意識 功能 方法
——對學考、選考背景下物理教學設計的研究與實踐

□王超良

（浙江省義烏中學，浙江義烏 322000）

意識 功能 方法
——對學考、選考背景下物理教學設計的研究與實踐

□王超良

（浙江省義烏中學，浙江義烏 322000）

“學考+選考”的“新高考”跟“老高考”間有著很大的差異.新高考需要教師從教學內容的布局、教學方式的運用和教學時間的安排等方面進行整體考慮，在努力把握分析解決問題的大方向上下功夫、做文章，在長計劃、短安排中，真正把握教學的主動權，切實幫助學生突破關鍵性的教學內容，提高應變能力.

教學策略；教學設計；整體規劃；教學片段

新高考改革方案的最大亮點是增加了學生的選擇性，讓學生在全面學習的基礎上，實現有興趣地學習，使其個體成長與發展的空間得到有效地提升，從而實現個性化地發展.

但是，由于考試時間大大提前，考試內容也增加了不少，而每周實際授課的課時數卻沒有增加.因此，如何解決好這對矛盾，是每個物理教師都必須面對的一個極為重要的研究課題.

一、在學考、選考背景下物理課堂教學的路在哪里？

仔細分析“學考+選考”、“老高考”的高考試題，可以發現“學考+選考”跟“老高考”間還是有很大的差異，這是兩個完全不同的概念.“老高考”中，無論從知識的廣度、深度，還是從靈活度上看，要求都比較高；而“學考+選考”的新高考，要求特別高的點就那么幾個.這就需要我們從教學內容的布局、教學方式的運用和教學時間的安排等方面進行整體考慮，在努力把握分析解決問題的大方向上下功夫、做文章，在長計劃、短安排中，真正把握教學的主動權，切實幫助學生突破關鍵性的教學內容，提高應變能力.那么，在學考、選考背景下的物理教學中，怎樣才能產生切實有效的教學效果呢？顯然，首先應該明確的是把握好教學設計的大方向，讓學生真正參與到知識的構建過程中來，讓學生在經歷簡約有序的教學活動中，習得知識、獲得能力的提升.

（一）注重課堂教學結構的整體規劃，把握好教學的節奏

知識是動態的，知識結構的形成過程就是能力提升的過程.讓學生形成完整的知識結構是教學的目標，但學生構建知識結構的過程不可能一蹴而就，這就要求教師對教學進程要有宏觀的把握，切實把握好教學內容呈現的時機，控制好教學的節奏.因此，教師要注重課堂教學結構的整體規劃與設計.

1.努力開辟最佳的教學路徑

設計教學流程時，要通盤考慮，縝密思考，反復推敲，通過有效地整合，把知識的生成過程以最快捷的路徑呈現出來，把學生最想知道的東西展示出來，把學生最應該掌握的知識、方法與思路構建成結構完整、便于提取的信息系統.

2.充分發揮媒體的整合功能

在教學設計中，教師要充分挖掘各種教學媒體的功能，努力從不同的側面，用不同的方法，尋找活動內容的最佳結合點，打造出活動內容豐富、形式多樣、方法合理、思路靈活、情感體驗真切的，也富有立體感的課堂教學系統.

3.優化教學模塊的邏輯結構

在對各種教學媒體的整合中，各種教學媒體呈現的內容要合適，要相輔相成，出現的時機也要把握好，要符合人們的認知規律，符合學生的學習心理特點，符合思維發展的邏輯順序.

（二）注重教學片段的設計與構建

顯然，在教學設計中，一個教師如果樹立了教學設計的模式意識，也具備了一定的整體把握知識結構的策略和能力時，那么他的課堂在反映教材知識演化邏輯順序的“知識序”、反映課堂教學流程時空順序的“教學序”和反映學生學習活動心理順序的“認知序”方面，就一定會有良好的表現，就會在“三序合一”的教學過程中，實現課堂教學效果的最大化.

但是，要想使一堂課充滿活力，富有靈氣，使教學活動真正處于和諧的信息交流狀態中，凸現出課堂的品位，就要深入挖掘教材的內涵，注重教學片段的設計與構建.教師要努力創設既能挖掘教材內容的內涵,又能激發學生學習的主動性,也能充分發揮教師教學的主導作用的教學片段.

1.以情境為中心構建教學片段

問題情境是物理教學的出發點，一個實際的問題可以超越模式識別，引發思維.因此，以“情境”為中心構建教學片段，是物理教學中尋找教學亮點最常用的一種方法.

