“主题化探究式”在初中物理复习教学的实践与反思

王健 夏兆省

摘 要：在分析当前初中物理复习教学存在的问题基础上，汲取当代教学理论的精髓，探索并设计出2种初中物理复习教学的新模式——“主题化探究式复习教学”“主题化递进探究式复习教学”.在实践中有效激发了学生学习的内驱力，培养了学生综合解决问题的能力，充分调动了学生课堂学习的活力，满足了不同层次学生的需求，激发了学生的学习热情， 提高了学生的物理素养.

关键词：初中物理; 主题化探究式;复习模式; 实践与反思

文章编号：1008-4134（2020）02-0031 中图分类号：G633.7 文献标识码：B

作者简介：王健（1982-），男，浙江杭州人，本科，中学一级教师，研究方向：初中科学教学;

夏兆省（1965-），男，浙江泰顺人，本科，中学高级教师，研究方向：初中科学教学.

1 问题的提出

初中物理復习教学是在有限的时间内，通过师生的双边活动，帮助学生巩固已学知识，形成合理的知识结构和方法.根据笔者的初中物理复习课堂听课观察，发现目前复习教学中存在以下问题.

1.1 复习教学囿于新授课的教学内容

教师按照教材的章节顺序，为学生“快进式”地再现曾新授课的教学内容，出现课堂节奏快、知识容量大的复习教学特点，形成课堂上只追求结果不注重复习的过程.这种“炒冷饭式”的复习教学， 影响学生对复习教学内容的新鲜感，低层次培养学生的思维能力.

1.2 分裂式两阶段的复习教学模式

第一阶段采用知识点记忆背诵、填空等方式进行梳理;第二阶段教师以“拿来主义”为主，通过例题示范、系列习题反复训练，这种教学思路割裂知识与能力的紧密联系，导致复习过程依靠“题海战术”提升复习效果，弱化了对学习内容的高阶认识与思维训练的实际效果.

基于以上两方面原因，下面笔者对“主题化探究式复习教学”进行实践探索.

2 “主题化探究式复习”的教学模式

所谓“主题化探究式复习”的教学模式，是针对初中物理复习教学过程，首先通过学生围绕某一主题知识的真实情境，然后将情境问题化（即设计成学生的探究任务），引导学生在自主探究任务的解决过程中建构物理知识和方法，形成一定的探究技能、物理思维方式，并进行主题知识的网络建构，从而提高初中物理复习教学的有效性.

在当代教学设计理论与模式指导下，可以形成两种常见的“主题化探究式复习”的教学模式.

2.1 主题化并列探究式复习教学模式

美国学者Barrows教授的PBL教学法，要求学生要把学习置于复杂的、有意义的问题情境中，开展学生小组合作实验探究活动，才能有效地提高学生发现问题、解决实际问题的能力，努力达成参与度大的优质初中物理复习教学[1].

主题化并列探究式的初中物理复习教学模式就是要求学生把学习置于某一主题知识的真实生活情境中，教师首先根据情境设计若干个物理复习问题是并列关系（如图1所示），从而形成几个并列关系的教学版块（或教学环节）.

案例1 探究“电动机”的奥秘

2.1.1 创设情境， 激发问题

教师利用学生发生的真实事件创设情境，吸引学生的注意力，激发他们复习物理知识的欲望.

小王同学在课堂上利用玩具电动机开展探究活动（如图2所示），把玩具电动机、小灯泡和电池串联起来.接通电路后，电动机便开始由慢到快转动起来.这时小王同学发现：随着电动机转速变快，灯泡则逐渐变暗了.

【设计意图】利用学生玩耍玩具电动机的情境， 针对其中的实验现象，能激发学生复习“探究电动机的奥秘”的有关物理知识的兴趣.

2.1.2 师生讨论，提出问题

教师根据真实的情境，通过师生讨论，提出若干个物理复习问题.

学生利用玩耍玩具电动机的情境， 针对实验现象设计如下几个电动机有关的物理复习问题：

问题1：用实验法解释电动机转动后小灯泡变暗？

问题2：用推理法解释电动机转动后小灯泡变暗？

【设计意图】教师引导学生利用玩耍玩具电动机的情境，利用不同的方法设计出一系列物理复习问题，使每个问题都围绕“探究电动机的奥秘”有关物理概念和规律的复习内容.

2.1.3 实验探究，解决问题

要根据设计物理复习问题，教师引导学生设计实

验电路图，学生根据电路图选择实验仪器进行自主、合作实验探究活动，同时引导学生对实验数据进行分析得出结论.

活动1 问题1：用实验法解释电动机转动后小灯泡变暗？

教师引导学生小组间相互讨论，设计出利用电流表、电压表测量小灯泡电功率的实验方案.设计实验方案如下：

实验器材：电源、电压表、电流表、小灯泡、电动机、开关以及若干导线.

