邓宇丹
[摘 要]文章结合高三复习中出现的一些问题,提出“双减”背景下的高三物理复习策略。主张在教学中引导学生运用物理核心方法解决问题,避免死记硬背;在经典例题讲解中挖掘基本物理方法,发展学生的高阶思维,促进学生的核心素养提升。在实际教学中,教师应整合知识结构,提高教学效率;注意精选例题,强化学生体验,突破教学难点。
[关键词]双减;高三物理;复习策略
[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2023)29-0047-04
高三物理与高一、高二新课教学有很大的不同,高一、高二的教学内容以教材为主,有教参做指导,但是高三物理课的教学内容多数是以教辅为主,不同的教辅内容差异极大,高三物理课的教学内容有很大的自主性。高三物理教学有个“大”问题是如何确定教学内容,该讲什么,少讲什么,详讲什么,如何講才能提升学生的思维能力?这个“大”问题需要教师深入思考。教师不同的理念会引起不同的教学行为,教学内容差异也很大。
纸质化试卷的评价方式需要学生在高三复习阶段做一定量的练习。然而,若在第一轮复习中就进行综合性过强的题目训练,往往不利于局部知识的建构、理解和深化,以练代复,没有引导学生夯实基础,较少引导学生深刻理解习题背后的物理知识和物理方法,这样就难以提升学生的思维能力,因此导致学生不会灵活运用知识解答同类题目。高三物理复习课不应该是重做各年份的高考题,在具体教学中教师要依据课标,深入分析物理知识中蕴含的思想方法。高三物理复习课要致力于提升学生的学科素养,避免题海战术。下面笔者结合教学实践谈谈“双减”背景下的高三物理复习策略。
一、教会学生解决问题的基本方法
“双减”背景下高三物理习题教学要重视教会学生解决问题的基本方法,而不应仅仅是复习对应的知识。
然而,学完这道题后,当遇到例2时,很多学生仍然没有解题思路,无从下手。
[例2]如图2所示,光滑斜面上有A、B、C、D四点,其中[CD=10AB]。一个可以看成质点的物体从A点由静止释放,通过AB和CD段所用时间均为t,则物体通过BC段所用时间为( )。
A. 1.5t B. 2.5t C. 3.5t D. 4.5t
学生解决本题只需记忆相关知识,属于浅层思维。大多数学生只有当遇到呈现“初速度为零且等位移”条件的题目时才能套用,对于非等位移的问题就不会解决了。为此,教师在复习课中应当教给学生解决问题的基本方法,而不是简单地把各推论讲给学生听,以加强学生记忆,这样会加重学生的学习负担。
要提高教学效率,就应设法提高学生解决问题的能力,重视引导学生掌握知识隐含的深层思维方法。根据课程标准,匀变速直线运动公式的运用是本节的主要内容,因此在教学中教师应重点关注匀变速直线运动的速度公式、位移公式以及速度位移公式的灵活运用。教学中教师应让学生了解每个公式都有四个物理量,已知其中三个就可以求另外一个,让学生能够灵活选用公式解决问题。各种特殊的推论都是在最原始公式的基础上推导出来的,这些二级结论不是教学的重点。教学的重点是让学生学会选用原始公式推导出相关结论,以此培养学生的推理能力。
在例1的教学中,教师要教会学生选取研究过程、公式进行分析,引导学生思考:选哪个过程计算比较简单?选什么公式比较好?为什么?因为根据逆向思维,例1可以看作是初速度为零的匀变速直线运动,因此选以速度为零的时刻起的全过程,会比选中间某段运动过程简便很多。另外,因为初速度为零的匀变速直线运动的加速度相同,涉及[a]、[x]、[t]三个物理量,因此选用位移时间公式就可以解决了。让学生学会处理初速度为零的一系列问题的基本方法,选好研究过程,最好从速度为零的时刻开始分析,根据已知量和要求的物理量选好公式。学会了这些基本方法,学生在遇到不同的问题时也会迁移应用相关的方法解决问题。如例2就会选择[AD]和[AC]过程进行分析,而这两段位移差就是[CD]的位移,根据位移时间公式很容易得出结论。
