徐小林 朱建武

摘 要：本課例呈現(xiàn)了在高中物理習(xí)題講評(píng)課教學(xué)中教師應(yīng)如何做到聚力核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力。

關(guān)鍵詞：習(xí)題講評(píng)課；核心素養(yǎng)；關(guān)鍵能力

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2018）5-0012-4

物理學(xué)科核心素養(yǎng)，指學(xué)生通過(guò)物理教育形成的適應(yīng)個(gè)人終身學(xué)習(xí)和社會(huì)發(fā)展需要的基礎(chǔ)知識(shí)、關(guān)鍵能力和必備品格，包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等要素。而關(guān)鍵能力是核心素養(yǎng)的核心組成部分，包括認(rèn)知能力、合作能力和創(chuàng)新能力等。近幾年江蘇高考物理試題難度較低，對(duì)關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)的要求在提高，但考生的總體成績(jī)不理想。本文將介紹筆者“一道力學(xué)計(jì)算題”的講評(píng)課，講評(píng)課的教學(xué)目標(biāo)是“著力培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力”。

原題：如圖1所示，左端帶有擋板P的長(zhǎng)木板質(zhì)量為m，置于光滑水平面上，勁度系數(shù)很大的輕彈簧左端與P相連，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)右端在O點(diǎn)，木板上表面O點(diǎn)右側(cè)粗糙、左側(cè)光滑。若將木板固定，質(zhì)量也為m的小物塊以速度v0從距O點(diǎn)距離為L(zhǎng)的A點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)，與彈簧碰撞后反彈，向右最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)，OB的距離為3L，已知重力加速度為g。若解除對(duì)木板的固定，物塊仍然從A點(diǎn)以初速度v0向左運(yùn)動(dòng)，由于彈簧勁度系數(shù)很大，物塊與彈簧接觸時(shí)間很短可以忽略不計(jì)，物塊與彈簧碰撞后，木板與物塊交換速度。

（1）求物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ及彈簧的最大彈性勢(shì)能Ep；

（2）求木板未固定時(shí)物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到剛與彈簧接觸經(jīng)歷的時(shí)間t；

（3）求木板未固定時(shí)物塊最終離O點(diǎn)的距離x。

學(xué)情分析：學(xué)生對(duì)“板塊模型”“彈簧模型”的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題已經(jīng)有所認(rèn)識(shí)，并在先前自習(xí)課上解答了此題，批閱發(fā)現(xiàn)：第（1）問(wèn)有近半數(shù)的學(xué)生雖能解對(duì)，但方法過(guò)程較復(fù)雜；后面兩問(wèn)結(jié)果正確的僅二三人。前期教學(xué)中學(xué)生認(rèn)識(shí)了一些物理思想觀念和解題方法要領(lǐng)，對(duì)此要經(jīng)常喚醒，及時(shí)復(fù)習(xí)、強(qiáng)化和掌握。本課導(dǎo)入如下：

教師：分析解決力學(xué)問(wèn)題，有哪些常用的物理觀念和要求？

學(xué)生補(bǔ)充、完善：有力的觀念，要正確分析受力；有運(yùn)動(dòng)的觀念，要分析運(yùn)動(dòng)情況；有運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的觀念，要正確選用“平衡條件”或“牛頓第二定律”等規(guī)律；有能量的觀念，要分析做功和能量轉(zhuǎn)化，正確運(yùn)用某種“功能關(guān)系”或“能量守恒定律”。

教師：這也就是我們強(qiáng)調(diào)的哪“四析”能力？

學(xué)生：析力、析運(yùn)動(dòng)、析運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系、析功和能的關(guān)系。

教師：我們還常提倡一種關(guān)于解題的思想方法，即解題有哪“六個(gè)要領(lǐng)”？

學(xué)生：一要巧取研究“對(duì)象”；二要認(rèn)清物理“狀態(tài)”；三要探明物理“過(guò)程”；四要挖掘隱含“條件”；五要選準(zhǔn)物理“規(guī)律”；六要健全各種“聯(lián)系”。

教師：這也稱作“12字解題要領(lǐng)”，這里指哪“12字”？

學(xué)生：對(duì)象、狀態(tài)、過(guò)程、條件、規(guī)律、聯(lián)系。

教師：請(qǐng)同學(xué)們對(duì)照“四種觀念”和“六個(gè)要領(lǐng)”，反思一下自己的解答，錯(cuò)誤之處要糾正，方法不好要改進(jìn)。

課堂主體部分：激勵(lì)學(xué)生有不同的解題方法，選擇有代表性的“解答”并利用多媒體及時(shí)呈現(xiàn)、展示、對(duì)比和評(píng)析，努力達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

