鄧艾 黃子恒

摘? ?要：高三復(fù)習(xí)備考是高中物理教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有效的復(fù)習(xí)備考能促進(jìn)學(xué)生物理觀念的有機(jī)生成，科學(xué)的復(fù)習(xí)備考能極大地提升學(xué)生的思維能力，構(gòu)建完整的物理圖景。文章結(jié)合新高考理念和復(fù)習(xí)備考的實(shí)踐體會(huì)，結(jié)合實(shí)例從概念教學(xué)、物理定理與定律教學(xué)、物理規(guī)律的應(yīng)用教學(xué)、情境化教學(xué)四個(gè)方面闡述整合不同模塊內(nèi)容復(fù)習(xí)的必要性，最終給出復(fù)習(xí)備考建議。

關(guān)鍵詞：大單元教學(xué);復(fù)習(xí)備考;物理觀念;物理規(guī)律

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2022）3-0013-4

當(dāng)前高中物理教材主要從力、電、磁、熱、光等幾個(gè)知識(shí)模塊編排，通過(guò)力、運(yùn)動(dòng)、能量與動(dòng)量搭建高中物理知識(shí)主體框架。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，教師以課時(shí)為單元，遵從課本內(nèi)容編排有序推進(jìn)，進(jìn)行碎片化知識(shí)和技能的傳授?；诤诵乃仞B(yǎng)實(shí)施大單元教學(xué)是當(dāng)前教學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)。大單元教學(xué)打破傳統(tǒng)課時(shí)的束縛，以單元為模塊進(jìn)行知識(shí)的重組，倡導(dǎo)關(guān)注知識(shí)點(diǎn)背后承載的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。在高三復(fù)習(xí)課教學(xué)中，教師同樣可以將不同模塊的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，對(duì)分析處理問(wèn)題的思維方法進(jìn)行歸納整理，有效推動(dòng)物理知識(shí)體系化，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力與創(chuàng)新思維能力。整合不同章節(jié)的內(nèi)容，借鑒大單元教學(xué)理念，將其融入高三復(fù)習(xí)備考課程中，同樣也值得嘗試與探索。

1? ? 剖析物理概念的實(shí)際意義，強(qiáng)化物理觀念

物理是一門(mén)與實(shí)際生活關(guān)聯(lián)很強(qiáng)的學(xué)科。高三物理課堂教學(xué)，教師不能只是簡(jiǎn)單回顧物理概念和物理現(xiàn)象。在概念教學(xué)時(shí)，側(cè)重于與實(shí)際生活情境的關(guān)聯(lián)，強(qiáng)調(diào)從科學(xué)描述的角度引入概念的物理意義。以復(fù)習(xí)平拋運(yùn)動(dòng)為例，學(xué)生對(duì)速度偏轉(zhuǎn)角與位移偏轉(zhuǎn)角的理解很抽象，應(yīng)用時(shí)也經(jīng)常出錯(cuò)。教師在講解時(shí)可以提出以下問(wèn)題來(lái)幫助學(xué)生理解：

問(wèn)題1：平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線，曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻變化，那么如何進(jìn)一步引入物理量來(lái)描述速度方向變化的多少？

問(wèn)題2：速度偏轉(zhuǎn)角應(yīng)如何量化定義？

問(wèn)題3：速度偏轉(zhuǎn)角應(yīng)用于具有豎直初始速度的類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，其差異性體現(xiàn)在哪里？

問(wèn)題4：若物體做圓周運(yùn)動(dòng)，引入速度偏轉(zhuǎn)角又可以得出怎樣的結(jié)論？

問(wèn)題5：在光的折射現(xiàn)象中，如何理解光線的偏轉(zhuǎn)角？

物理概念反映物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的本質(zhì)屬性，是物理事實(shí)的抽象與概括，是物理學(xué)的基礎(chǔ)。物理概念的形成伴隨著科學(xué)思想與方法，是發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要過(guò)程。物理概念是學(xué)生形成物理觀念的重要基礎(chǔ)[1]。教師在進(jìn)行概念教學(xué)時(shí)，切忌直接給出相關(guān)的定義及表達(dá)式，應(yīng)結(jié)合科學(xué)研究的必要性和實(shí)際教學(xué)特點(diǎn)，遵從學(xué)生思維發(fā)展順序，通過(guò)層層設(shè)問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生從生活化的物理現(xiàn)象感性認(rèn)識(shí)逐步向物理學(xué)科描述的科學(xué)化視野的理性認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)化。在充分理解物理概念引入的實(shí)際意義基礎(chǔ)上，對(duì)該概念的內(nèi)涵與外延進(jìn)行解讀與拓展，對(duì)與概念對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行相關(guān)的推理與分析。作為高三復(fù)習(xí)課，教師可以串聯(lián)不同運(yùn)動(dòng)情境，啟發(fā)學(xué)生深化對(duì)同一物理概念的認(rèn)識(shí)，形成概念在不同情境中的深層次理解與應(yīng)用。