二、深入分析典例,培养学生的高阶思维
传统教学中,教师往往会对相关知识进行分类总结,如追及相遇问题,教师通常会给学生讲解以下几种情况:匀速追匀加速,匀速追匀减速,匀加速追匀速,匀加速追匀加速等。又如在传送带教学中,在没有进行相应的受力分析的情况下,把传送带各种类型的运动直接告诉学生。复习教学中,这种过于细致的分类加重了学生的学习负担,学生记忆这些知识并不能提升他们的核心素养,看似容量大的课堂实质是低效的。物理复习教学中,教师应该渗透各种物理思维方法,而不是简单地把各种模型告诉学生。
高考复习应深入讲解典型例题,以点带面,提升学生的物理学科核心素养;应重视教材中的练习,对典型练习进行深入分析和拓展。
[例3]如图3所示,两人用同样大小的力共提一桶水,两人手臂间的夹角大些省力,还是小些省力?请通过推导得出你的结论。
本题是人教版教材上的练习。在本题的教学中,为了让学生掌握处理共点力平衡的方法,教师设计了下列任务。
任务1.确定研究对象,并进行受力分析。
任务2.利用力的合成求出拉力与重力关系的表达式。
任务3.利用正交分解法求出拉力与重力关系的表达式。
任务4.对表达式进行讨论。当桶的重力一定时,夹角越大,拉力如何变化?并作图表示。当两个等大的拉力大小一定时,夹角越大,合力如何变化?并通过作图表示。
任务5.当两个拉力与竖直方向的夹角都是60°时,拉力与桶的重力有什么关系?
任务6.若一人用如图4所示的桶打水,设水桶和水重为G,每条绳子与竖直方向的夹角都是60°,求每条绳子的拉力。
任务7.联系实际,说说合力一定时夹角越大两个等大的分力越大的情况。
本题的教学从教材中典型的练习出发,让学生学会共点力平衡中的受力分析,掌握力的合成和正交分解法,学会列数学式分析问题,学会对物理公式进行变量分析,对特殊值进行分析,学会对与实际生活相关的例子进行拓展归纳。通过对一道题目的深入分析和学习,使学生掌握处理这类问题的思路和方法,提高学生的思维能力,提升学生的物理学科核心素养。
三、整合知识,减少重复
一定量的练习能让学生熟练掌握知识,但机械重复的训练会消耗大量时间。为提高教学效率,把多种同类的题目归纳成同一题,对这道题进行深入、全面的分析。在[v-t]图像的复习教学中常常是先总结图像的轴、点、线、斜率、面积、截距、交点等的含义后,让学生通过一道道选择题的练习,加深对图像的理解。而考查[v-t]图像的不同选择题中某些选项是对同一个知识进行考查,在讲解过程中,若不断重复同一内容会使课堂教学变得低效。课标对[v-t]图像的要求是“能用图像描述匀变速直线运动”。因此,在教学中教师要引导学生从图像中找出匀变速直线运动的多个物理量,加深学生对知识的理解,并构建知识网络。
[例4]如圖5所示,质点A、B的[v-t]图像为曲线,质点C的[v-t]图像为折线,试分析:
(1)质点A的运动是不是曲线运动?
(2)分析质点C在0~1 s和0~3 s时间段的位移大小和方向的关系。
(3)质点C在0~5 s时间段内什么时刻位移方向改变,什么时刻速度方向改变,什么时刻加速度方向改变?
(4)分析质点A的加速度的变化。
(5)质点C在0~1 s内和1~2 s内速度变化量是否相同?
