基于雙邏輯的情境導(dǎo)向?qū)ｎ}化高三物理教學(xué)的研究
——以“電磁感應(yīng)綜合復(fù)習(xí)”為例

居 津

（江蘇省蘇州實(shí)驗(yàn)中學(xué)，江蘇 蘇州 215011）

1 一次教研活動(dòng)引發(fā)的思考

2021年在昆山某重點(diǎn)中學(xué)承辦的高三備課組長(zhǎng)會(huì)議上，筆者有幸聽(tīng)了來(lái)自蘇州4個(gè)市（區(qū)）4位教師講的同題異構(gòu)“帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”展示課，作為各市（區(qū)）學(xué)校的備課組長(zhǎng)，他們每節(jié)課都充分展現(xiàn)出自己的教學(xué)理念、執(zhí)教能力、專業(yè)素養(yǎng)、教學(xué)特色和教學(xué)效果.在聽(tīng)完這4堂風(fēng)格各異的展示課后，激發(fā)了筆者對(duì)高三物理復(fù)習(xí)課教學(xué)的一些思考.

（1）高三物理復(fù)習(xí)課如何定位？［1］——復(fù)習(xí)課的方向問(wèn)題.

筆者發(fā)現(xiàn)新課改、新高考已經(jīng)對(duì)教學(xué)有了新的教學(xué)要求，但在高三物理復(fù)習(xí)課中，大部分教師的做法依舊是“題型+解題思路+訓(xùn)練”的教學(xué)模式，這種慣用的教學(xué)流程導(dǎo)致學(xué)生遇到全新的情境時(shí)常常不知所措.一線教師的教學(xué)觀念應(yīng)該跟隨新課改新高考的改革而改變，高三的復(fù)習(xí)課究竟應(yīng)該怎樣定位是每位老師首先需要解決的方向問(wèn)題.

（2）高三物理復(fù)習(xí)課有固定模式嗎？ 物理知識(shí)點(diǎn)和相關(guān)規(guī)律應(yīng)該怎樣復(fù)習(xí)？ 例題如何選擇，以什么形式呈現(xiàn)，要講到什么程度？ ——復(fù)習(xí)課的途徑問(wèn)題.

筆者發(fā)現(xiàn)高三復(fù)習(xí)課知識(shí)點(diǎn)或規(guī)律的呈現(xiàn)大致可以分為以下兩種：①回顧知識(shí)點(diǎn)——例題講解；②呈現(xiàn)例題——回顧知識(shí)點(diǎn)——鞏固訓(xùn)練.而對(duì)于例題的選擇，大部分教師會(huì)從歷年的高考題或模擬題目中“拿來(lái)主義”，例題講解的處理基本也是兩種方式：①呈現(xiàn)題目，學(xué)生思考回答（或板演），教師點(diǎn)評(píng)；②自說(shuō)自話，一講到底，就題論題.那么高三復(fù)習(xí)課上，知識(shí)點(diǎn)（規(guī)律）應(yīng)該怎樣復(fù)習(xí)，例題如何呈現(xiàn)是廣大教師需要思考的方式問(wèn)題.

（3）高三幾輪復(fù)習(xí)課后，學(xué)生學(xué)到了什么？ 學(xué)生能力提高與高考成績(jī)的相關(guān)度有多少？ ——復(fù)習(xí)課的效果問(wèn)題.

筆者深有體會(huì)的是在講完某個(gè)知識(shí)點(diǎn)后不少學(xué)生仍有概念不清，規(guī)律不用會(huì)的學(xué)習(xí)困難，怎樣才能達(dá)到更好的復(fù)習(xí)效果，讓絕大部分學(xué)生能有所得也是作為一線教師必須重視的教學(xué)效果問(wèn)題.

以上這些思考給一線教師帶來(lái)了一連串的問(wèn)題即教學(xué)過(guò)程中“我做了什么？ ——我這么做合理 嗎？ ——我 做 的 有 效 嗎？ ——我 還 能 怎 么做？”［2］基于上述問(wèn)題的思考，筆者提出了基于雙邏輯的問(wèn)題導(dǎo)向?qū)ｎ}化復(fù)習(xí)教學(xué)方式，希能拋磚引玉，與廣大同仁一起探討.