針對(duì)物理學(xué)科中諸多不同概念，我們可以在概念引出的具體方式中滲透學(xué)科思想。高中階段很多概念是通過(guò)比值法定義得出，比如速度、加速度、功率、電容、電源電動(dòng)勢(shì)等;也可以通過(guò)橫向比較概念的關(guān)聯(lián)性，比如功和沖量反映力在空間積累與時(shí)間積累上不同的作用效果，重力勢(shì)能和電勢(shì)能反映重力場(chǎng)與電場(chǎng)中場(chǎng)的能量屬性，電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度反映電場(chǎng)和磁場(chǎng)的力的屬性;也可以追溯概念得出的物理學(xué)史，比如紫外災(zāi)難、泊松亮斑、電磁感應(yīng)現(xiàn)象等。這些概念的生成反映科學(xué)研究的基本方法，反映科學(xué)研究的必要性，反映科學(xué)發(fā)展經(jīng)歷的必然過(guò)程。

2? ? 辨析不同情境下物理規(guī)律的應(yīng)用，筑牢物理基礎(chǔ)

高中物理基本以牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典物理學(xué)理論為核心，以牛頓運(yùn)動(dòng)三大定律搭建研究力與勻變速運(yùn)動(dòng)、力與圓周運(yùn)動(dòng)等典型運(yùn)動(dòng)間動(dòng)力學(xué)關(guān)系的橋梁。復(fù)習(xí)這些章節(jié)能深化學(xué)生的相互作用觀與運(yùn)動(dòng)觀，構(gòu)建正確的物理模型。以動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律架起物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系的分析與計(jì)算，筑牢學(xué)生的能量觀和科學(xué)推理能力。面對(duì)諸多物理公式、物理定理與定律時(shí)，很多學(xué)生會(huì)遺忘、混淆。教師在復(fù)習(xí)時(shí)，一定要對(duì)定理、定律的來(lái)龍去脈進(jìn)行合理推理，對(duì)適用條件進(jìn)行重點(diǎn)說(shuō)明。以復(fù)習(xí)動(dòng)量定理為例，可以創(chuàng)設(shè)以下幾個(gè)問(wèn)題：

問(wèn)題1：沖量的計(jì)算式？

問(wèn)題2：若力隨時(shí)間均勻變化，沖量如何計(jì)算？

問(wèn)題3：若力與速度大小成正比，如空氣阻力，則沖量的物理意義如何理解？

問(wèn)題4：計(jì)算安培力的沖量，其物理意義又有什么不同？

物理定理與定律是對(duì)物理過(guò)程與情境的高度概括與提煉。課本上進(jìn)行推理時(shí)往往是由某個(gè)簡(jiǎn)單的特殊過(guò)程推廣至一般的實(shí)際過(guò)程，具有一定的普適性。但是，學(xué)生在具體應(yīng)用物理定理或定律解題時(shí)，需要根據(jù)特定的情境進(jìn)行科學(xué)推理與論證，需要適度的變通。因此，對(duì)物理定理與定律復(fù)習(xí)時(shí)，不要急于讓學(xué)生埋頭刷題，機(jī)械應(yīng)用物理定理與定律。要通過(guò)一定量的習(xí)題訓(xùn)練，結(jié)合不同類(lèi)型題目的歸納整理，抽絲剝繭，去偽存真，形成對(duì)一類(lèi)問(wèn)題的最本質(zhì)的科學(xué)認(rèn)識(shí)。下面以某市物理試卷中一道選擇題為例，以兩個(gè)學(xué)生不同的解題過(guò)程闡述應(yīng)用物理規(guī)律解題時(shí)應(yīng)注意其適用條件，避免隨意性。

教師分析：上述兩種方法都具有代表性。雖然選取不同的物理規(guī)律能得出相同的答案，但是都存在物理規(guī)律運(yùn)用不恰當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤。學(xué)生1以平均力作為變力做功的計(jì)算思維方法只適用于變力的大小隨物體運(yùn)動(dòng)位移均勻變化的情況。本題中阻力隨速度均勻變化，顯然不符合隨位移均勻變化的特點(diǎn)。學(xué)生2與學(xué)生1存在類(lèi)似錯(cuò)誤，利用公式計(jì)算阻力做功W=Pt，僅適用于功率P不隨時(shí)間變化的情況。