2.以問題為中心構建教學片段

問題解決是認知的核心.問題解決的過程中往往蘊含著豐富的知識，而教師教學水平的高低，也主要表現在引導學生解決問題的過程中，表現在提取蘊含知識的能力上.這就要求教師針對具體的教學內容，設計出具有思考價值、有實際意義的問題，然后先讓學生思考并嘗試解決，再組織學生借助圖書資料、投影儀、網絡資源、計算機輔助教學等手段進行討論和合作學習，提高學生分析解決問題的能力.

3.以突破關鍵環節為中心構建教學片段

在課堂教學中，如果教師能設法使學生理解所學內容的認知要求、社會要求和情感要求，學生的學習效果將會大大提高.

當然，構建教學片段的手段是很多的，這就需要充分發揮教師的教學智慧.但不管采用什么教學方式，我們都要樹立以人為本的教學觀念，都要立足于學生成長與發展的角度，努力追求“三序合一”的教學境界.

二、在學考、選考背景下物理課堂教學設計的幾條途徑

（一）抓住關鍵內容進行教學設計

對于重點的、關鍵性的教學內容，我們要弄清楚教材的內涵，把握教材中關鍵性的東西，揭示清楚教學內容中體現的知識結構，努力精簡教學過程，突出重點和關鍵性的東西.

案例1：楞次定律的教學

楞次定律是高中物理中最為抽象的規律之一，它既是教學重點，也是教學難點.為解決這一教學課題，雖然已經積累了豐富的研究資料,但沒有出現如何立足于物理學科的本質與學生學習的實際，系統地研究楞次定律教學的物理內涵，并給出邏輯思維脈絡清晰的教學設計作品.

圖1

顯然，傳統教學中實驗的選取不當是造成教學邏輯繁冗的根本原因.為此，我們選用“楞次環”實驗作為教學的出發點和突破口.實驗裝置如圖1所示，A、B都是鋁環，其中A環閉合，B環斷開，橫梁可以繞其中間的支點轉動.實驗時，用條形磁鐵的一極垂直插向、拔出A環，可觀察到儀器繞支點轉動.該實驗的優勢在于：第一，實驗裝置簡單、實驗現象直觀，可以直接判斷出感應電流的磁場方向.這樣，感應電流的方向就可用右手螺旋定則進行判斷.第二，可以控制和分離變量.這樣，感應電流的方向與感應電流的磁場方向就被分離開來.所以，傳統教學急于尋找磁場這一“中介”并選用繁復且無法直觀地反映物理現象間的關系的“螺線管的四組實驗”的教學思路，并非最佳的教學路徑.

選用“楞次環”后，我們就可以對楞次定律進行更加符合教學邏輯的教學設計.

第一步，判斷感應電流的磁場方向.

實驗時，將條形磁鐵的N極垂直環面插向A環時，發現A環向遠離磁鐵方向運動，呈現一種“來拒”現象；再使條形磁鐵的N極垂直環面離開A環時，卻發現A環向靠近磁鐵方向運動，出現了“去留”的現象.而對B環作相仿的實驗時，卻沒有發生這樣的現象.而后，換用S極進行多次同樣的實驗，發現仍然呈現這種“來拒去留”的實驗現象.這種直觀、簡約的實驗現象不僅剝離了線圈繞向等多重因素，而且分離了感應電流方向這一因素.

在實驗中呈現出來的“來拒”與“去留”，正是鋁環中感應電流磁場與原磁場相互作用的宏觀表現，根據“同名磁極相斥，異名磁極相吸”的基本規律容易判斷感應電流的磁場方向.

第二步，判斷感應電流的方向.已知感應電流的磁場方向，根據安培定則判斷出感應電流的方向.

第三步，總結出在電磁感應現象中具有普遍意義的楞次定律.根據記錄實驗現象的表格（見表1），在進一步分析的基礎上，可以引導學生從物理本質上進行歸納：當鋁環中的磁通量增加時，感應電流的磁場方向與磁場方向相反；而當鋁環中的磁通量減少時，感應電流磁場方向與磁場方向相同.“增反減同”的規律也就很自然地被總結出來了.

表1

可見，選擇“楞次環”實驗是基于儀器的簡單性以及物理規律表述的直觀性的特征.這種直觀性有助于學生形象思維能力的培養.因為，“來拒去留”描述的是感應電流的磁場與原磁場的相對位置，這是看得見、摸得著的東西；而“增反減同”是從磁通量的角度來說的，是看不見、摸不著的東西，需要學生在教師的引導下進行想象才能理解；“阻礙”則說的是楞次定律的本質，是對“來拒去留”與“增反減同”的高度概括.運用“楞次環”實驗進行教學突破，則既包容了微觀的、理論的、數學的含義，也更容易描述電磁感應現象中隱含的那種宏觀的、現象的、力學的特征.因而，也就更容易被學生所接受.