2 新高考背景下基于“雙邏輯的情境導(dǎo)向?qū)ｎ}化教學(xué)”的內(nèi)涵

2.1 “雙邏輯”的闡釋

高中物理新高考改革正如火如荼地進(jìn)行著，高三復(fù)習(xí)課的教學(xué)在新高考的指引下也要與時(shí)俱進(jìn)，適應(yīng)教學(xué)要求的變化，高三教學(xué)的“雙邏輯”從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，從學(xué)生的認(rèn)知需要出發(fā)，嘗試通過(guò)教學(xué)改革實(shí)踐，以找到最有效、最合適的教學(xué)方式.其內(nèi)涵包含“教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)”和“組織形態(tài)變革”兩個(gè)邏輯.

“教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)”邏輯指為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，將教學(xué)內(nèi)容打破教材編寫(xiě)順序，立足課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生情況，進(jìn)行呈現(xiàn)方式重構(gòu)的過(guò)程.這種重構(gòu)在高三復(fù)習(xí)尤其是二輪復(fù)習(xí)中尤為重要.新高考評(píng)價(jià)體系表明，現(xiàn)在的高考并不是知識(shí)點(diǎn)的識(shí)記，而更著重物理規(guī)律的應(yīng)用，即能力的考查.因此高三復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)立足于學(xué)情和考情，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生形成一個(gè)整體的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)框架，掌握同類問(wèn)題的解題思路和一般方法，以達(dá)到事半功倍的學(xué)習(xí)效果.教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)時(shí)要注意以下幾個(gè)原則即①目標(biāo)性——落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)重難點(diǎn)，明確教學(xué)目標(biāo)，有重構(gòu)的必要；②科學(xué)性——以高考評(píng)價(jià)體系為指導(dǎo)思想，基于學(xué)生認(rèn)知水平，科學(xué)的、有針對(duì)性地解決學(xué)生的學(xué)習(xí)困難；③系統(tǒng)性——重構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)合理，邏輯嚴(yán)密；④啟發(fā)性——對(duì)學(xué)生有啟示，能培養(yǎng)學(xué)生的能力，提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng).

“組織形態(tài)變革”邏輯指為適應(yīng)新高考要求，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)教師的問(wèn)題引導(dǎo)等方式，讓學(xué)生完成某個(gè)挑戰(zhàn)性任務(wù)或分析實(shí)際問(wèn)題從而達(dá)到教學(xué)目的的課堂教學(xué)方式創(chuàng)新邏輯.教學(xué)實(shí)施時(shí)可嘗試頭腦風(fēng)暴、討論合作、混合教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等與傳統(tǒng)高三復(fù)習(xí)“一言堂”的灌輸式教學(xué)方式不同的教學(xué)方法.組織形態(tài)變革的邏輯更關(guān)注課堂的“有效性”.這個(gè)“有效性”分為3個(gè)層次.第1層次是悅納：學(xué)生樂(lè)于接受學(xué)習(xí)物理，覺(jué)得物理學(xué)科是一門(mén)有用的科學(xué)，而不是難而無(wú)趣的學(xué)科，不反感，不痛苦.第2 層次是喚醒：在接受的基礎(chǔ)上，能有意識(shí)的主動(dòng)學(xué)習(xí)物理，不再處于被迫的被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài).第3 層次是超越：通過(guò)主動(dòng)學(xué)習(xí)，體會(huì)到學(xué)習(xí)物理的樂(lè)趣，覺(jué)得學(xué)有所用，有成就感、幸福感和滿足感，可以實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值.

2.2 情境導(dǎo)向?qū)ｎ}化教學(xué)的本因分析

專題教學(xué)是高三復(fù)習(xí)時(shí)常用的教學(xué)手段.是在結(jié)合本地資源的基礎(chǔ)上對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行處理，設(shè)立既相互聯(lián)系又相對(duì)獨(dú)立的模塊專題，教師在課堂教學(xué)中根據(jù)專題要求，選取最佳教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生去探究專題從而獲得集中而又深入的認(rèn)識(shí)的一種教學(xué)策略.［3］專題化教學(xué)體現(xiàn)了一種整體性教學(xué)規(guī)劃的思路，是“教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)”邏輯的直接表現(xiàn)，選取與知識(shí)點(diǎn)相匹配的情境，用最優(yōu)的教學(xué)方式引導(dǎo)學(xué)生探究學(xué)習(xí)是“組織形態(tài)變革”的具體體現(xiàn)，“情境導(dǎo)向?qū)ｎ}化教學(xué)”與新高考背景下的雙邏輯課堂改革要求不謀而合.

