“双减”背景下的高中物理习题教学策略

2022-11-03 09:59游运昌
物理教师 2022年10期
关键词:射入木块子弹

游运昌

(福建省厦门第二中学,福建厦门 361009)

1 “双减”影响下的义务教育与普高教育

2021年7月“双减”文件的出台,不仅为学生的健康、全面发展提供了保障,同时也规范了校外教育的乱象,与此同时,也对义务教育的前进方向提出了要求,为教师的教学模式带来了变革.时间虽短,但各省市义务教育阶段的“双减”已取得初步成果,教师在这方面的教学研究也层出不穷.[1-2]

普高教育虽不属于义务教育,但不少地市的普通高中也做出相应调整以适应“双减”政策,如调整作息时间、优化作业设计、提高教学有效性等.这不仅是有远见的先试先行,也是有必要的.从义务教育到普高,再到高等院校,教育环环相扣,学生的教育与发展不应该出现断层,前后呼应的教学思想与策略,才能形成教育的延续性,有助于学生的终身发展.教育部在2022年工作要点发布会上也明确表达了此观点,提出了“高中阶段学科类培训严格参照义务教育阶段执行”的政策要求.普高“双减”的逐步到来,普高教师也将面临新形势,教师在这方面的思考与研究,就显得必要且迫切.

2 当前习题教学中落实“双减”的困境

近些年教育部在推行的课改、新课标中,大力倡导进行教学改革以培养具有学科素养的新时代人才,但迫于教学、升学压力的制约、纸质化试卷的评价方式等因素,当下大部分的习题教学中依然要求学生必须做够、做透习题,迫使学生在题海中求生.这也成为高中物理落实“双减”的普遍困境.从近期的省市级课题、文献情况中也不难发现,与高中物理习题教学实践中落实“双减”的相关内容甚少.[3,4]这不仅反映了该研究方向遇到的困境,也表明急需相关实践研究来弥补这块空白.

3 “双减”背景下高中物理习题教学策略

从“双减”提出至今近一年的教学实践中,笔者所在课题组对习题教学策略和方式进行了较大的改进与创新,具体有以下几点实践研究结果.

3.1 遵循课标,取舍有度

“双减”最直接的要求便是减少作业量,把时间还给学生.但我们却总是担心作业少了,训练不足.因此,便需要我们编制作业时严格把关,依照《新课标》大胆抛弃“废”题,保留能够培养学生物理核心素养的习题,在适度的取舍当中提升习题的质量.

例1.图1为“斯诺克”台球中两球碰撞的示意图.光滑水平台面上,1号球以5 m/s的初速度碰撞质量相同的2号球,两球球心连线与1 号球的初速度不在一条直线上.碰撞后1、2 号球的速度大小分别为4m/s与3m/s,方向如图1所示(图中虚线表示1号球的初速度方向),求α、β角度的大小.

图1

例2.在某次冰壶比赛中,运动员将一冰壶推出,一段时间后以0.4 m/s的速度与对方静止的冰壶发生正碰,碰撞后以0.1 m/s的速度继续向前滑行.若两冰壶质量相等,对方冰壶获得的速度为多大?

粗看两题,似乎例1更有深度,并且体现了动量守恒的二维普适性,但在《新课标》中,对动量守恒的内容要求有这样一句话“定量分析一维碰撞问题并能解释生活中……”.不难看出,例1 已脱离课标要求,不在我们高中需要培养的学生能力范围内,相比之下,例2就显得更加有价值.

3.2 减少重复训练,回归物理本质

例3.如图2所示,足球场上,一质量约0.5kg的足球以3 m/s 的速度竖直向下落向运动员,运动员用头触球后以4m/s的速度将球沿水平方向顶出,若运动员与足球接触的时间为0.5s,g取10m/s2,求该过程中运动员对足球的平均作用力的大小.

图2

在动量定理的习题教学中,竖直方向顶球、水平方向回球是比较常见且学生训练较多的,相比于机械化的重复训练,不如进行适当的精减,引入一些有深度的习题.例3的设计,不仅考查对动量定理的理解,而且还强化了矢量合成的分析,让学生体会到物理规律的本质和普适性,深化学生的物理观念,保证“双减”背景下习题教学的效果.

