系，切實有效地形成高水平能量觀念物理核心素養(yǎng)，有效培養(yǎng)科學(xué)推理核心素養(yǎng).