高三物理复习与核心素养的融合

2020-09-14 12:23:19 中学理科园地 2020年4期

陈芳

摘   要:高三复习不仅仅是重复知识点和多做习题,要让学生达到更高效的复习效果应该在教学设计中渗透核心素养的培养,从四个维度结合教学实践,探索实施的方式和效果。

关键词:高三复习;物理教学;核心素养

高中阶段短短三年,而高三正是最后的冲刺阶段,时间紧,任务重,是否应该让学生埋入题海,素养的培养可以忽略不计?恰恰相反,教育的根本始终是人,教育的目的应该是发展和培养学生的素养,使之具备能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。提升物理的核心素养与高三的复习并不矛盾,反而相辅相成。培养学生的物理素养不是要大张旗鼓,更多的是润物细无声,在日常教学设计中融合贯穿。以下是笔者在高三教学中的几点实践总结。

1  夯实基础,深化物理观念

经过高一高二两年的学习,学生对高中阶段的物理概念和规律有了基本的认识,但是缺乏深入的理解和联系,也就无法从物理的角度进行提炼和升华。因此在某个模块复习开始之前笔者会利用一堂课时间要求学生构建自己的“知识树”——思维导图,并且要求学生尽量让自己的这棵树脉络清晰,枝叶繁茂。学生在课堂有限的时间内,高效调动自己的物理内存,对其进行梳理,强化了概念和规律的认知,同时在和其他同学的“知识树”对比过程容易找到自己的知识缺漏。这种通过学生自我整理的复习比教师直接罗列给学生更为有效,并且也为本模块复习建立全局的物理观。

2  见招拆招,提升科学思维

学生普遍有一个很大的烦恼就是“老师讲了都懂,自己遇到不会做”,这就是科学思维的欠缺。“科学思维”是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式[ 1 ],对建模能力、综合推理能力都有较高的要求。如何在复习过程渗透科学思维的培养,突破思维障碍。以复习课上的一道题为例:

原题:(多选)如图1所示,木板A静止放置在光滑的水平地面上,质量为M=1kg,A的上表面粗糙,一竖直挡板固定在A上,挡板上连接一轻质弹簧,弹簧处于原长。在弹簧的左端轻轻放一质量为m=0.9kg的物块B,子弹C以v0=400m/s的速度水平击中物块并嵌入其中,子弹的质量为m0=0.1kg,击中过程作用时间极短,则在A、B、C相互作用的过程中,下列说法中正确的有()

A.A、B、C三者组成的系统动量守恒

B.A、B、C以及弹簧组成的系统机械能守恒

C.弹簧被压缩到最短时木板的速度为20m/s

D.子弹击中物块B的瞬间对物块B产生的冲量为40N·s

(1) 引导学生结合图1和题中信息建构模型,层层设问,理清物理过程:

子弹是引起变化的源头,子弹做了什么?——击中B并嵌入符合哪类物理模型?——完全非弹性碰撞

子弹嵌入B一起运动后发生了什么?——压缩弹簧

分析受力并判断属于哪类物理模型?——加速度变化的减速直线运动

BC在木板A上运动时分析木板A 受力并判断物理模型?——加速度变化的加速直线运动

BC与A受力有何关联?——受到弹力和摩擦力的相互作用,这两种力都与BC和A之间的相对运动有关

是否存在临界状态?——BC与A达到同速

(2)有的放矢,科学推理,综合论证,针对选项结合物理方法和物理规律满足的条件进行剖析。比如A和B选项分析的是系统动量或机械能是否守恒,反问学生:守恒条件是什么?答:系统动量守恒应满足系统不受外力或者所受外力的矢量和为零,系统(含弹簧)机械能守恒应满足只有重力或弹力做功,这么一问一答结果呼之欲出。又如C、D选项可以要求进行小组(四人一组)讨论,通过交流对不同的观点和解法提出质疑和修正,使学生在应用冲量定义式和动量定理,动能定理和能量守恒定律的使用条件和运用技巧上有更深层次的认识。

