褚華

(蕪湖市第一中學(xué) 安徽 蕪湖 421000)

高考已經(jīng)走過(guò)40多年的歷程，“如何進(jìn)行高考復(fù)習(xí)”是年年必講的一個(gè)老話題，但隨著時(shí)代的發(fā)展與教育改革的不斷深入，老話題也要常講常新．

2016年10月11日，教育部考試中心主任姜鋼在《中國(guó)教育報(bào)》發(fā)表署名文章《探索構(gòu)建高考評(píng)價(jià)體系全方位推進(jìn)高考內(nèi)容改革》．對(duì)2017年高考《考試大綱》修訂和命題改革的重要性進(jìn)行了權(quán)威解讀，并對(duì)2017年乃至今后幾年高考的考查目標(biāo)、考查要求進(jìn)行了詳細(xì)闡釋，具體回答了高考“考什么”“怎么考”的問(wèn)題．概括起來(lái)就是“一體四層四翼”，這標(biāo)志著高考命題正式走向“立德樹人、服務(wù)選拔、導(dǎo)向教學(xué)”核心素養(yǎng)立意的時(shí)代．

針對(duì)今后的高考，如何高效地做好二輪物理復(fù)習(xí)，是每位教師都需深入思考的問(wèn)題．我們?cè)谶M(jìn)行市級(jí)重點(diǎn)課題“基于核心素養(yǎng)下的高中物理教學(xué)四個(gè)維度的實(shí)踐研究”中，做了一些有益的嘗試．現(xiàn)將我們的一些想法與實(shí)踐整理出來(lái)，供同行們參考．

1 高考物理二輪復(fù)習(xí)的地位

一輪復(fù)習(xí)是抓基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)的“面”，目標(biāo)側(cè)重于熟悉《高考大綱》所要求的內(nèi)容，掌握基本公式，處理基本物理模型等．二輪復(fù)習(xí)是抓能力，強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)的“網(wǎng)絡(luò)化”“系統(tǒng)化”，把所學(xué)知識(shí)連成線、鋪成面、織成網(wǎng)，梳理出知識(shí)結(jié)構(gòu)，目標(biāo)是在一輪復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生的思維水平上一個(gè)新的臺(tái)階．因此，承上啟下的二輪復(fù)習(xí)是學(xué)生綜合能力提高的關(guān)鍵期或爆發(fā)期．

同時(shí)，高考物理二輪復(fù)習(xí)是高中物理教學(xué)的一部分，決不是簡(jiǎn)單的練習(xí)堆砌．所以二輪復(fù)習(xí)必須順應(yīng)核心素養(yǎng)時(shí)代下的“立德樹人、服務(wù)選拔、導(dǎo)向教學(xué)”的指導(dǎo)思想，把培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)落實(shí)在教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)．

2 高效物理二輪復(fù)習(xí)的方法

高考試題非常注重對(duì)學(xué)生的能力考查，通過(guò)考査來(lái)鑒別考生思維的嚴(yán)密性、深刻性、靈活性及考生的邏輯推理能力、分析和解決物理問(wèn)題能力的高低[1]．

以專題形式呈現(xiàn)出來(lái)的二輪復(fù)習(xí)，對(duì)提高學(xué)生的綜合能力是比較有效的途徑．但專題如何設(shè)置，有一定的科學(xué)性．因?yàn)閷ｎ}的分類有多種形式，如果從大的范圍來(lái)講，有“知識(shí)性專題”“方法類專題”“實(shí)驗(yàn)類專題”等，如果細(xì)分，像“知識(shí)性專題”里又可以分為“力學(xué)專題”“電磁學(xué)專題”“近代物理專題”等，“力學(xué)專題”又可分為“靜力學(xué)專題”“運(yùn)動(dòng)學(xué)專題”“動(dòng)力學(xué)專題”等．顯然，專題分的太細(xì)，勢(shì)必內(nèi)容太多，又有重復(fù)之嫌．二輪復(fù)習(xí)必須講究實(shí)效，不能就問(wèn)題講問(wèn)題，而應(yīng)該通過(guò)典型的問(wèn)題，上升到科學(xué)的思維方法，給學(xué)生構(gòu)建一個(gè)更高的思維平臺(tái)，進(jìn)一步讓學(xué)生在接受物理教育過(guò)程中，逐步形成適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)需要的關(guān)鍵能力和必備品格，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)．

在上述思想指導(dǎo)下，二輪復(fù)習(xí)的專題一定要具有代表性、科學(xué)性、綜合性．對(duì)專題的設(shè)置與教學(xué)，我們認(rèn)為要能達(dá)到3個(gè)基本要求：一是提高學(xué)生的閱讀能力；二是固化物理模型的建模方法；三是完善數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用．

閱讀是解決物理問(wèn)題的開始，不會(huì)閱讀，就談不上去解決物理問(wèn)題．閱讀的目的是為了審題，所以閱讀又是審好題的前提，先閱讀后審題是解決物理問(wèn)題的基本程序．通過(guò)閱讀了解試題的大概物理情境，去掉不必要的文字信息，提取有效的和關(guān)鍵的文字信息．進(jìn)入審題階段，明確哪些是已知條件，哪些未知條件，明確所要求解的問(wèn)題，對(duì)試題中的關(guān)鍵詞語(yǔ)要學(xué)會(huì)“咬文嚼字”，挖掘隱含條件和排除干擾因素．

固化物理模型的建模是二輪復(fù)習(xí)的重中之重．著名物理學(xué)家薛定諤曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“解決物理問(wèn)題的過(guò)程，某種程度上就是建立一個(gè)物理模型的過(guò)程．”建模的過(guò)程實(shí)際上是高水準(zhǔn)的思維過(guò)程，這種思維過(guò)程的基本程序如圖1所示.