與傳統(tǒng)的高三二輪專題復(fù)習(xí)相比，情境導(dǎo)向?qū)ｎ}化教學(xué)更具有探究性、思維性、邏輯性和實(shí)踐性的特點(diǎn).選擇一些真實(shí)情境作為切入點(diǎn)，有針對(duì)性的以大專題套小專題的形式進(jìn)行復(fù)習(xí)，可以避免只是知識(shí)點(diǎn)的單純回憶，模擬題的淺層解析，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用，提升學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)學(xué)習(xí)遷移能力.當(dāng)下的課程標(biāo)準(zhǔn)和高考評(píng)價(jià)體系在深度上要求學(xué)生會(huì)將實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行建模，并分析解決；在廣度上要求各物理知識(shí)不孤立，形成系統(tǒng)，構(gòu)成整體；在寬度上要求學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究能力全面提升.基于雙邏輯的情境導(dǎo)向?qū)ｎ}化教學(xué)將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，把原本單獨(dú)學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合，使之相互關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生對(duì)高中所有物理知識(shí)有全局觀，能整體把握，形成物理觀念；同時(shí)將真實(shí)情境引入課堂，學(xué)生通過(guò)小組討論等合作探究方式，加以實(shí)驗(yàn)輔助，使得探究能力、建模能力、問(wèn)題解決能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等得以提高，同時(shí)培養(yǎng)了發(fā)散思維、創(chuàng)新思維等高階思維.由此可見(jiàn)，基于雙邏輯的情境導(dǎo)向?qū)ｎ}化教學(xué)與新課程標(biāo)準(zhǔn)、高考評(píng)價(jià)體系的要求深度契合，其教學(xué)實(shí)施具有一定的合理性和必要性.

以情境為導(dǎo)向重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容制定專題時(shí)要注意以下幾個(gè)方面：①真實(shí)情境的針對(duì)性——選取高考高頻熱點(diǎn)或難點(diǎn)，利用有針對(duì)性且學(xué)生較為熟悉的情境重點(diǎn)解決一類問(wèn)題，以幫助學(xué)生掌握重點(diǎn)，突破難點(diǎn)；②引領(lǐng)認(rèn)知的多維性——梳理各個(gè)知識(shí)間的聯(lián)系，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，形成對(duì)一類問(wèn)題更為系統(tǒng)、全面的認(rèn)識(shí)，學(xué)生遇到新的情境問(wèn)題的解決過(guò)程中能夠舉一反三、觸類旁通；③解決方法的明確性——滲透解決這類問(wèn)題的一般思想方法，構(gòu)建解決“指引圖”，防止“碎片化”復(fù)習(xí)和就題論題的重復(fù)勞動(dòng)；④多種思維的靈活性——物理情境千變?nèi)f化，在幫助學(xué)生提煉有明顯類型特征的基本問(wèn)題解題思路的基礎(chǔ)上，也要呈現(xiàn)一些沒(méi)有明顯類型特征的拓展問(wèn)題，打開(kāi)思維廣度，幫助學(xué)生克服思維的定式，增強(qiáng)思維的靈活性.

3 “電磁感應(yīng)綜合復(fù)習(xí)”的教學(xué)案例分析

電磁感應(yīng)是高中物理的重要章節(jié)，也是歷年高考的高頻考點(diǎn).電磁感應(yīng)的相關(guān)知識(shí)能與力學(xué)、能量等眾多方面相聯(lián)系，對(duì)該部分的知識(shí)，一般的專題復(fù)習(xí)是將其分為力與運(yùn)動(dòng)、能量動(dòng)量、圖像、電路4大專題.但學(xué)生復(fù)習(xí)完這4 個(gè)專題之后往往只停留在會(huì)解一些題的基礎(chǔ)上，至于為什么要這么解？ 電磁感應(yīng)解題的一般思路是什么？ 解決電磁感應(yīng)的關(guān)鍵核心問(wèn)題在哪里依舊云里霧里.針對(duì)以上教學(xué)現(xiàn)狀，筆者在進(jìn)行該部分教學(xué)時(shí)將電磁感應(yīng)分為以下幾個(gè)專題（如圖1）.