物理規(guī)律的應(yīng)用具有各自不同的適用條件，在一定條件下可以從不同路徑出發(fā)得出相同的結(jié)論。比如，恒力作用下物體的運(yùn)動(dòng)，既可以運(yùn)用牛頓第二定律計(jì)算速度，也可以運(yùn)用動(dòng)能定理求解。但是，在變力作用下物體的運(yùn)動(dòng)，我們往往利用動(dòng)能定理規(guī)避變力做功的直接計(jì)算，轉(zhuǎn)化為恒力做功的分析;求解變力作用下物體速度變化，我們往往利用動(dòng)量定理規(guī)避運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度的瞬息變化，轉(zhuǎn)化為初末時(shí)刻動(dòng)量變化的計(jì)算。在不同問(wèn)題情境下，如何選擇合適的物理規(guī)律進(jìn)行解題，這涉及科學(xué)思維與科學(xué)方法的應(yīng)用。下面就上述例1給出幾種正確分析過(guò)程：

方法1：利用動(dòng)量定理。利用微元法思想將紅血球下落過(guò)程無(wú)限分割，則每小段時(shí)間內(nèi)速度變化很小，做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)第1段Δt時(shí)間內(nèi)平均速度為v1，第2段Δt時(shí)間內(nèi)平均速度為v2……第n段Δt時(shí)間內(nèi)平均速度為vn，每一段時(shí)間內(nèi)滿足：-kv1Δt=m（v1-v0）， -kv2Δt=m（v2-v1），…

方法1從知識(shí)解決的角度出發(fā)，遵從科學(xué)推理的原則，詳細(xì)展示變力作用下規(guī)律的應(yīng)用過(guò)程。方法2從思維方法的角度出發(fā)，遵從科學(xué)猜想的原則，合理運(yùn)用特殊值法解決問(wèn)題。方法3從能力提升的角度出發(fā)，利用微積分思想科學(xué)論證速度隨時(shí)間變化的函數(shù)，正面回應(yīng)紅血球下落過(guò)程是否為單擺模型。以上三種方法滿足不同層次學(xué)生思維發(fā)展的需求，培養(yǎng)學(xué)生利用不同方法探索物理問(wèn)題的興趣，搭建學(xué)生自我發(fā)展的階梯。

3? ? 科學(xué)論證物理模型，提升關(guān)鍵能力

高中學(xué)習(xí)中存在很多物理模型，模型建構(gòu)能力是關(guān)鍵能力之一。很多物理問(wèn)題來(lái)源于生活，但受限于高中物理知識(shí)的深度與廣度，書(shū)本上探討的物理問(wèn)題與實(shí)際問(wèn)題有所差異。教師要培養(yǎng)學(xué)生從生活化的實(shí)際模型中抽象出理想化的物理模型的意識(shí)和能力。物理建模過(guò)程是讓學(xué)生針對(duì)具體的問(wèn)題，聯(lián)想生活現(xiàn)象中與此關(guān)聯(lián)的某一畫(huà)面、某一過(guò)程、某一情境，找出解決問(wèn)題的主要因素，忽略次要因素，在頭腦中建構(gòu)一個(gè)簡(jiǎn)化的模型[2]。學(xué)生要具備發(fā)現(xiàn)實(shí)際情境與物理模型相似性的分析能力，同時(shí)又要具備敏銳捕捉實(shí)際情境與理想化物理模型存在差異性的能力。

以分析牽連物體的速度關(guān)聯(lián)問(wèn)題為例，很多老師基本直接告訴學(xué)生一個(gè)結(jié)論：將物體的速度分解為沿繩方向與垂直于繩方向。但是，對(duì)于為什么遵從這樣的分解規(guī)律并未給出太多的解釋。如圖1所示，小車(chē)在水平面內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng)，分析物塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。教師可以從以下幾個(gè)方向說(shuō)明。

速度分解的實(shí)際意義：沿繩方向的速度使繩的長(zhǎng)度在空間中分布的位置關(guān)系發(fā)生變化;以圓周運(yùn)動(dòng)為模型進(jìn)行理解（圖2），垂直于繩方向的速度使得繩子的方向發(fā)生變化。

速度關(guān)聯(lián)問(wèn)題的定性推理：根據(jù)上述速度分解的思路，我們將小車(chē)的運(yùn)動(dòng)等效為以滑輪上的O點(diǎn)為圓心，以繩長(zhǎng)為半徑的圓周運(yùn)動(dòng)。小車(chē)沿水平面向右勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，A1A2=A2A3，繩子收縮的長(zhǎng)度A1B1>B1B2，因此得出結(jié)論：物塊做減速運(yùn)動(dòng)。

