“IEE互动生态教学模式”下高中物理单元教学设计在习题讲评课中的应用

张先竹

摘要：在“IEE互动生态教学模式”下，应用单元教学设计上习题讲评课，单元教学设计应突出从“教”走向“学”，遵循学生主体性、教学过程程序性、习题设置阶梯性等原则，并让其贯穿在习题讲评课的课前、课中和课后.本文以对电磁感应现象中焦耳热的计算为例进行基于学习进阶的单元教学设计.首先学习诊断环节回顾一般的解题方法;然后递进式列举例题，引导学生分析问题，明确各种解法特点，突出重点、突破难点.

关键词：“IEE”：“互动生态”：单元教学设计：习题讲评课：应用

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2022）03-0068-03

2020年初，湛江市二中海东中学提出了“互动生态教学模式”（Interactive Ecological Education 简称IEE模式），它是在海东中学第一个十年课程教学改革基础上的优化与提升，从一开始的课堂变革，到课程体系的重组，再到理念内驱，最后创生了新的教学生态，它的主要内容包括单元教学设计、互动生态课堂、四修课程体系、全人教育理念.

在“IEE互动生态教学模式”下，习题讲评课是在学生学习了一定的概念、规律、解题方法后进行的，习题讲评课突出了学生主体性、教学过程程序性、习题设置阶梯性，是为了更好地开展物理问题解决教学，将单元教学设计贯穿在习题讲评课的课前、课中和课后，课前，通过自主学习和课堂前测，让学生对所学知识逐渐系统化和条理化，达到巩固、理解的目的;课中，突出学生学习的主体地位，依据《普通高中物理课程标准（2017年版 2020年修订）》、新教材和新高考要求，通过设计情境化、活动化、任务化的学习活动，增强学生学习过程的体验性、实践性和整体性，深化活化对所学的概念和规律的理解，逐步领会分析、处理和解决物理问题的思路和方法;课后，这种课型尤其强调将物理知识与实际生产生活中的应用紧密联系起来，提高学生的应用能力和动手能力，培养学生的创新意识.

教学设计流程：

教学内容分析⇒学习者分析⇒学习目标确定⇒学习重点和难点⇒学习评价设计⇒学习活动设计⇒教学反思与改进

现以《电磁感应现象中焦耳热的计算》的单元教学设计为例，其具体应用如下：

1 课前学习诊断

课前，安排自主学习反馈和配套测试，掌握学生现有知识水平和预习情况，采用学生自行批改和小测试的评价方式.

问题清单

设置开放性问题，以学科大概念为线索，回顾本节习题课相关主要内容：

老师提问一：电磁感应现象中求热量的方法有哪些？

老师提问二：若感应电流是恒定的，采用哪种方法求解？

老师提问三：若感应电流是变化的，又用哪种方法求解？

（学生七嘴八舌）

解析：电磁感应现象中热量的求解方法有：1、感應电流是恒定的，用热量定义式Q=I2Rt进行计算;2、感应电流是变化的，用能的转化与守恒定律求解，可以用功能关系Q=W克服安培力，直接计算出克服安培力所做的功，或者用能量守恒定律进行计算;3、既能用公式Q=I2Rt求解，又能用能的转化与守恒定律求解的，则可优先用能的转化与守恒定律求解，在一些特定情况下，还有一些变通的方法求解电磁感应现象中热量.

2 课中，问题反馈，互动研讨，训练巩固

课上，每个环节学习活动的设计均安排互动环节（生生互动或师生互动），教师呈现情境，提出富有挑战性的驱动型问题及学习任务类型，对应学生活动，示范指导学生完成任务，聚焦学科思想方法，关注课堂生成，纠正思维错误，恰当运用评价方式（导学案、课堂观察、师生访谈）与评价工具开展过程性评价，激发兴趣，促进学习.

例题如图1所示，足够长的平行金属导轨倾斜放置，宽度为0.5 m，倾角为37°，电阻可以忽略不计，其上端接一电阻为1 Ω的小灯泡.一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T.将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，小灯泡稳定发光后，导体棒还运动了2s到达底端，则此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡稳定发光后到导体棒运动到装置底端的过程中小灯泡的发热量分别为（重力加速度g取10 m/s2，sin37°=0.6）（）.图1

A.2.5 m/s2 JB.5 m/s2 J

C.5 m/s18JD.2.5 m/s18J

拓展若导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡刚稳定发光过程中，下滑的位移为8m，求小灯泡在这一运动过程中产生的热量？

2.1 师生活动设计

让学生用3min时间思考，随后教师组织学生进行研讨和交流，开展分组合作学习.

