為理解而教

張宗義

摘 ? 要：如何有效進(jìn)行試題評(píng)講，這是課堂教學(xué)中一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。文章以一道綜合題為例，闡述促進(jìn)學(xué)生理解和應(yīng)用科學(xué)思維方法的講評(píng)課教學(xué)。

關(guān)鍵詞：高中物理;科學(xué)思維方法;說(shuō)題;悟題

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1003-6148（2020）10-0058-3

中學(xué)物理課堂上存在著“注重知識(shí)串講，忽視方法引領(lǐng);注重問(wèn)題結(jié)果，忽視過(guò)程分析;注重教師講解，忽視師生互動(dòng)”的教學(xué)傾向，這種教學(xué)導(dǎo)向不僅影響了教學(xué)效益的提高，而且束縛了學(xué)生學(xué)習(xí)物理課程的興趣。本文在試題講評(píng)課方面做些嘗試，以期能為同行提供一個(gè)深入思考的案例。

1 ? ?教學(xué)案例

題目 L1、L2為相互平行的足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌，位于光滑水平面內(nèi)，一個(gè)略長(zhǎng)于導(dǎo)軌間距，質(zhì)量為M的光滑絕緣細(xì)管與導(dǎo)軌垂直放置，細(xì)管兩端的底部有兩個(gè)光滑卡槽，可使細(xì)管在兩導(dǎo)軌上左右平動(dòng)。細(xì)管內(nèi)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電小球，小球與L1導(dǎo)軌的距離為d;開始時(shí)小球相對(duì)細(xì)管速度為零，細(xì)管在外力作用下從P1位置以速度v0向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。垂直平面向里和向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ分別分布在L1軌道兩側(cè)，如圖1所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，小球視為質(zhì)點(diǎn)，忽略小球電量變化。

（1）當(dāng)細(xì)管運(yùn)動(dòng)到L1軌道上P2處時(shí)，小球飛出細(xì)管，求此時(shí)小球的速度大小;

（2）小球經(jīng)磁場(chǎng)Ⅱ第一次回到L1軌道上的位置為O，求O和P2間的距離;

（3）小球回到L1軌道上O處時(shí)，細(xì)管在外力控制下也剛好以速度v0經(jīng)過(guò)O點(diǎn)處，小球恰好進(jìn)入細(xì)管，此時(shí)撤去作用于細(xì)管的外力。以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿L1軌道和垂直于L1軌道建立直角坐標(biāo)系，如圖1所示。求小球和細(xì)管速度相同時(shí)，小球的位置（此時(shí)小球未從管中飛出）。

2 ? ?過(guò)程分析

2.1 ? ?提取關(guān)鍵詞，分解過(guò)程

指導(dǎo)學(xué)生審清題意，提取題中“細(xì)管內(nèi)有一小球”“細(xì)管向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)”“小球經(jīng)磁場(chǎng)Ⅱ第一次回到軌道上”“小球恰好進(jìn)入細(xì)管，此時(shí)撤去作用于細(xì)管的外力”等關(guān)鍵詞。理解了關(guān)鍵詞便能把問(wèn)題情境分解為三個(gè)物理過(guò)程：小球在細(xì)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)與隨細(xì)管勻速運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)、在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、進(jìn)入細(xì)管到與細(xì)管速度相同的運(yùn)動(dòng)。

2.2 ? ?分析過(guò)程，建構(gòu)模型

我們知道，審題過(guò)程是解決問(wèn)題的思維起點(diǎn)。對(duì)小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行受力分析，從而構(gòu)建“運(yùn)動(dòng)模型”：小球在細(xì)管內(nèi)勻加速運(yùn)動(dòng)與隨細(xì)管勻速運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)、在磁場(chǎng)中做勻速圓周（圓弧）運(yùn)動(dòng)過(guò)程、進(jìn)入細(xì)管到與細(xì)管速度相同的變速運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

2.3 ? ?基于模型，映射規(guī)律

一般來(lái)說(shuō)，典型運(yùn)動(dòng)模型都有其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。小球在細(xì)管內(nèi)勻加速運(yùn)動(dòng)滿足勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律;在磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，滿足牛頓第二定律;小球進(jìn)入細(xì)管到與細(xì)管速度相同的變速運(yùn)動(dòng)過(guò)程，洛倫茲力不做功，小球、細(xì)管及其系統(tǒng)滿足能量守恒定律和動(dòng)量定理。

2.4 ? ?基于規(guī)律，科學(xué)思維

教師與學(xué)生共同總結(jié)解題過(guò)程，對(duì)于大部分綜合問(wèn)題只要分別從受力觀、能量觀及動(dòng)量觀進(jìn)行思考和科學(xué)推理，就能尋找到解決問(wèn)題的方法，善于將一類問(wèn)題與解決這類問(wèn)題所用的知識(shí)、方法進(jìn)行有意義的關(guān)聯(lián)。

2.5 ? ?基于檢驗(yàn)，反思內(nèi)化

解題完成后要反思解題過(guò)程，內(nèi)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，同時(shí)完成學(xué)案上的表格（見表1）。

