核心素養(yǎng)下的高三物理復(fù)習(xí)課探析

浙師大附中 陳冬武

《普通高中物理課程標準（2017版）》中指出，學(xué)科育人價值集中體現(xiàn)在學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。通過物理觀念的構(gòu)建來實現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思維的形成，使其養(yǎng)成科學(xué)探究的能力，遵循科學(xué)的態(tài)度與責(zé)任，這就要求我們必須確立正確的教學(xué)意識與觀念。在高三習(xí)題課教學(xué)結(jié)束后，剩下來的都是些什么呢？學(xué)生已經(jīng)忘記了具體題目，但是，留下來了習(xí)題中所具有的物理思想、方式、態(tài)度等。這些為學(xué)生終身所保持，變成了習(xí)慣，可以對之后的各項學(xué)習(xí)、生活給予支持的內(nèi)容即為核心素養(yǎng)。

一、提升物理復(fù)習(xí)方面的思維廣度

思維廣度，其實就是橫向思維，是指利用題目中信息之間的相關(guān)性，找到處理各類問題的突破口。而在高三階段所進行的物理復(fù)習(xí)課中，因為學(xué)生已具有相應(yīng)的基礎(chǔ)性知識，所以需要我們教師利用變式的形式，增加學(xué)生思維的發(fā)散度，來訓(xùn)練其思維，提高學(xué)生探究問題、解決問題的能力。

例1見圖1，質(zhì)量即m、電荷量即q的鈾235離子，由容器A之下的S1小孔持續(xù)性地飄入了加速電場，其初速度可以被當作零.通過S2小孔垂直在磁場方向而逐步進入至磁感應(yīng)強度即B的勻強磁場，做出半徑即R的勻速圓周運動.離子在行進了半個圓周后，離開了磁場，并被搜集，在離開磁場期間，離子束的等效電流即I.無需考慮到離子重力、離子之間的彼此作用。

圖1 2012天津高考題

(1)(2)略

(3)加速電壓會處于U±ΔU這一范圍中發(fā)生細微地改變。如果A容器中具有電荷量相一致的鈾235、鈾238，其通過電場加速逐步進入至U（磁場），發(fā)生了分離，為了讓兩類離子在磁場中無法進行交疊，應(yīng)小于？（百分數(shù)，兩位）

解析：

問題1：質(zhì)量較大的離子，何時擊中點最遠？何時最近？

問題2：質(zhì)量較小的離子，何時擊中點最遠？何時最近？

問題3：質(zhì)量不同的離子，如何能保證一定不重疊？

變易理論指出，學(xué)習(xí)是鑒于學(xué)生對事務(wù)關(guān)鍵屬性所具有的認知、對這類屬性的一同聚焦，而關(guān)鍵屬性的辨別又需要依賴于這一屬性在某一維度中所發(fā)生的變易。離子分離問題中的核心即為“大圓”的最近點和“小圓”的最遠點的不重合。

例2某一質(zhì)譜儀的各項工作原理見圖2。大量的甲、乙離子飄入至電壓力即U0的加速電場，其初速度趨近于0，在進行加速后，經(jīng)過寬即L的狹縫MN順與磁場間彼此垂直的方向進入至磁感應(yīng)強度即B的勻強磁場，最后，打至照相底片。甲、乙離子的電荷量即+q，質(zhì)量依次是2m、m，在圖中，虛線即通過狹縫左、右邊界M、N的甲種離子的運動軌跡。無需考慮到離子之間的彼此作用。

圖2 2017江蘇高考題

(1)(2)略；

(3)如果考慮到加速電壓具有波動，處于(U0-△U)至(U0+△U)間發(fā)生改變，要想讓甲、乙離子在底片中不會發(fā)生重疊，求出狹縫寬度L能夠滿足的條件。

解析：只要滿足

就可以保證兩束離子不會重疊。

例3借助電場、磁場，可以把具有不同比荷的離子分開，這一方式在化學(xué)分析、原子核技術(shù)等許多領(lǐng)域中都十分關(guān)鍵。如圖3所示，碳14與碳12經(jīng)過電離后的原子核帶電量即q，由A容器之下的S小孔持續(xù)性地飄入電勢差即U的加速電場，通過S之下的O小孔，順SO垂直進入至磁感應(yīng)強度即B、方向垂直于紙面朝里的勻強磁場，被打至照相底片D，并被吸收，而D、O處于相同的水平面，碳12的粒子處于OD中的落點間距O即d，粒子通過S小孔期間的速度可以被當作零，無需考慮到粒子重力。