(3)拓展创新,更上一层楼。布置课后作业以小组为单位要求对本题进行变形给其他小组出题, 并且本组能提交出解题方法(避免胡乱设置条件)。有的小组设置了木板与地面的摩擦系数,有的小组把弹簧与A挡板的连接换成与外部墙壁的连接,有的小组调换情景让子弹击中木板A等等。这种开放性思维百花齐放,有益于提高学生创新能力,加强对基础知识的理解,同时其他小组可以对该小组的变式题检验和评价。这样见招拆招几个来回学生就搞清楚很多问题,而且触类旁通,牵引出其他的知识,学生虽然花了较多的时间,但是也复习了多方面的知识。

3  立足根本,强化实验探究

核心素养理念不是要求学生对实验知识的简单记忆,而是更加侧重于培养学生形成实验探究能力和实践能力[ 2 ]。培养科学探究能力不仅有益于物理学习,对学生今后的发展更是极大的助力。在高三复习实验部分我们会安排学生重做实验,加强对实验的理解。因为学生已经做过这些实验,再次操作会产生很多新的想法,或者利用实验验证习题中曾经出现的一些理论推导结果,教师应当善于抓住契机,鼓励学生发现问题,敢于猜想,科学求证。比如有的同学在做动量守恒实验时将球的顺序对调,用木球撞击铁球,发现木球反弹冲上轨道后返回槽口平抛出去,测量平抛射程发现无法满足动量守恒。笔者鼓励学生分析讨论,进而找到原因是反弹后的木球再次返回槽口时由于受到摩擦力作用速度小于碰撞后的速度,且方向与碰后速度方向相反。学生也为发现问题、解决问题感到特别开心,探究的劲头更足,从邻桌借了相同的铁球进行碰撞,验证相同的两个物体弹性碰撞速度交换的推论,实验结果与推论比较接近。通过思考学生很快找到原因是两个相同的铁球碰撞也无法达到完全弹性碰撞,而且进一步延伸,利用本实验测试数据比较了木球之间碰撞和铁球之间碰撞的弹性,可谓收获满满。

4  服务社会,树立科学态度和责任

物理是一门自然科学,与生活、航天、军事、通信等各个领域密切相关,在高科技行业发展中有着至关重要的作用。因此物理教学应该要注重培养学生正确的科学价值观,而高考也是将其作为考查的能力之一,在题目设置中注重问题情境化。以万有引力与航天为例,近几年的高考必定有一道选择题是考查这部分知识,今年的热点是北斗导航系统,各地出现了不少相关的习题,笔者在复习这一模块时做了一个航天的微专题,分为两部分:

(1)简单介绍北斗系统研发的艰难历程和成就及未来的憧憬,引起了学生深深的震撼,为不畏艰辛的科学探究精神折服,为中国科技崛起而自豪,特别听到有已经毕业的学长在北斗团队中效力,大家激动地拼命鼓掌,同学们的学习热情涨起来了。

(2)习题精选,情景设置逐步推进,由易到难,以北斗系统为引子,复习了万有引力与向心力之间关系,三大宇宙速度,各类轨道的物理量对比和计算,天体的相遇问题等等。课堂上同学们提出了很多问题,俨然是科学严谨的航天方面的设计师,笔者在高中物理知识能够解释的范围内都尽量给予解答。也发现不少同学这方面具有丰富的认知,因势利导鼓励学生进入大学教育后能够往更高更强的方向发展。通过这类方式让学生感受科学,挖掘潜能。

总而言之,教学是一个“教”与“学”相长的过程,在提升学生素养的同时,何尝不是教师在完善自身,相得益彰。这些能力会终生伴随学生,成长为中国的栋梁之才,这才是为人师最幸福的事情。也希望笔者这些探索实践对大家的教学有所帮助。

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 版)[S].北京:人民教育出版社,2018:1—4.

[2]何逢.高中物理實验教学中核心素养的培养[J].福建基础教育研究, 2020(5):109-110.