实验步骤：

（1）设计实验电路图（如图3所示），根据电路图进行实物连接;

（2）闭合开关，按住电动机使它不转动，读出此时的电流表示数I1和电压表示数U1，同时观察灯泡亮暗;

（3）松手后，使电动机转动，读出此时的电流表示数I2和电压表示数U2，同时观察灯泡亮暗.

（4）分析并计算

教师引导学生利用测得的实验数据进行分析，利用电功率公式（P=UI）进行计算.

（5）实验结论

教师根据学生利用电功率公式（P=UI）计算情况，从而说明电动机转动后小灯泡的亮暗变化.

【设计意图】通过活动1，引导学生利用电流表、电压表设计测量小灯泡电功率的实验方案.在实验探究过程中复习了电流表与电压表的使用方法、电功率概念等物理知识，同时培养学生观察实验能力、利用实验数据进行问题分析能力.

活動2 问题2：用推理法解释电动机转动后小灯泡为什么会变暗？

教师引导学生通过小组间相互讨论，同时其他小组补充来完成利用能量转化和欧姆定律设计推理方案.设计推理方案如图4所示.

（1）推理设计

（2）推理分析（R为灯泡电阻，r为电动机线圈电阻见表2）

（3）推理结论

根据欧姆定律、纯电阻与非纯电阻的能量转化等物理知识，推导出电动机未转时电流大于转动时电流，再利用电功率公式（P=I2R）来计算，说明小灯泡在电动机转动时将会变暗.

【设计意图】通过活动2，教师引导学生利用能量转化与欧姆定律来推理电路电流变化.在推理过程中复习了欧姆定律、纯电阻和非纯电阻电路中的能量转化等物理知识，同时培养学生推理分析能力.

2.1.4 梳理问题，建构网络

本节课利用学生玩耍玩具电动机为复习教学情境，教师让学生利用电流表和电压表进行实验设计与操作，在实验探究过程中复习了电流表与电压表的使用方法、电功率等物理知识，在推理过程中复习了欧姆定律、纯电阻和非纯电阻电路中的能量转化等物理知识，从而使散落的复习物理知识进而连成线、学生自主建构物理知识网络，建立合理完整的物理知识结构（如图5所示）.同时培养学生观察实验能力、利用实验数据进行问题分析能力以及利用已有知识进行推理分析能力.

2.2 主题化递进探究式复习教学模式

美国著名教育技术理论家梅里尔的“五星教学原理”，强调教师只有引导学生聚焦真实的问题，并使他们循序渐进尝试解决由简单到复杂的问题时，才能促进有效学习，从而达成效率高的优质初中物理复习教学[2].

主题化递进探究式的初中物理复习教学模式就是聚焦生活情境中的真实问题，教师首先对生活情境中的真实问题进行分析，设计成若干个物理复习问题（即探究任务）是层层递进的关系（如图6所示），要求问题之间（或探究任务之间）环环相扣的教学版块（或教学环节）.

案例2 探究“蛟龙号”的秘密

2.2.1 创设情境， 激发问题

教师利用学生观看（如图7所示）“蛟龙号”的视频创设情境，能够吸引学生的注意力，激发学生复习物理知识的兴趣.

“蛟龙号”是世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器，也是我国首台自主设计、自主集成研制的载人潜水器.“蛟龙号”空载漂浮在水面，满载时匀速下沉，同一深度从太平洋驶向印度洋…….

【设计意图】通过观看“蛟龙号”的视频，引出利用“蛟龙号”复习浮力知识的内容，通过情景让学生了解国家的前沿科技发展水平，让学生知道物理对于科技的巨大作用，在科技中体现物理的伟大，在物理中彰显科技的进步，同时也增强民族自豪感.

2.2.2 师生讨论，提出问题

教师根据学生观看“蛟龙号”的视频聚焦真实的问题，通过师生讨论，提出若干个物理复习问题.

学生利用“蛟龙号”的视频情境， 设计如下“蛟龙号”空载漂浮、满载下沉、满载潜行有关的物理复习问题：

问题1：“蛟龙号”空载漂浮在水面时，所受浮力多大？（“蛟龙号”体积约为30米3，空载时质量约为22吨，最大荷载240千克，海水密度取为1.0×103kg/m3、g=10N/kg.）

问题2：“蛟龙号”空载漂浮在水面时，从太平洋驶向印度洋，问“蛟龙号”所受浮力如何变化？（印度洋的密度比太平洋的密度大）

问题3：“蛟龙号”某次满载匀速下沉时，“蛟龙号”所受浮力如何变化？

问题4：若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？

问题5：“蛟龙号”潜行从太平洋驶向印度洋，使它保持在同一深度不变，如果你是“蛟龙号”驾驶员，该如何操作？（印度洋的密度比太平洋的密度大）

【设计意图】教师引导学生利用“蛟龙号”的视频情境，设计出一系列物理复习“蛟龙号”空载漂浮、满载下沉、满载潜行的问题，使每个问题都围绕“探究蛟龙号的秘密”有关物理概念和规律的复习内容.

2.2.3 小组合作，解决问题

要根据学生设计有梯度的物理复习问题，能让不同层次的学生都参与讨论，简单的问题让学生自主解决;复杂的问题让学生通过小组合作等形式共同解决.