圖3 期末聯(lián)考題

(1)(2)略；

(3)加速電壓會在范圍中發(fā)生細微的改變。在θ<θm時，碳14與碳12經(jīng)過電場加速后逐步進入至磁場中出現(xiàn)分離，為了讓兩類離子在照相底片上落點區(qū)域不發(fā)生重疊，應(yīng)滿足什么條件？

通過一題多變，讓學(xué)生在變中找到其中的不變，從而加深對題目的理解，訓(xùn)練了學(xué)生的科學(xué)思維，進而在復(fù)習(xí)課中落實對學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、提高物理復(fù)習(xí)課的思維深度

思維深度也就是集中思維，是處于縱、橫維度中全方位地思考各類問題，更為關(guān)注思維的嚴謹性。在處理各類問題時，不但可以借助已有的各類信息，還可以發(fā)掘出各個隱含條件，做出正確判斷。

例1見圖4，某一正、負電子均與磁場間彼此垂直，順與邊界間即為θ=30°的方向，處于一致的速度下，被射至勻強磁場，正、負電子處于磁場中所得到的運動時間比為

圖4 期末聯(lián)考題

A.1:1B.3:1C.5:1D.1:5

解析：利用單邊界問題中的“直進直出”“斜進斜出”模型，就能解決這個問題。

通過改變情景，讓有邊界變化到?jīng)]有邊界，利用學(xué)生心中已有的邊界問題，去根據(jù)題目構(gòu)建的“虛擬邊界”，以重構(gòu)解題模型，進而處理各類物理問題。

例2見圖5，其即可以測算比荷的某一裝置的簡化圖，在第一象限中具有垂直于紙面朝里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=2.0×10-3T，處于y軸間距坐標原點L=0.50m的P即離子的入射口，處于y放好接收器，把某一具有正電荷的粒子借助v=3.5×104m/s由P射入至磁場，如果粒子處于y軸間距坐標原點L=0.50m的M被觀測到，且運動軌跡半徑是最小的，設(shè)定帶電粒子的質(zhì)量即m，電量即q，無需記下其重力。

圖5 2009福建高考題

(1)求上述粒子的比荷；(2)(3)略。

解析：要求解粒子的比荷，需要求出軌跡圓的半徑，根據(jù)題意：運動半徑恰好最小，有數(shù)學(xué)知識，通過確定兩個點的圓為以這兩點間距為直徑的圓。所以將P、M兩點連接起來作為“虛擬邊界”，按照“直進直出”（如圖6），從而求出半徑為

圖6“虛擬邊界”

這道題目就需要學(xué)生對“直進直出”“斜進斜出”模型有更加深刻的理解。從而從無邊界，構(gòu)建出“虛擬邊界”，再利用已有的知識進行求解。

例3見圖7，虛線所指出的圓形區(qū)域中具有某一垂直于紙面的勻強磁場，P即磁場邊界中的某一點，許多相一致的帶電粒子以、相一致的速率通過P，在紙面中順各個方向射入至磁場。如果粒子射入速率即v1，這些粒子在磁場邊界中的出射點處于六分之一的圓周；如果粒子射入速率即v2，出射點處于三分之一的圓周。無需考慮到重力、帶電粒子間的彼此作用。v2:v1即

圖7 2017全國卷高考題

解析：處理這一題目的核心即出射點僅處于六分之一或是三分之一的圓周這個信息。若在圓周上找到一個三分之一點，作出一條過入射點和出射點的連線作為“虛擬邊界”(如圖8），當以此間距為直徑的圓，才能滿足在“直進直出”時，出射點最遠，進而求出半徑，求出速度。

圖8“虛擬邊界”

三、基于核心素養(yǎng)的復(fù)習(xí)課教學(xué)策略

（一）知識問題化

想要極大地提升學(xué)生的思維性能力，就需要教師應(yīng)用問題鏈來引導(dǎo)其自主進行思考，讓學(xué)生能夠逐步跨越最近的發(fā)展區(qū)，減弱認知困難，增強思維品質(zhì)。如在解決離子分離的問題時，設(shè)置軌跡半徑較大的離子在電壓波動時的擊打范圍，軌跡半徑較小的離子在電壓波動時的擊打范圍，再設(shè)置如何區(qū)分開來。處于這一問題設(shè)置中，更為重視問題中的各個細節(jié)與困難，引導(dǎo)學(xué)生進行思考，提升了學(xué)生處理物理問題的能力。

（二）問題情景化

通過具體情景來展示問題，讓學(xué)生感受到問題的真實性，培養(yǎng)學(xué)生從題目中提取有用信息，轉(zhuǎn)化為物理語言，建立正確的物理模型，進而提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。