3.3 弱化题型,注重学生模型构建、推理论证能力

传统的习题教学中,教师习惯于将习题按题型、模型进行分类,为达到全面训练的目的,也就直接导致了习题量的大幅增加.如在动量守恒章节中的人船模型、板块模型、子弹—木块模型、滑块—细绳模型、滑块—弹簧模型等等.其实新课标中的核心素养,在科学思维层面已经指导教师需要注重学生的模型建构、科学推理、论证能力.因此,与其为学生总结各种模型、题型,不如传授学生模型构建的方法、推理论证的思路.在例4 中,反映了从模型建构到三种解决物理问题的常见思路,在一道典型题中以小见大,不仅能培养学生举一反三解决问题的能力,同时在“以渔不以鱼”的过程中达到“双减”功效.

例4.在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块,一颗质量为m的子弹以初速度v0水平射入木块而没有穿出,子弹所受阻力可认为恒定.设作用过程中无其他能量损失,子弹射入木块的最大深度为d,子弹射入木块的过程中木块运动的位移为s,试判断s、d的大小关系.

模型构建:依据题意,将文字信息转化成物理模型,如图3所示.

图3

思路1:情境分析法.

假想生活情境,子弹射入非常厚重的货箱,货箱几乎不动,因此s<d.

思路2:基本公式法.

以子弹与木块组成的系统为研究对象,由动量守恒定律得

设子弹与木块之间的相互作用力为f,木块前进的位移大小为s,子弹射入木块的深度为d,根据动能定理,对于子弹射入木块的过程有

对于木块被子弹射入的过程有

联立上述3式解得

思路3:图像分析法.

图4

3.4 适当拓展,启发学生高阶思维

伴随着习题的减少,习题教学中我们甚至有一节课精讲一题的机会,此时对习题进行适当的拓展,将是一个非常好的启发学生高阶思维的机会.

例5.如图5所示,光滑平行导轨水平固定,间距为L,其所在空间存在方向竖直向上,磁感应强度大小为B的匀强磁场,导轨左侧接有阻值为R的定值电阻,一导体棒垂直导轨放置,导体棒的有效电阻为r,质量为m.导轨电阻忽略不计,导体棒运动中始终与导轨垂直且接触良好.现使导体棒获得一水平向右的速度v0,在导体棒向右运动过程中,试回答以下问题:

(1)定性分析导体棒的运动状态;

(2)全过程系统产生的焦耳热;

(3)通过金属棒的电荷量.

此例题为电磁感应中较为典型的例题,结合动量、能量的观点对学生综合能力进行考查.在“双减”的习题教学中,虽减少了课业负担,但利用物理模型的变式,根据学情适当拓展,以小见大,依旧可以达到启发学生高阶思维的教学效果,如图6-图8 由单杆到双杆的物理模型变式.

图5

图6

图7

图8

3.5 适时“放手”,发挥学生自主能力

通常,我们总会担心题目没讲全面、练习没有训练充分,会影响学生的学习效果.从“双减”出台至今的实践研究,结果却表明这种担忧似乎有些多余.在我们的两组(4个高一同类型班级、4个高二同类型班级)教学对象中,其中一组采用传统的习题教学模式,另一组采用“双减”模式下的习题教学,经过两次阶段性测试与一次市质检,两组班级的成绩并没有太大差异.这也在我们预期和可接受范围内.但后续的问卷与学情了解中,“双减”模式下的学生不仅表现出更强的“幸福感”,而且展现了更多的潜力,他们普遍感受到自由、舒适的学习氛围.或许我们有时真的低估了高中生的自主能力,从学生的终身发展来看,这也是“双减”对我们提出的要求.

4 结语

“双减”作为我国教育部的一项新举措,旨在减少学生的课业负担,提高教学质量,促进学生的健康、全面发展.同时也要求教师能够推陈出新,不断提高自身专业素养,改进教学思想、策略以适应新时代的要求.在高中物理教学中落实“双减”并非易事,特别是在习题教学中的“减”,不仅需要教师的大胆取舍与魄力,同时也需要学校、处室部门的支持,才有可能换来学生与社会的肯定.面对高中物理习题教学的“双减”,此项实践研究不仅是对“双减”的落实,同时也将促进习题教学效果的提升、促进学生的素养发展.

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