3 ? ?題目拓展

該題有較大的拓展空間，可以從以下幾方面進(jìn)行設(shè)問(wèn)：（1）當(dāng)細(xì)管由P1勻速運(yùn)動(dòng)到P2處的過(guò)程中，作用在細(xì)管上平行于導(dǎo)軌L1、L2的水平外力如何隨時(shí)間變化？表達(dá)式是什么？（2）以時(shí)間為橫軸，外力大小為縱軸，試畫出外力隨時(shí)間的變化圖線;（3）畫出小球從開始運(yùn)動(dòng)到飛出細(xì)管前的瞬間的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖;（4）求P1、P2間的距離;（5）小球由P2點(diǎn)回到L1軌道上O處，求它在磁場(chǎng)Ⅱ中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;（6）在小球由P2點(diǎn)回到L1軌道上O處的這段時(shí)間內(nèi)，求細(xì)管運(yùn)動(dòng)的平均速度;（7）試畫出小球從進(jìn)入細(xì)管到與細(xì)管速度相同的過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。對(duì)同一個(gè)問(wèn)題情境的多角度考查，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)、發(fā)散思維能力、質(zhì)疑和探究能力的目的。

4 ? ?教學(xué)啟示

4.1 ? ?說(shuō)題，思維邏輯化策略

評(píng)講時(shí)讓學(xué)生“說(shuō)題”既是一種教學(xué)方法，又是學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。只有學(xué)生真正弄懂問(wèn)題后才能進(jìn)行說(shuō)題展示。說(shuō)題活動(dòng)應(yīng)抓兩端促中間，即由優(yōu)秀生說(shuō)思維路徑和學(xué)困生說(shuō)思維斷點(diǎn)。學(xué)困生先聽聽優(yōu)秀生講的思路和方法，然后說(shuō)自己哪里不會(huì)，思維受阻點(diǎn)在哪里。學(xué)生通過(guò)“關(guān)鍵詞”—“情境”—“模型”—“規(guī)律”—“決策”—“運(yùn)算”—“結(jié)果”等環(huán)節(jié)的思維路徑溯源分析找到自己出現(xiàn)的問(wèn)題。教師巡視和傾聽，注重學(xué)生思維結(jié)構(gòu)化水平所達(dá)到的程度，如上例中第三問(wèn)考查學(xué)生的思維結(jié)構(gòu)化水平就很高，學(xué)生必須清楚考慮到一個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)決定其垂直方向上的受力。在觀察到學(xué)生沒(méi)有掌握這種垂直思維，出現(xiàn)思路中斷時(shí)，教師要進(jìn)行必要的指導(dǎo)。

4.2 ? ?悟題，反思內(nèi)化策略

認(rèn)知心理學(xué)已經(jīng)揭示了能力的本質(zhì)含義：能力就是良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)[1]。學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的反思就是知識(shí)結(jié)構(gòu)的修復(fù)與內(nèi)化的過(guò)程，因此，反思是提升人類技能的重要實(shí)踐活動(dòng)。習(xí)題課教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)調(diào)控教學(xué)節(jié)奏，每節(jié)課結(jié)束前留下幾分鐘“智慧時(shí)間”，以便學(xué)生進(jìn)行反思內(nèi)化與自我醒悟。這種留白的教學(xué)策略往往起到畫龍點(diǎn)睛的效果。反思對(duì)于優(yōu)秀生而言是解題方法的梳理與解題見識(shí)的提升，對(duì)于學(xué)困生來(lái)說(shuō)是查找自己知識(shí)漏洞、彌補(bǔ)能力不足的再認(rèn)識(shí)。通過(guò)解題后的反思，達(dá)到對(duì)概念、規(guī)律的深入理解和掌握，這是學(xué)生學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)化為他們解決問(wèn)題技能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

5結(jié) ?語(yǔ)

學(xué)生之所以在解決問(wèn)題時(shí)想不起用什么知識(shí)，是因?yàn)橹R(shí)與問(wèn)題之間是脫節(jié)的[2]。那么，如何讓知識(shí)和問(wèn)題連接起來(lái)呢？那就是知識(shí)與問(wèn)題都向?qū)Ψ娇繑n。學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)就去思考這個(gè)知識(shí)可以用來(lái)解決什么問(wèn)題，這是知識(shí)向問(wèn)題靠的策略;遇到問(wèn)題時(shí)，不要拋開過(guò)去的知識(shí)苦想，而是回到自己的知識(shí)體系，去查看哪個(gè)能幫助自己解決問(wèn)題。多次之后，我們就知道某類問(wèn)題該用哪類知識(shí)解決了。如果教師經(jīng)常引導(dǎo)學(xué)生做這些“向兩邊靠”的思考，學(xué)生對(duì)問(wèn)題與知識(shí)之間的聯(lián)系有了深刻的理解，運(yùn)用科學(xué)思維方法解決問(wèn)題的能力就會(huì)逐步提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁旭.基于對(duì)學(xué)生錯(cuò)誤進(jìn)行認(rèn)知診斷的教學(xué)[J].物理教學(xué)，2013，35（11）：57-61.

[2]孫圈圈.請(qǐng)停止無(wú)效努力——如何用正確的方法快速進(jìn)階[M].北京：團(tuán)結(jié)出版社，2017：1.

（欄目編輯 ? ?羅琬華）