以“静电场中的图像问题”为例谈对话教学

高 矿

（南京航空航天大学附属高级中学，江苏南京 210007）

2017年版《普通高中物理课程标准》提出：物理核心素养是学生在学习物理学科知识的过程中逐渐形成的正确价值观、必备品格和关键能力，主要由物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个要素构成。必须把培养物理学科核心素养作为物理教学的重要目标，通过对话教学促进学生深度学习是实现这一目标的关键。

深度学习突出高阶思维能力的培养，尤其是批判思维能力的培养，是一种有意义的学习。复习课的教学不仅仅是对已有知识的再回顾，而且是通过对话教学促使学生经历深度学习，是对知识系统再建构、再完善，实现学习能力再提升的过程。本文以高三复习课“静电场中的图像问题”教学设计为例，充分考虑学生的知识水平、认知困难，通过对话式教学创设真实的情境，促进学生进行深度学习。

一、教材分析

“静电场中的图像问题”是高三一轮复习中的一个重要且核心的考点，主要介绍高考常考的三种图像，即E-x、φ-x、Ep-x 图像。图像问题一直以来所涉及的问题综合性较强，考点分布广，主要考查学生读图能力（信息提取能力）、识图能力（信息加工能力）和抽象思维能力（问题解决能力）。图像问题对拓展学生的思维、增强学生对电场中的核心概念的理解起到了重要作用。例如，v-t图像能够帮助学生建立带电粒子的运动模型（匀速运动、变速运动等），从而判断带电粒子的受力情况，及其与电场力做功、电势能、电势等物理量之间的关系。再比如φ-x图像，学生从图中可以直接判断出各点电势的高低，经过抽象建模可以得到其斜率等于电场强度的大小，还可以判断电场力做功及电势能的变化。通过对话教学，学生能够学会针对不同的图像建立不同的物理模型，并能够准确地选择恰当的模型进行解题，熟练掌握模型的构建方法，解决较为复杂的问题，实现深度学习，而不是仅仅停留在掌握知识本身上。

二、学情分析与设计理念

本节课内容面对的是高三学生，他们之前已经复习了电场力和能的性质，对很多概念有了一些理解，但是他们容易忽视基本知识和基本概念的掌握，不愿意花时间去进行深入思考，学习主动性还是比较欠缺。本节课内容有利于巩固学生的基础知识、核心概念，深化学生对电场强度、电势、电势差的理解，以及对带电粒子在电场中运动时电场力做功、电势能变化的认识，形成科学的问题解决方案。

其实，学生在本节课遇到的最大困难是无法将图像与核心概念建立起联系，也就是无法从图像中提取有用的信息并且进行信息加工。例如，怎样由E-x图像判断电场方向、电势差的大小、电势的高低等学生往往无法解决。其根源之一在于电场这一章的概念太抽象，一切都要靠想象才能得到，也就是学生抽象思维能力欠缺；其二在于用图像来呈现问题本身就是一个较为抽象的表示方式，对学生能力要求很高。因此对本节课的设计应从如何化抽象为直观入手，通过对话教学引导学生多思考，从而促进学生深度学习。

三、学习目标

（1）通过多种情境下的对话教学，学生能准确提取图像所呈现出来的各种信息。

（2）学生形成清晰的物理观念，运用提取出的信息解决简单的物理问题，具有将物理信息与实际问题相联系的能力。

（3）通过对话教学，学生对三种图像有深刻的认识，能将实际问题转化成物理模型，并熟练应用所学知识解决较为抽象的问题。

（4）学生能够提出自己的观点，从不同角度去分析与解决问题，并将所学科学方法进行推广，解决更加复杂的问题。

（5）通过小结与反思，学生认识到主动参与团队学习、积极发挥团队作用的重要性。

（6）学生认识到学习就是不断积累、不断发现新问题、不断反思的过程，能够养成解决完问题后反思的良好习惯。

四、教学片段

为帮助学生认识E-x、φ-x、Ep-x 图像，教师创设如下情境，导入新课：

问题1：请你根据图1 至图3 三幅图分别画出x 轴方向的E-x、φ-x 图像。（提示：以正电荷或两电荷连线的中点为坐标原点）

教师提出问题1后，请三名同学分别画点电荷、等量同种电荷和等量异种电荷的E-x、φ-x 图像，然后请其他学生评价图像是否有问题，如果有问题，组织学生讨论交流，教师进行指导，直至问题解决，最后教师呈现图4。

问题2：E-x图像反映了电场随位置变化的规律，在E-x图像中怎样描绘场强E的方向？图像与x轴围成的面积代表什么物理量？在E-x 图像中怎样判断两点电势的高低？

问题3：在φ-x 图像中，如何描述场强大小和方向？如何判断电势能的变化？

问题4：Ep-x 图像反映了电势能随位移x 变化的规律，在Ep-x图像中切线斜率代表什么物理量？如何判断场强、加速度、速度、动能等随位移变化的情况？图1 中若一正电荷仅在电场力作用下从A 点开始运动，你能画出Ep-x图像吗？（如图5所示）

教师通过对话教学带领学生完成问题2～4，使学生进一步明确几种图像的物理意义，形成物理观念，通过画Ep-x图像可以加深学生对该图像的理解。这些问题的设计可以激发学生学习的内部动机，启发学生自我反思，促进深度学习的发生。

五、教学反思

本节课紧紧围绕对话教学，以题目引发学生思考，激发学生学习热情，培养学生合作与交流的能力，在过程中注重核心素养的落实，将具体目标分解到知识点中，学生思维能力得到提升。

促进学生深度学习不是一节课能解决的，但是只要迈开了第一步，达成目标只是时间问题。认真备好每一节课，设计好每一节课的问题，上好每一节课，每节课学生都有所收获，其实这就是促进深度学习、落实核心素养的关键。