构建实施整体探究复习模式 培养学生物理核心素养*

黄国龙

(宁波市镇海中学 浙江 宁波 315200)

1 整体探究复习模式构建

如图1所示，认知心理学的同化理论为，学生认知结构中概括水平较高的上位观念(原有观念A，B，C,…)通过与新的系列化具体下位问题情境发生相互作用不断分化，进行有意义的同化与顺应，发生有意义的变化，变为更加稳定、清晰、系统化的观念(新的观念A′，B′，C′，…).

图1 认知心理学同化理论

从物理核心素养培养角度审视，学生认知中上位观念则往往表现为物理认知(A，B，C，…)，上位物理认知通过与新的系列化具体下位物理问题发生相互作用(即解答具体物理问题过程)是一个科学推理过程.通过运用物理理论和方法解答系列化物理问题，内化原有物理理论和方法，有利于提炼升华为稳定、清晰、概括化物理观念核心素养(A′，B′，C′，…)，有效地培养学生的科学推理核心素养.

进入物理高考复习，学生虽然经历某些重要物理知识和方法的学习过程，但认知中相关重要物理知识和方法往往比较肤浅、模糊、零乱，缺乏有效的同化与顺应，没有较好形成物理观念核心素养.高考复习中，若能从高中物理整体角度科学合理地组织复习教学，正确引导学生运用重要物理知识和方法探究解答物理问题，并进行整合构建和总结提炼，则能有效地培养学生物理观念和科学思维核心素养.

基于上述分析，根据核心素养培养一般策略(整体化、情景化、活动化、策略化)，我们构建整体探究复习模式.该复习模式流程如图2所示，以同化理论和整体化(联系、组织、整合)理论为指导，教师揭示一些主干和上位性知识和具体下位知识联系，根据物理复习教学目标，预设编制针对性、系列化、不断分化的问题群，引导学生探究解答预设问题，整合构建一般性和哲理性物理知识结构和方法结构，提炼升华形成物理观念，培养科学推理核心素养.

图2 整体探究复习模式流程

2 整体探究复习模式实施策略

整体化由联系化、结构化、整合化组成的，它是把物理知识和方法转化为核心素养的重要途径，整体化探究复习模式是培养物理观念和科学推理的有效方法，把握具体实施策略是有效实施整体探究复习培养学生物理核心素养的关键.

2.1 建立物理知识间多元联系

教师根据物理知识(模型、概念、规律)一般关系结合中学物理教学要求，从逻辑的角度通过不断分化建立重点物理知识间的多元联系与区别.不仅要建立一般与特殊联系，而且要建立相似与相异关系，也要建立系统化的联系；不仅要建立直接联系，而且也要建立间接联系.

2.2 预设构建物理问题群

预设构建物理问题群是把物理知识情境化、具体化、结构化，只有通过探究解答情境化物理问题群，才能使物理核心知识得到应用、迁移和创新，形成物理观念核心素养，培养科学推理核心素养.物理复习教学中，教师要根据物理核心知识间的联系，构建渗透物理知识具有内在逻辑关系的问题结构系统.预设构建物理问题结构系统中的物理情境、物理模型、物理知识、物理方法不仅具有一般和特殊关系，而且要有相似和相异关系.

2.3 学生探究解答

活动化是把知识转化为核心素养的重要环节.学生探究解答物理问题是一种自主探究活动，学生通过探究解答物理问题，把物理核心知识和方法转化为物理观念核心素养.把握探究解答问题策略和方法是提高学生形成物理核心素养效率的关键.首先教师要引导学生探究解答经过分化的下位物理问题；其次，引导学生对所探究解答的物理问题进行多角度、多层次的深度探究解答.