活动1： 哪些问题你是能自主解决的？

问题1、问题2：学生能唤醒原有的知识， 并运用之来解决， 见表3.

通过活动1：教师对问题1和问题2精心设计，体现知识点由易到难层层递进，教师引导学生能自主解决问题1和问题2，进一步理解物体漂浮条件.

活动2： 哪些问题通过小组合作讨论能解决的？

问题3、问题4、问题5通过学生小组合作讨论解决， 见表4.

通过活动2：教师对问题3、问题4以及问题5精心设计，体现知识点由易到难层层递进，教师引导学生通过小组合作形式共同解决问题3、问题4以及问题5，进一步理解阿基米德原理.

【设计意图】通过精心安排2个学生活动，通过5个问题设计的知识点由易到难，由简单到复杂，层层递进.问题1要求学生知道物体漂浮条件F浮=G物计算和问题2要求学生理解物体漂浮条件F浮=G物，难度都较低，作为基础题;问题3要求学生理解阿基米德原理，具有一定的难度，作为中档题;问题4、问题5要求学生理解阿基米德原理，并要求学生具有较强的问题分析能力，难度较大，作为提高题.

2.2.4 梳理问题，建构网络

本节课利用“蛟龙号”的视频为复习教学情境， 通过“蛟龙号”空载漂浮、满载下沉、满载潜行递进探究教学为主线，通过5个问题设计的知识点由易到难，由简单到复杂，层层递进，在精心安排2个学生活动中，学生解决问题能力要求也是层层递进，符合学生的学习认知规律，引导学生复习了物体漂浮条件规律、阿基米德原理等物理知识，培养学生解决生活中的实际问题能力.同时使散落的复习物理知识进而连成线、学生自主建构物理知识网络，建立合理完整的物理知识结构（如图8所示）.

3 “主題化探究式复习”的教学反思

主题化探究式复习以某一主题知识真实的教学情境为主线，避免了教师复习过程依靠“题海战术”提升复习效果，培养了学生学习的兴趣，培养了学生发现问题、分析解决实际问题以及自主建构知识能力，调动了学生课堂学习的活力，从而提升初中物理复习的有效性.

3.1 创设真实的问题情境，培养了学生学习的兴趣

创设真实的问题情境，调动学生复习物理知识的积极性，形成持久的学习物理兴趣.如案例1利用学生玩耍玩具电动机的复习教学情境，让学生体会到“初中物理是用来解决日常生产、生活中实际问题的学科”;案例2利用“蛟龙号”载人潜水器的复习教学情境，让学生了解国家的前沿科技发展水平，在科技中体现物理的伟大，在物理中彰显科技的进步，同时也增强民族自豪感，唤起学生复习物理知识的欲望， 从而培养学生学习的兴趣.

3.2 核心素养的教学目标，培养了学生解决问题的能力

以上两节复习课的教学设计都围绕问题情境为主线，教师不仅强化学生复习物理知识的理解（电功率概念、欧姆定律、纯电阻和非纯电阻电路中的能量转化、物体漂浮条件规律、阿基米德原理）和物理方法培养（观察实验现象、电流表与电压表的基本实验操作），还强化物理思维、实验探究的培养（设计小灯泡电功率的实验方案、利用能量转化和欧姆定律设计推理方案等），更注重学生的物理态度和责任的培养 （“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制的载人潜水器），从多种维度进行复习教学，有效培养了学生综合解决问题的能力，从而培养了学生的核心素养.

3.3 分层问题的深入探究，调动了学生课堂学习的活力

“主题化探究式复习”的教学模式是以主题中复习问题的设计具有一定的递进性，能让不同层次的学生都参与讨论，发挥了学生学习物理的主动性，增加学生学习物理的自信心.如案例2从“蛟龙号”空载漂浮→满载下沉→满载潜行的5个问题，问题1要求学生知道物体漂浮条件F浮=G物计算和问题2要求学生理解物体漂浮条件F浮=G物，难度都较低，作为基础题保障了学困生的参与;问题3要求学生理解阿基米德原理，具有一定的难度，作为中档题满足了中等程度学生的学习欲望;问题4、问题5要求学生理解阿基米德原理，并要求学生具有较强的分析问题能力，难度较大，作为提高题激发了学习基础优秀学生的挑战信心.

参考文献：

[1]周伟. 中学物理教学法与课堂技能研究[J]. 考试周刊， 2018（1）：169-169.

[2]R.M.加涅.教学设计原理[M].上海：华东师范大学出版社，2008.

[3]陈锋. 初中科学概念教学范式创新研究[J]. 教育评论， 2016（11）：135-139.

[4]赵莹， 薛猛， 石书英. 《中学物理教学法》自主学习平台的设计及评价[J]. 中国教育信息化， 2007（1X）：66-68.

[5]张娜. 新课标下初中物理教学中概念转变策略及应用的研究[D].延安：延边大学，2014.

（收稿日期：2019-10-23）