（1）木板固定時(shí)，對(duì)物塊從A 到B的過(guò)程，可以分階段逐步“析力、析運(yùn)動(dòng)、析運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”，AO、OB階段運(yùn)用“牛頓第二定律”（求加速度）和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，可以解得正確結(jié)果，但過(guò)程較復(fù)雜；而正確“析功和能的關(guān)系”，對(duì)物塊從A 到B的過(guò)程整體考慮就十分便捷。展示了一位學(xué)生的“最佳解答”，表?yè)P(yáng)了相同方法的幾位學(xué)生。

師生互動(dòng)、小結(jié)：分析功能關(guān)系，選用能量觀念，并且對(duì)研究過(guò)程整體考慮，這樣的解法常常是最佳的。

（2）教師啟發(fā)：所求“時(shí)間”是運(yùn)動(dòng)學(xué)物理量，那顯然要運(yùn)用“牛頓第二定律”和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式。展示一位學(xué)生的解答：物塊從A點(diǎn)向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，木板向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度分別為a1、a2，

教師：對(duì)所求時(shí)間得出的兩個(gè)結(jié)果，你的看法是什么？有何理由？

學(xué)生觀點(diǎn)之一：兩解都為正值，所以兩解都成立。

師生感慨、小結(jié)：堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，應(yīng)是我們“物理人”處理物理問(wèn)題的基本原則和必備品格。

（3）仍運(yùn)用“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的觀念。物塊與彈簧剛接觸時(shí)，

木板與物塊交換速度后，物塊向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，木板向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，物塊相對(duì)木板從O點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)，設(shè)歷時(shí)t到達(dá)共同速度v，此時(shí)“物塊最終離O點(diǎn)的距離為x”，此后一起（相對(duì)靜止）向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

但有一部分學(xué)生提出，可以運(yùn)用“能量觀念”，從而得到更便捷的解法2：對(duì)系統(tǒng)從開始狀態(tài)到“相對(duì)靜止”的全過(guò)程，由能量守恒定律有：

師生交流、小結(jié)：分析處理力學(xué)綜合題，只要靈活選用合適的物理觀念，又能把準(zhǔn)和執(zhí)行“六個(gè)要領(lǐng)”，特別要挖掘隱含條件、選準(zhǔn)物理規(guī)律、健全各種聯(lián)系，這就能使問(wèn)題迎刃而解。

為了強(qiáng)化教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，有效培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力，及時(shí)提出一些拓展性問(wèn)題，進(jìn)行適度的變式訓(xùn)練。

問(wèn)題之一：木板固定時(shí)，小物塊經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的速度多大？

展示學(xué)生的解法1：“小物塊經(jīng)過(guò)O點(diǎn)”有向左、向右兩種情況，速度大小相同，設(shè)為v1，運(yùn)用“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的觀念，

有學(xué)生提出解法3：解法1、2都依賴于先前求得的μ值，才能代入求v1。若用兩個(gè)等式相比消去含μ的一項(xiàng)，即可很快求得v1值。

問(wèn)題之二：木板固定時(shí)，求小物塊與木板相互摩擦的時(shí)間，什么思路最方便？為什么？

學(xué)生開展討論，確認(rèn)最佳解答是：設(shè)小物塊從A點(diǎn)到O點(diǎn)、從O點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1、t2。

如果用位移與時(shí)間的二次函數(shù)關(guān)系來(lái)求解，要解一元二次方程，并對(duì)“兩解”進(jìn)行討論、取舍，這就麻煩了。

問(wèn)題之三：原題的后兩問(wèn)，如何通過(guò)作出物塊和木板的v-t圖來(lái)分析求解？

此問(wèn)雖然課上沒(méi)來(lái)得及解決，但課后不少學(xué)生去自主學(xué)習(xí)和探究，得到了正確而巧妙的解答。其中一位學(xué)生的解答規(guī)范、簡(jiǎn)明，放大復(fù)印后張貼出來(lái)，供觀摩學(xué)習(xí)。

解析：（2）在如圖2所示的v-t圖中，

課后有學(xué)生提出質(zhì)疑：“物塊與彈簧碰撞后，木板與物塊交換速度”，這是為什么呢？教師一怔，雖然一言難盡，但對(duì)學(xué)生的批判精神應(yīng)表示肯定和贊賞。此時(shí)應(yīng)告訴學(xué)生：必須憑木板與物塊質(zhì)量相等，還得同時(shí)遵循能量守恒定律和另一個(gè)選修3-5中會(huì)學(xué)到的“守恒定律”，其中的奧妙你將來(lái)一定能搞明白的。

一節(jié)常見(jiàn)的習(xí)題講評(píng)常態(tài)課，力圖體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力，但定有不當(dāng)之處，懇請(qǐng)批評(píng)指正。

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