新高考背景下物理情境化試題復(fù)習(xí)教學(xué)策略

劉成金

(福建省長(zhǎng)汀縣第一中學(xué) 366300)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》(2017版)中明確指出，教育需遵循相關(guān)教學(xué)規(guī)律以及學(xué)生自身的發(fā)展規(guī)律，與學(xué)生自身的思想、生活、學(xué)習(xí)相貼近，對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)需要進(jìn)行充分反映，從而使學(xué)生實(shí)現(xiàn)生動(dòng)活潑且主動(dòng)發(fā)展.新高考下，考試科目、形式及其錄取的制度與要求都產(chǎn)生了相關(guān)變化，參加考試的科目通常由學(xué)生進(jìn)行自主選擇.試題注重情境的創(chuàng)設(shè)，更關(guān)注對(duì)學(xué)生分析能力、解決實(shí)際問(wèn)題能力的考察.因此，為了更好的滿(mǎn)足新高考對(duì)于物理學(xué)科提出的要求，促使學(xué)生形成物理學(xué)科素養(yǎng)，教師就需注重物理習(xí)題復(fù)習(xí)的情境化，從而使學(xué)生實(shí)現(xiàn)高效解題.

一、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，提高學(xué)生情境識(shí)別能力

物理學(xué)科的情境教學(xué)當(dāng)中，情境創(chuàng)設(shè)通常對(duì)相關(guān)物理知識(shí)的傳遞有著重要影響，只有將學(xué)科知識(shí)滲透到情境當(dāng)中，才可以使學(xué)生充分體會(huì)到相應(yīng)的吸引力以及生命力，并使相關(guān)物理知識(shí)得到真正的理解與內(nèi)化.物理知識(shí)的學(xué)習(xí)中，若僅僅停留于教材上，沒(méi)有對(duì)相關(guān)物理知識(shí)進(jìn)行加工設(shè)計(jì)，呈現(xiàn)的知識(shí)就會(huì)顯得枯燥無(wú)味，無(wú)法將相關(guān)知識(shí)內(nèi)化為自身的知識(shí).因此，在物理學(xué)科的教學(xué)中，需注重情境化課堂的構(gòu)建，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)科學(xué)、合理的問(wèn)題情境，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行自由發(fā)揮與聯(lián)想，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)于相關(guān)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)欲與經(jīng)驗(yàn)，并使學(xué)生處于輕松、自發(fā)的狀況下學(xué)習(xí)與探究.經(jīng)過(guò)相關(guān)教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生自身的探究欲、求知欲一旦被調(diào)動(dòng)，其所產(chǎn)生的體驗(yàn)就會(huì)比較深刻，學(xué)生的學(xué)習(xí)也就更加有效.基于此，在物理復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師通過(guò)實(shí)際的生產(chǎn)生活創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的問(wèn)題情境，加以適度的引導(dǎo)，促使學(xué)生分析簡(jiǎn)化，將實(shí)際的情境轉(zhuǎn)化成非情境化的物理知識(shí)，從而提高學(xué)生情境識(shí)別能力，并使學(xué)生對(duì)相關(guān)物理知識(shí)具有更加形象且直觀(guān)的認(rèn)識(shí).

比如，例圖1(a)為某科技興趣小組制作的重力投石機(jī)示意圖.支架固定在水平地面上，輕桿AB可繞支架頂部水平軸OO′在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng).A端凹槽內(nèi)裝有一石子，B端固定一配重.某次打靶時(shí)，將桿沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)至與豎直方向成θ角后由靜止釋放，桿在配重重力作用下轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)石子被水平拋出.石子投向正前方豎直放置的靶，打到靶心上方的“6”環(huán)處，如圖1(b)所示.若要打中靶心的“10”環(huán)處，可能實(shí)現(xiàn)的途徑有( ).

A．增大石子的質(zhì)量，同時(shí)減小配重的質(zhì)量

B．減小投石機(jī)到靶的距離，同時(shí)增大θ角

C．增大投石機(jī)到靶的距離，同時(shí)減小θ角

D．減小投石機(jī)到靶的距離，同時(shí)增大配重的質(zhì)量

分析此題為2021年福建省高三適應(yīng)性考試的一個(gè)情境類(lèi)題目，在復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師可以先播放一段“自制

情境創(chuàng)設(shè)問(wèn)題問(wèn)題釋疑情境識(shí)別投石機(jī)投石1.桿對(duì)石子、配重做正功還是負(fù)功?石子、配重的機(jī)械能如何變化?桿對(duì)石子做正功,石子機(jī)械能增加;桿對(duì)配重做負(fù)功,配重機(jī)械能減少.系統(tǒng)機(jī)械能守恒2.石子在最高點(diǎn)時(shí),石子與配重的速度有何關(guān)系?石子、配重角速度相等,線(xiàn)速度與半徑成正比.圓周運(yùn)動(dòng)3.石子被水平拋出后在空中做什么運(yùn)動(dòng)?石子受到的空氣阻力可忽略,石子做平拋運(yùn)動(dòng).平拋運(yùn)動(dòng)

投石機(jī)，扔出驚人距離”的視頻，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，并創(chuàng)設(shè)以下問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)情境進(jìn)行識(shí)別.

通過(guò)創(chuàng)設(shè)表中3個(gè)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生分析簡(jiǎn)化投石機(jī)投石的情境，將投石情境轉(zhuǎn)化成三個(gè)物理知識(shí)：系統(tǒng)機(jī)械能守恒、圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)，從而提高學(xué)生情境識(shí)別能力.