圖1 固化物理模型建立的基本程序

通過(guò)閱讀“文本”，知曉物理情境.“情境”就是要明確物理問(wèn)題的“對(duì)象”處在什么樣的物理環(huán)境中，如平面上、斜面上、圓周上、某一空間里(重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng))等.“模型”就是將情境化的物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為非情境化的物理問(wèn)題，這是一個(gè)高度抽象的物理過(guò)程，這一過(guò)程一定要認(rèn)清“對(duì)象”的運(yùn)動(dòng)形式，如直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)(包括類平拋運(yùn)動(dòng))、圓周運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、波動(dòng)、組合運(yùn)動(dòng)、一般曲線運(yùn)動(dòng)等，對(duì)于“多體”問(wèn)題，還要關(guān)注“多體”的聯(lián)系方式，如通過(guò)繩、桿、彈簧、場(chǎng)的約束，或多體的接觸制約等．“規(guī)律”就是動(dòng)力學(xué)規(guī)律、動(dòng)量規(guī)律、能量規(guī)律.“抉擇”就是根據(jù)文本的條件，應(yīng)該選擇哪種規(guī)律來(lái)解決問(wèn)題,或可能有多種方法，應(yīng)選擇相對(duì)較簡(jiǎn)便的方法.“運(yùn)算”就是寫出滿足題意的物理公式或定律或定理，以及可能存在的物理量之間的幾何約束或物理約束方程，約束方程有時(shí)是隱含的，是否可以找到約束方程往往又是解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在.“討論”就是對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，看是否有意義．在最后的兩個(gè)環(huán)節(jié)中，即“運(yùn)算”與“討論”中，可以進(jìn)一步完善學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力．

上述建模過(guò)程是一種規(guī)范又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S流程，在這個(gè)流程中，又有3個(gè)環(huán)節(jié)必須做到正確無(wú)誤，第一是明確研究對(duì)象，對(duì)象有兩種情況，單體或多體；第二是受力分析，即對(duì)選定的對(duì)象進(jìn)行受力分析；第三是運(yùn)動(dòng)形式的分析，即研究對(duì)象是直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)或其他運(yùn)動(dòng)形式．總之，模型的建構(gòu)過(guò)程，實(shí)際上是一種重要的科學(xué)思維，也是一種思維方法，其實(shí)質(zhì)就是將隱藏在復(fù)雜物理情境中的研究對(duì)象或過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化、抽象、類比、概括，從而揭示客觀事物的本質(zhì)與規(guī)律．這種科學(xué)的思維方法，在二輪復(fù)習(xí)過(guò)程中要時(shí)時(shí)滲透，讓學(xué)生從“知道”到“應(yīng)用”，再?gòu)摹皯?yīng)用”到“固化”，換言之，養(yǎng)成一種思維習(xí)慣，凝煉思維．

3 高效物理二輪復(fù)習(xí)的案例

勻變速直線運(yùn)動(dòng)是高中物理中最基本，也是最重要的一種運(yùn)動(dòng)形式，如果在二輪復(fù)習(xí)中，還是講解速度公式、位移公式或其他一些重要推論的應(yīng)用，顯然就重復(fù)了一輪復(fù)習(xí)．

我們選擇一個(gè)有回頭現(xiàn)象出現(xiàn)的直線運(yùn)動(dòng)，來(lái)深入復(fù)習(xí)有關(guān)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)，提高學(xué)生的思維水平．我們把這個(gè)專題的名字叫做《直線運(yùn)動(dòng)中的“折回”問(wèn)題研究》．并以2017年高考全國(guó)試題為重點(diǎn)案例，站在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的高度進(jìn)行分析與講解．

案例：真空中存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1的勻強(qiáng)電場(chǎng),一帶電油滴在該電場(chǎng)中豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度大小為v0,在油滴處于位置A時(shí),將電場(chǎng)強(qiáng)度的大小突然增大到某值,但保持其方向不變．持續(xù)一段時(shí)間t1后,又突然將電場(chǎng)反向，但保持其大小不變；再持續(xù)同樣一段時(shí)間后，油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)．重力加速度大小為g．求：

(1)油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度.

(2)增大后的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小．為保證后來(lái)的電場(chǎng)強(qiáng)度比原來(lái)的大，試給出相應(yīng)的t1和v0應(yīng)滿足的條件．已知不存在電場(chǎng)時(shí),油滴以初速度v0做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最大高度恰好等于B與A兩點(diǎn)間距離的2倍.