圖1 電磁感應(yīng)專題重構(gòu)

相比于一般的電磁感應(yīng)4大專題，本專題系統(tǒng)是按知識(shí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重構(gòu)，將電磁感應(yīng)的4大題型即力與運(yùn)動(dòng)問(wèn)題、能量與動(dòng)量問(wèn)題、電路問(wèn)題和圖像問(wèn)題貫穿于每個(gè)知識(shí)專題中，在每個(gè)專題中都有真實(shí)情境貫穿于整個(gè)專題，有時(shí)再加以實(shí)驗(yàn)輔助，幫助學(xué)生通過(guò)解決真實(shí)情境問(wèn)題，深刻理解知識(shí)并應(yīng)用規(guī)律.下面以線框平動(dòng)切割專題為例詳細(xì)說(shuō)明.

情境導(dǎo)入：展示電磁制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)及其在生活中的應(yīng)用（圖2），展示其原理種類，幫助學(xué)生建立模型（圖3）.

圖2 電磁制動(dòng)的生活應(yīng)用

圖3 電磁制動(dòng)原理兩種類型

設(shè)計(jì)意圖：將真實(shí)情境引入課題，給高三復(fù)習(xí)課增添一些色彩，讓學(xué)生覺(jué)得學(xué)有所用，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生建模能力和分析問(wèn)題的能力.

提出問(wèn)題：如圖4所示，緩沖列車水平通過(guò)線圈上方，線圈與磁場(chǎng)的作用使小車做減速運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)緩沖制動(dòng).某列車車底安裝的電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下；水平地面固定著閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R，ab邊 長(zhǎng) 為L(zhǎng)1，bc邊足夠長(zhǎng)，MN長(zhǎng)為L(zhǎng)2（L1＜L2），NP長(zhǎng) 為2L2，已知小車總質(zhì)量為m，受到地面的摩擦力為f，小車磁場(chǎng)剛抵達(dá)線圈時(shí)，速度大小為v0.

圖4

設(shè)計(jì)意圖：先將一種模型轉(zhuǎn)化為物理問(wèn)題進(jìn)行分析，為后面的情境變式和總結(jié)規(guī)律做準(zhǔn)備.

分析問(wèn)題：

問(wèn)1：列車剛越過(guò)ab時(shí)，ab兩端的電壓Uab是多少？

問(wèn)2：制動(dòng)過(guò)程中的最大加速度am是多少？

問(wèn)3：定性描繪制動(dòng)過(guò)程中可能的v t圖像.

問(wèn)4：若列車恰好全部進(jìn)入線框區(qū)域，求整個(gè)制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q是多少？

問(wèn)5：在第4問(wèn)的條件下，求出能安全制動(dòng)時(shí)列車行駛的最大速度v1（已知從剛抵達(dá)線圈到停止經(jīng)歷總時(shí)間為t）？

設(shè)計(jì)意圖：利用問(wèn)題串的形式將電磁感應(yīng)常見(jiàn)的4類問(wèn)題逐個(gè)討論，便于學(xué)生總結(jié)歸納此類問(wèn)題的一般方法.

問(wèn)題引申：

問(wèn)6：如果上述問(wèn)題中不是磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)而是線框運(yùn)動(dòng)，上述問(wèn)題如何求解？

設(shè)計(jì)意圖：利用模型變式，讓學(xué)生深度理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)中E=Blv各個(gè)物理量的含義，B指線框兩條切割邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度差，l指整個(gè)線框切割的有效長(zhǎng)度，v指磁場(chǎng)與金屬框的相對(duì)速度，對(duì)下節(jié)課即將要復(fù)習(xí)的雙棒問(wèn)題做鋪墊.