二、設(shè)計(jì)問(wèn)題探究，提高學(xué)生情境建模能力

體驗(yàn)活動(dòng)通常更注重引導(dǎo)學(xué)生親自參與到活動(dòng)探究，開(kāi)展行動(dòng)體驗(yàn)，并獲取到直接體驗(yàn)以及直觀(guān)感受，這種直觀(guān)且直接的體驗(yàn)，則能使人對(duì)于體驗(yàn)對(duì)象形成深刻印象.對(duì)于高中物理而言，依據(jù)教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及具體需要，通常能夠把活動(dòng)體驗(yàn)分成實(shí)驗(yàn)與探究?jī)煞N活動(dòng)體驗(yàn).根據(jù)建構(gòu)主義，每個(gè)學(xué)生都和別人有著不同的經(jīng)驗(yàn)，只有在具體教學(xué)當(dāng)中，設(shè)計(jì)出與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)有關(guān)的活動(dòng)體驗(yàn)，才能夠真正的實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)，并使學(xué)生能夠通過(guò)自己的心智進(jìn)行感受與體驗(yàn)，通過(guò)親歷后，對(duì)知識(shí)進(jìn)行理解與建構(gòu)，這不僅能夠使物理知識(shí)滲透至學(xué)生自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)當(dāng)中，而且還能使學(xué)生自身的學(xué)習(xí)能力得到有效發(fā)展.在物理復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師通過(guò)情境設(shè)計(jì)問(wèn)題探究，促使學(xué)生通過(guò)實(shí)際的情境建立物理模型，從而提高學(xué)生情境建模能力.

例如，在上述例題中，假設(shè)石子質(zhì)量為m，圓周運(yùn)動(dòng)半徑為r1，配重質(zhì)量為M，圓周運(yùn)動(dòng)半徑為r2，可創(chuàng)設(shè)以下問(wèn)題進(jìn)行探究：

問(wèn)題探究建立模型 分析討論1.如何提高投石機(jī)投出石子的速度?配重與石子系統(tǒng)機(jī)械能守恒:(Mr2-mr1)g(1-cosθ)=12mv21+12Mv22配重與石子角速度相等:v1r1=v2r2得:v1=2g(r2-mMr1)(1-cosθ)mM+(r2r1)2討論:mM小,θ大,v1大2.如何提高投石機(jī)投石子的效率?投石效率:η=12mv21Mgr2(1-cosθ)×100%得:η=1-mMr1r21+Mm(r2r1)2×100%討論:r1r2越大,效率越高3.如何讓投出的石子從“6環(huán)”變?yōu)榇虻健?0”環(huán)?石子做平拋運(yùn)動(dòng):x=v1t y=12gt2得:y=12gx2v21討論:v1小,x越大,y越大

通過(guò)設(shè)計(jì)以上3個(gè)問(wèn)題探究，指導(dǎo)學(xué)生建立模型，進(jìn)行定量推理，體驗(yàn)推理過(guò)程，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析討論，從而提高學(xué)生情境建模能力.

三、加強(qiáng)問(wèn)題拓展，提高學(xué)生情境遷移能力

現(xiàn)代社會(huì)中，合作與交流通常是學(xué)生必備的品質(zhì).基于此，可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)題拓展，并通過(guò)小組討論交流的形式，創(chuàng)設(shè)學(xué)生彼此交流與合作的氛圍，促進(jìn)課堂氣氛的調(diào)節(jié)，并通過(guò)小組的形式，引導(dǎo)各小組實(shí)施自主情境遷移探究，并讓組內(nèi)成員實(shí)施合理分工，如部分學(xué)生負(fù)責(zé)記錄，部分學(xué)生負(fù)責(zé)分析推理、部分學(xué)生則負(fù)責(zé)結(jié)果分享等.該過(guò)程當(dāng)中，教師需做好相應(yīng)的引導(dǎo)以及啟發(fā)，以促使學(xué)生情境遷移能力得到提高，例如，在上述例題中，學(xué)生完成問(wèn)題探究活動(dòng)之后，教師可布置情境遷移的任務(wù)，學(xué)生分組完成拓展并交流.

拓展：如圖2(a)所示為古代戰(zhàn)爭(zhēng)中攻城拔寨的大型拋石機(jī).將其工作原理簡(jiǎn)化為圖2(b)所示，輕質(zhì)桿AB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng).B處固定一重物，A處的口袋中放入一個(gè)質(zhì)量為m的石塊，重物與石塊均看成質(zhì)點(diǎn).發(fā)射之前用外力使石塊靜止在地面上，此時(shí)AO與水平面的夾角為α，去掉外力后，當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)石塊被水平拋出，求：

(1)石塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力的功率如何變化？

(2)石塊水平拋出時(shí)的初速度為多大？

(3)石塊拋出后的水平位移與哪些因素有關(guān)？

通過(guò)問(wèn)題拓展交流，教師引導(dǎo)點(diǎn)撥，以此使學(xué)生實(shí)現(xiàn)物理模型的內(nèi)化，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)的升華，從而提高學(xué)生情境遷移能力.

綜上所述，新高考下，物理試題的復(fù)習(xí)教學(xué)中，學(xué)生獲取相關(guān)學(xué)習(xí)方法通常比掌握知識(shí)更加重要，只有這樣，學(xué)生才能學(xué)會(huì)應(yīng)用相關(guān)知識(shí)對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行解決，并通過(guò)探究實(shí)踐，將其形成的體驗(yàn)內(nèi)化為對(duì)相關(guān)概念以及規(guī)律的有效理解，從而實(shí)現(xiàn)高效復(fù)習(xí)，更好的應(yīng)對(duì)高考.