2.4 整合构建和总结提炼 形成物理核心素养

在学生探究解答物理问题群的基础上，教师引导学生运用一般化、相似化、比较化、系统化的策略对所解答物理问题、物理知识、解题方法进行有意义整合和构建，构建一个具有内在逻辑关系的物理问题结构、知识结构、方法结构，促进学生认知结构的概括化、稳定化、清晰化和系统化，总结提炼能深度解答物理问题，具有总体性、概括性、哲理性特征的物理观念，培养学生归纳推理、演绎推理、类比推理等科学推理核心素养.

3 整体探究复习模式实施探索案例分析

高考复习阶段学生虽然学习了高中物理课程纲要所要求的能量概念、规律和解题思路，但往往呈现碎片化，缺乏内在联系和整体把握，没有形成稳定的解答能量问题的有效策略.传统教学中教师虽然向学生展示能量知识总体结构，揭示能量知识间的联系，但缺乏学生自主探究和自主构建以及体验和感悟，因而不能较好地上升到能量观念核心素养，能量物理观念及科学推理核心素养没得到较好的培养.

为了切实有效把握能量理论和相关解题策略，培养能量物理观念和科学推理核心素养，笔者尝试运用整体探究复习模式实施能量专题教学.

3.1 建立高中物理复习能量知识体系

根据高中物理能量教学要求，建立表1所示的高中物理能量知识三级逻辑体系.

表1 高中物理能量知识三级逻辑体系

3.2 预设编制高中物理复习能量问题群

根据表1中高中能量知识体系和高考要求，精心编制表2所示渗透高中能量知识体系和解题策略的系列化问题群.

表2 渗透高中能量知识体系和解题策略的系列化问题群

表2中预设编制问题群的特点：

(1)由简单到复杂，由特殊到一般，呈现多样化

以斜面模型为问题背景，由单一斜面到多个斜面和运动斜面，由单个过程到多个过程，由恒力作用到变力作用，由机械力做功到机械力、电场力、磁场力综合做功，由机械运动能量转化到电场能、磁场能、光能、内能、核能间综合转化.渗透了多种运动形式、功能关系和能量转化知识.

(2)注重横向相似、相异拓展

预设问题群中既有情境(斜面、导轨)相似、解题方法相似问题，又有模型差异(平动切割和转动切割，电阻和电容及电感)和方法差异(恒力功和变力功求解方法)问题，有利于实施深度学习，内化解题方法，提高批判性思维水平.

(3)渗透了解答能量问题解题思路和方法

揭示了灵活运用不同功能关系的问题特征，系统地渗透了解答变力功、热量、复杂能量变化问题的解题方法，呈现了解答复杂能量转化问题的解题思路.

3.3 学生探究解答高中物理复习能量问题群

学生通过自主和协作方式探究解答预设能量问题群，教学中充分暴露学生正面和反面思维过程，教师全面及时把握学生的解答情况.由于篇幅关系，学生探究解答过程从略.

3.4 整合构建能量知识和方法结构 总结提炼形成物理核心素养

(1)整合构建能量知识结构

学生通过探究解答预设具体能量问题群，熟练运用不同形式功和能量知识解答不同层次的物理问题，切实有效地内化表1中高中物理功和能量知识结构.

(2)总结提炼功和能量一般性观点

表3在熟练探究解答渗透不同形式功和能量问题的基础上，引导学生总结提炼如表3所示的适用于不同运动形式的一般性、哲理性的功和能量有关观点.

表3 适用于不同运动形式的一般性、哲理性的功和能量有关观点

(3)构建解答功和能量问题的方法结构

在引导学生整合构建能量知识、提炼相关功和能量一般化观点基础上，分析总结解答功和能量问题相关方法和技巧，深度构建如表4所示的解答功能问题的方法结构.

表4 解答功能问题的方法结构

(4)形成高中能量物理观念，培养科学推理核心素养

学生通过探究解答，整合构建，总结提炼等深度学习，深刻理解高中能量内涵，领悟功能关系和能量转化的一般性、哲理性含义，把握高中物理能量知识体系和解答能量问题的方法体系，切实有效地形成高水平能量观念物理核心素养，有效培养科学推理核心素养.