(6)比较质点A、B、C在0~1 s内的平均速度大小。
上述教学过程中,通过一题多问,让学生从图像中获取描述匀变速直线运动的物理量,如位移、速度、加速度、速度变化量、平均速度,这样的教学整合了知识,减少了一道又一道选择题的重复训练。教学中设计的问题是学生容易出错的问题,比如速度、加速度、速度变化量这些矢量的方向问题,非匀变速直线运动平均速度的计算问题。高三复习教学中几乎大部分练习都是选择题,选择题每个选项通常只考查一个知识点。教学中,教师可以针对学生存在的问题对选择题进行改编、扩充,整合知识网络。只有这样,复习教学才能收到良好的复习效果。
四、精选题目,注重情境化试题
[例5]某人站在山崖边,以10 m/s的初速度竖直向上抛出一石子。不考虑空气阻力,取[g=10 m/s2]。求石子上升的最大高度。
[例6]明代有一位官员命令仆人把47个“钻天猴”捆绑在自己的椅子上,自己坐在椅子上,并命令仆人点燃引线,最终为航天事业献出了自己宝贵的生命。如果已知“钻天猴”点火后做匀加速直线运动,点火后5秒末燃料耗尽,且点火后第5秒的位移是[22.5 m],重力加速度[g=10 m/s2],求这位官员离地最大距离是多少。
例5和例6相似,例5的运动过程就是单纯的竖直上抛运动,竖直上抛是题目给出的明确信息。例6的运动先是匀加速,燃料耗尽后是竖直上抛,但题目没有直接说明是怎样的运动,需要学生通过分析题目信息后进行推测,而很多学生缺乏相应的分析能力,直接认为燃料耗尽后就是做自由落体运动。相对于例5,例6更能检测学生的能力水平。因此,高三复习教学中,教师应选择情境新颖的题目,减少重复训练,有意识地提高学生提取信息、构建模型、推论论证的能力。
五、增加体验,突破难点
物理是一门研究与大自然和生产生活中有关现象的学科。学生的学习是从自身生活体验出发的。由于缺乏相应的生活经验,学生对某些问题的理解存在困难。在复习教学中,教师应尽量增加学生的实践经验,引导学生突破难点。
[例7]如图6所示,两个质量相同的小球A和B之间用轻弹簧连接,然后用细绳悬挂起来,剪断细绳的瞬间,A球和B球的加速度大小[aA]和[aB]分别是多少?
例7中小球A和B之间改用绳子连接,然后改用弹簧悬挂(如图7),释放弹簧,A球和B球的加速度大小[aA]和[aB]分别是多少?
一般的教学就从弹簧和绳子受力特点出发,直接分析松手前后的受力情况得出结论。然而,由于受力分析比较抽象,因此弹簧和绳子的受力分析一直是教学难点。为此,复习教学中教师还应当注意从加强学生的直观感受出发,利用慢镜头展示两种运动。从慢镜头中可以看到剪断上方绳子的瞬间,弹簧连接的B球的运动状态并没有改变,说明连接A、B球的弹簧的弹力没有变化。而第二种情况松开上端弹簧时,连接A、B球的绳子马上松弛了,绳子的弹力突变为零。
[例8]如图8所示,一质量为m的物体系于长度分别为[L1]和[L2]的两根细线上,[L1]的一端悬挂在天花板上,与竖直方向的夹角为[θ],[L2]水平拉直,物体处于平衡状态。
(1)现将线[L2]剪断,求剪断[L2]的瞬间物体的加速度。
(2)若将图8中的细线[L1]换成长度相同(接m后),质量不计的轻弹簧,如图9所示,其他条件不变,求剪断[L2]的瞬间物体的加速度。
本题的难点是判断剪断[L2]后球的运动情况。学生因为缺乏相应的体验,即使教师直接告诉他们图8是做圆周运动,他们也很难接受。教学中教师也可以把这两种情况拍成慢镜头让学生观察。在视频中学生很容易观察到图8中小球做的是圆周运动,而图9剪断[L2]时刻小球的速度方向水平向右。在学生对物理过程有了直观体验的基础上,再进行理论分析就显得容易多了。
例如,当人站在台秤上,下蹲和站起时,观察台秤的示数变化,学生会认为下蹲过程台秤示数会减少,站起会增加,然而通过视频可以观察到下蹲和站起时,都会产生失重、超重现象。又如自由落体中弹簧测力计或台秤示数为零等现象,学生在生活中的体验不深,但都可以利用慢镜头视频直接让学生观察,在此基础上再进行理论分析,从而化解难点,提高复习效率。
“双减”背景下的高效物理复习教学,需要教师深入研究课标要求,重视基本方法的运用,减少二级结论的死记硬背。深入分析典型例题,提升学生的思维层次,促使学生学会运用物理知识解决问题。一题多问,整合了知识网络,减少了重复,在此基础上利用可视化教学突破学生的认知困难。高三物理复习应聚焦于物理核心知识,避免题海战术,避免加重学生的学习负担。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准:2017年版[M].北京:人民教育出版社,2018.
[2] 游运昌.“双减”背景下的高中物理习题教学策略[J].物理教师,2022(10):93-94,97.