問(wèn)題拓展：

問(wèn)7：從上述分析可以看出，磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)或線框運(yùn)動(dòng)或磁場(chǎng)、線框一起運(yùn)動(dòng)處理方法都是類似的.如果運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)不是單一的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，而是由大小相同，方向不同的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)組合而成的（如圖5），上述問(wèn)題又如何求解？

圖5

設(shè)計(jì)意圖：變換模型條件，鞏固問(wèn)題1-5 得到一般處理方法.

問(wèn)8：如果磁場(chǎng)是由三相交流電激發(fā)產(chǎn)生的，即磁場(chǎng)按正弦規(guī)律變化（如圖6），上述問(wèn)題又如何求解？

圖6

設(shè)計(jì)意圖：增加問(wèn)題復(fù)雜程度，讓理想模型更接近真實(shí)情境，讓學(xué)生對(duì)更復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行求解，讓他們總結(jié)規(guī)律，并為下次課的交變電流的復(fù)習(xí)做鋪墊.

學(xué)以致用：

電磁制動(dòng)與電磁驅(qū)動(dòng)原理類似，展示我國(guó)研發(fā)的電磁炮，003型航母等軍事應(yīng)用（如圖7）.

圖7

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)以致用的同時(shí)，激發(fā)學(xué)生的家國(guó)情懷，為祖國(guó)的強(qiáng)大而自豪.

勇者游戲：

自制實(shí)驗(yàn)儀器，讓學(xué)生親身體驗(yàn)電磁制動(dòng)（如圖8）.

圖8 學(xué)生參與小游戲

設(shè)計(jì)意圖：利用小游戲，讓學(xué)生親身體驗(yàn)電磁制動(dòng)，引發(fā)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)原理，體驗(yàn)物理的奇妙所在.

課堂小結(jié)：

學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的知識(shí)、規(guī)律、方法和體會(huì)（如圖9）.

圖9 課堂小結(jié)

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生進(jìn)行課堂反思，有助于他們總結(jié)提升.

點(diǎn)評(píng)：本節(jié)課按重構(gòu)的知識(shí)專題深入討論了線框平動(dòng)切割磁感線問(wèn)題.以真實(shí)情境電磁制動(dòng)作為引入，并將電磁制動(dòng)作為邏輯主線貫穿整節(jié)課的始終，進(jìn)而建立模型，通過(guò)問(wèn)題串的方式將磁場(chǎng)動(dòng)線框不動(dòng)的模型做了全面的討論，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)了電磁感應(yīng)4大問(wèn)題，并進(jìn)一步將模型不斷變式，幫助學(xué)生深層次理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的含義，同時(shí)將雙棒切割，交流電暗含其中，便于學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)框架，形成物理觀念.在科學(xué)思維貫穿始終的同時(shí)以游戲結(jié)束本節(jié)課，目的在于提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，同時(shí)不忘培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.整節(jié)課的教學(xué)方式、知識(shí)呈現(xiàn)方式等與以往高三復(fù)習(xí)課截然不同，讓高三學(xué)生有了一個(gè)全新的體驗(yàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)熱情大大提高.

4 教學(xué)實(shí)踐的反思

從課堂教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，基于雙邏輯的情境導(dǎo)向?qū)ｎ}化教學(xué)效果顯著，不但提高了物理高三復(fù)習(xí)課的針對(duì)性和有效性，還大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)激情和積極性.與傳統(tǒng)高三復(fù)習(xí)課相比，打破以往的專題進(jìn)行內(nèi)容重構(gòu)，以情境導(dǎo)向的專題化教學(xué)更能引起師生的共鳴，更能體現(xiàn)物理學(xué)科的邏輯性、思維性和科學(xué)性，更能培養(yǎng)學(xué)生能力，達(dá)到提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo).不過(guò)，本教學(xué)探索只是就幾個(gè)重點(diǎn)章節(jié)進(jìn)行實(shí)踐，尚未針對(duì)高中所有復(fù)習(xí)課全面展開(kāi)；如何更科學(xué)的重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行專題劃分；什么樣的專題適合什么樣的教學(xué)樣態(tài)也還需要進(jìn)一步的探索和研究.