分析：通過(guò)閱讀試題，明確對(duì)象，這是一個(gè)單體問(wèn)題(就是一個(gè)油滴)，情境化物理問(wèn)題就是一個(gè)油滴在重力場(chǎng)與電場(chǎng)組成的復(fù)合場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化為非情境化物理問(wèn)題，就是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同恒力作用下的直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題(建立運(yùn)動(dòng)模型)．受力分析，油滴共受兩個(gè)力，其中重力是恒力，電場(chǎng)力分為3個(gè)階段，第一階段與重力平衡，第二階段大于重力，方向不變，油滴受合力向上，第三階段，電場(chǎng)力反向大小不變，油滴受合力向下；運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，第一階段勻速直線運(yùn)動(dòng)，第二階段，勻加速直線運(yùn)動(dòng)，第三階段先向上勻減速直線運(yùn)動(dòng)，再折回做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)時(shí)間與第二階段相同．

解析：(1)在t=0時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度突然從E1增加至E2時(shí),油滴做豎直向上的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度方向向上,大小a1滿足

qE2-mg=ma1

(1)

油滴在時(shí)刻t1的速度為

v1=v0+a1t1

(2)

電場(chǎng)強(qiáng)度在時(shí)刻t1突然反向,油滴做勻變速直線運(yùn)動(dòng),加速度方向向下,大小a2滿足

qE2+mg=ma2

(3)

油滴在時(shí)刻2t1的速度(即B點(diǎn)的速度)為

v2=v1-a2t1

(4)

由式(1)～(4)得

v2=v0-2gt1

(5)

注：也可以應(yīng)用動(dòng)量定理來(lái)求解回到B點(diǎn)時(shí)的速度．以向上的方向?yàn)檎较?，?t1的時(shí)間里，電場(chǎng)力沖量為零，僅有重力的沖量，即

-mg×2t1=mv2-mv0

也可得到油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度

v2=v0-2gt1

(2)2t1時(shí)間后，油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，B點(diǎn)可能在A點(diǎn)上方，也可能在A點(diǎn)下方．應(yīng)滿足

x1+x2=±h

(6)

其中h是不存在電場(chǎng)時(shí),油滴以初速度v0做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最大高度．

兩種情況可用圖2和圖3來(lái)表示．由題意,在t=0時(shí)刻前有

qE1=mg

(7)

圖2 B點(diǎn)在A點(diǎn)之上的情況

圖3 B點(diǎn)在A點(diǎn)之下的情況

油滴從t=0到t1時(shí)刻的位移為x1，即

(8)

油滴在從時(shí)刻t1到時(shí)刻2t1的時(shí)間間隔內(nèi)的位移為x2，即

(9)

由題給條件(下式中h是B，A兩點(diǎn)之間的距離)

(10)

若B點(diǎn)在A點(diǎn)之上,如圖2所示，依題意有

x1+x2=h

即

把式(2)、(4)中的速度v1和v2以及式(10)中的h代入后解得

再把式(1)、(3)中的a1和a2代入，并應(yīng)用式(7)后，化簡(jiǎn)得

為使E2>E1,應(yīng)有

即

或

若B點(diǎn)在A點(diǎn)之下,如圖3所示，依題意有

x1+x2=-h

同理可得

為使E2>E1,應(yīng)有

即

另一解為負(fù),不符合題意,已舍去．

總之，像這類多過(guò)程的直線折回運(yùn)動(dòng)模型，關(guān)鍵抓住兩個(gè)制約關(guān)系：一個(gè)是時(shí)間的制約關(guān)系(注：兩個(gè)階段的時(shí)間可以不相等，但必須知道它們的關(guān)系)；二是位移的制約關(guān)系．從這兩個(gè)關(guān)系出發(fā)，結(jié)合物理規(guī)律列出方程求解即可．其實(shí)，在直線運(yùn)動(dòng)中的“追及問(wèn)題”或“相遇問(wèn)題”，我們把情境化的物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為非情境的物理問(wèn)題后，就是質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)，其本質(zhì)都是要處理好“時(shí)間制約關(guān)系”“位移制約關(guān)系”，當(dāng)然在“追及問(wèn)題”或“相遇問(wèn)題”中，還必須利用“等速”這一重要臨界條件．

我們可以用圖4所示的方框圖，來(lái)直觀地表示這一教學(xué)流程中所展現(xiàn)的物理核心素養(yǎng)的落實(shí)過(guò)程．

圖4 物理核心素養(yǎng)的落實(shí)過(guò)程

方框圖告訴我們，物理核心素養(yǎng)的4個(gè)方面是相互聯(lián)系的，其中物理觀念代表知識(shí)的內(nèi)化，是其他核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)；科學(xué)思維和科學(xué)探究是關(guān)鍵能力；科學(xué)態(tài)度和責(zé)任是必備品格．4個(gè)方面相互依賴，共同發(fā)展[2]．物理觀念的形成過(guò)程是學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)思維和科學(xué)探究的過(guò)程，同時(shí)伴隨著對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)不斷深化的過(guò)程和科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任感的發(fā)展過(guò)程．