将各小组按区域划为四个大组，分别用以上几种解法求解例题和拓展例题，讨论时间为5min;讨论结束后，通过抽签方式随机选出部分小组上台展示，讲解相应的方法;讲解结束后，其他组的同学可以质疑提问，由讲解组的同学负责解答，老师视情况进行追问、补充、总结，教师利用课堂观察、课后问卷评价方式开展激励性评价.

小组一例题讲解，用公式Q=I2Rt求解

老师提问1：导体棒运动过程中受到哪些力的作用？

老师提问2：导体棒的运动情况是什么？

老师提问3：稳定的特点是什么？

老师提问4：公式Q=I2Rt的适用范围？

学生回答1：受重力、安培力、支持力和摩擦力的作用;

学生回答2：稳定前，做加速度减小的加速运动;稳定后，做匀速直线运动;

学生回答3：做匀速直线运动，导体棒受到的合力为零;

学生回答4：适用于电流不变的情况.

学生代表展示解答过程：

学生代表讲解解答过程：

小结1.解答物理题时，一般都要画三个示意图，分别是情境图、受力示意图和运动示意图，个别情况还要画能量转化图;2.受力情况决定运动情况，根据受力情况，判断出运动模型;3.根据运动模型，选择合适规律列方程求解.

小组二例题讲解，用功能关系Q=W克服安培力，求出W克服安培力即可

老师提问1：功能关系的内容？

老师提问2：Q总与W克服安培力的关系？

老师提问3：W克服安培力有哪些计算方法？

老师提问4：这道题采用哪一种方法：

小结如果安培力是恒力，则W克服安培力可用公式W克服安培力=FScosα解答，过程更方便、简洁.

小组三拓展讲解，用动能定理求出W克服安培力

老师提问1：这一过程受到哪些力的作用？

老师提问2：这一过程中，哪些力是恒力，哪些力是变力？

老师提问3：这一过程中，导体棒做什么性质的运动？

老师提问4：这一过程中，求热量能用公式Q=I2Rt和公式W克服安培力=FScosα进行计算吗？

老师提问5：用动能定理或能量守恒定律解决问题的一般解题步骤是什么？

小结确定研究过程是解题的最关键的一步，确定好过程后，在列方程时，所有物理量必须与所选过程要对应，避免出现张冠李戴的情况.

小组四拓展讲解，用能量守恒定律求出Q灯

老师提问1：这一过程中，哪些能量增加？哪些能量减少？

老师提问2：此题中，能量增加量怎么表示？能量减少量怎么表示？

老师提问3：由于滑动摩擦力做功引起的热量增加量，用功能关系原理，如何表示？

小结用能量守恒定律解题时，一定要知道能量是如何转化的，哪些能量增加，增加多少，哪些能量减少，减少多少，都必须弄清楚;用能量守恒定律解题，一定要与功能关系同时使用，否则列不出具体的方程.

2.2 归纳总结，升华新知

【师生总结】1.在电磁感应现象中，用动能定理或能量守恒定律解题的一般步骤

（1）确定研究对象（导体棒或回路）.

（2）确定研究过程，弄清电磁感应过程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互转化.

（3）根据公式Q=I2Rt、功能关系或能量守恒定律列方程，且解方程.

2.画好三个图，分别为情境图、受力示意图和运动示意图;

3.所有物理公式、定理、定律，在使用前，必须要弄清楚各自的适用范围;

4.具体列物理方程时，一定要牢記物理公式、定理、定律的对应性.

【当堂训练】选取教学设计中的习题进行补充.

3 课后，根据学情，精准化分层次设计课后习题，精细化剖析有关热量的变式训练

通过完成课后习题，提高学生在实际生活中迁移应用学科知识和问题解决的思路方法来解决问题的能力.

参考文献：

[1]孙翔峰.三维设计.北京：光明日报出版社，2018：1021-1022.

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