教學(xué)啟示1：牽連體速度分解蘊(yùn)含幾何關(guān)系的深度挖掘。高中物理問(wèn)題的研究與數(shù)學(xué)學(xué)科關(guān)系十分密切，創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題情境很多基于特定的幾何圖形展開(kāi)討論，比如圓（弧形軌道）、三角形（斜面體）、長(zhǎng)方形（板塊模型）、圓柱體（流體運(yùn)動(dòng)）等。基于特定的軌跡方程對(duì)研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探討，如直線、拋物線、圓、橢圓、圓錐等。物理問(wèn)題的討論往往涉及數(shù)學(xué)問(wèn)題中解方程思想、微積分思想、直線方程以及各種圓錐曲線方程、函數(shù)最值問(wèn)題探討、正余弦定理、矢量合成與分解等。通過(guò)調(diào)用不同學(xué)科知識(shí)與能力解決問(wèn)題來(lái)考查學(xué)生的綜合能力是當(dāng)前新課改試題命制特點(diǎn)之一。教師在復(fù)習(xí)備考階段要引導(dǎo)學(xué)生打破學(xué)科壁壘，充分利用不同學(xué)科的知識(shí)和能力解決物理問(wèn)題。

教學(xué)啟示2：上述機(jī)械運(yùn)動(dòng)中繩桿牽連物體速度關(guān)聯(lián)問(wèn)題的分析思路與高中物理其他章節(jié)內(nèi)容存在諸多聯(lián)系。以光的干涉現(xiàn)象為例，在推導(dǎo)干涉亮條紋的位置時(shí)也有所涉及，如圖5所示，光程差為：PS2-PS1=dsinθ=d，與上述速度關(guān)聯(lián)的定量推理類(lèi)似，只是此處利用到小角度的近似計(jì)算。

此外，將本例中小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)引起物塊的減速運(yùn)動(dòng)推廣至多普勒現(xiàn)象中亦有相通之處。波源與觀察者之間由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起觀察者接收頻率變高，實(shí)際是因?yàn)榻邮照咴谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)接收到波峰的次數(shù)變多。

我們從繩牽連物體的運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系出發(fā)，從定性分析到兩種定量推理，并將用幾何關(guān)系分析速度分解的思維方法遷移至光的干涉問(wèn)題。由此可見(jiàn)，物理學(xué)不同內(nèi)容在研究思想方法上存在的相似性?？此剖且粋€(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題，能通過(guò)不同方式分析得出相同的結(jié)論，滿足不同層次學(xué)生的思維發(fā)展需求，深化學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解與應(yīng)用，拓展學(xué)生的思維視野，提高解決問(wèn)題的能力。

4? ? 充分運(yùn)用情境教學(xué)，提升核心素養(yǎng)

在當(dāng)前情境化試題趨勢(shì)下，試題以貼近時(shí)代、貼近社會(huì)、貼近生活實(shí)踐或?qū)W習(xí)探索問(wèn)題情境為載體，考查學(xué)生在真實(shí)問(wèn)題情境下解決問(wèn)題的能力。命題理念由“知識(shí)立意、能力立意”向“價(jià)值引領(lǐng)、素養(yǎng)導(dǎo)向、能力為重、知識(shí)為基”轉(zhuǎn)變。教師在課堂教學(xué)過(guò)程中，切忌習(xí)題化教學(xué)和就題論題，要尋找具體問(wèn)題與真實(shí)情境之間的關(guān)聯(lián)性，以真實(shí)情境為導(dǎo)向的教學(xué)能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

以復(fù)習(xí)牛頓萬(wàn)有引力為例，牛頓當(dāng)時(shí)提出萬(wàn)有引力定律，但是并沒(méi)有測(cè)出引力常量G的具體值，如何證明其理論的正確性呢？教師可以帶領(lǐng)學(xué)生解讀當(dāng)時(shí)牛頓進(jìn)行月-地檢驗(yàn)的具體過(guò)程，以現(xiàn)有的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行定量計(jì)算，科學(xué)論證萬(wàn)有引力定律的正確性。追尋科學(xué)家科學(xué)研究的足跡，體會(huì)科學(xué)家分析處理問(wèn)題的思路，提升學(xué)生的模型建構(gòu)能力和科學(xué)思維能力。

在高三復(fù)習(xí)課教學(xué)備課中，教師應(yīng)認(rèn)真研讀新高考評(píng)價(jià)體系相關(guān)政策文件，領(lǐng)悟教育改革的頂層設(shè)計(jì)。此外，還應(yīng)關(guān)注新高考下各地高考試題，總結(jié)情境化試題的特點(diǎn)。在教學(xué)中充分挖掘情境化素材資源，利用試題、實(shí)驗(yàn)等手段恰如其分地創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題情境，提高學(xué)生核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴金平.對(duì)物理概念教學(xué)的再思考[J].物理教師，2021，42（07）：36-39.

[2]張永剛，朱巧萍.高中生物理建模意識(shí)和能力的培養(yǎng)策略研究[J].物理教師，2021，42（06）：2-4，9.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）