（二）運用“先學后教”的教學策略進行教學設計

對于既是關鍵性知識，又是教學重點或難點的教學內容，要努力激發學生的學習興趣，充分發揮學生的主觀能動性.我們可以通過先布置學生按“教學綱要”進行預習，教師按“教學綱要”設計教學過程的方法開展教學，使學生有能力參與到教學活動過程中來，讓學生在經歷知識的發生、發展與變化的全過程中，實現有效地突破.

案例2：速度變化快慢的描述——加速度

本節教學內容既是教學重點，也是教學難點.對于學生來說，為什么要引入加速度的概念，如何理解加速度的概念等都是非常抽象的、難以駕馭的問題.為了達到良好的教學效果，教師就要積極創造條件，增強教學的直觀性，降低思維的坡度，努力提高學生的認知水平.

1.教學綱要

①為什么要引入加速度這個物理量？它表示什么物理意義？②什么叫加速度？它的定義式是怎樣的？你是如何理解定義式中相關物理量的含義的？③你是怎么確定加速度的方向的？④怎樣利用運動圖像分析加速度的大小和方向？

2.教學過程設計

（1）創設情境，引入課題

首先，播放終極PK視頻：飛機、汽車與摩托車同時從靜止開始加速啟動至穩態的運動情境.讓學生在觀察中形成表象，提供學生進行形象思維的素材.接著，教師結合飛機、汽車和摩托車運動的即時速度與時刻的記錄表（見表2），通過提問引入新課.

表2

①汽車、摩托車、戰斗機，誰運動得更快？②引導學生在對比分析的基礎上，形成思維的方向：運動快→位置變化快→速度大；起動快→速度變化快→加速度大還是小？

（2）比較分析，形成概念

①為什么要引入加速度這個物理量？它表示什么物理意義？②什么叫加速度？它的定義式是怎樣的？你是如何理解定義式中相關物理量的含義的？

（3）合理引導，突破難點

①你是怎么確定加速度的方向的？引導學生通過作圖的方式在頭腦中形成清晰的物理圖景（如圖2所示）.

圖2

②形成結論：加速度a的方向與速度變化量Δv的方向相同；加速運動時，加速度方向與速度方向相同；減速運動時，加速度方向與速度方向相反.

③概念辨析

下面的說法對嗎？為什么？

v越大，a就越大；v變化越快，a就越大；a為零，v也為零；a不變，v也不變；a減少，v也減少；a向東，v可能向西；a為正值，v一定增加.

（4）智能訓練

①某同學將一足球以5m/s的速度踢出，球沿水平地面向右作勻速運動，碰到豎直墻面后以3m/s的速度被反向彈回，最后又被該同學用腳踏住.若已知足球被踢出、反彈和踏住的時間均為0.1s.規定向右方向為正方向，試求：足球在被踢出、反彈和踏住的過程中的加速度.

②怎樣利用運動圖像分析加速度的大小和方向？

根據飛機、汽車和摩托車運動的即時速度與時刻的記錄表（表3），完成以下任務：

表3

任務1：在同一張速度-時間圖像中作出飛機、汽車和摩托車運動的v-t圖線；

任務2：對照v-t圖線，想一想：有什么發現？

結論：速度圖線中的斜率表示加速度的大小.

試根據如圖3所示的v-t圖線，說出物體運動的情況.

圖3

（三）針對教學實際條件，構建教學過程

有些教學內容可以根據學生的認識水平及學校教學裝備的實際條件，在堅持以人為本的原則下，因地制宜地進行教學設計，從而達到激發學生形象思維、降低思維坡度，提高教學效果的目的.

案例3：波的干涉

本節內容的教學目標是認識穩定的干涉現象，知道產生穩定干涉圖樣的條件.其中，認識產生穩定的干涉圖樣的條件也是教學的難點.對波的干涉，盡管高考的要求低，但教學時間緊，學生對相關知識信息的儲備也比較少.因此，要想順利完成教學任務并非易事.

顯然，對教材內容進行有機地整合，讓學生在經歷感性認識的基礎上，按照物理知識發生、發展和變化的順序展開教學過程就比較適合學生認知的規律.為此，針對學生現有的學習基礎和學校教學裝備的實際，我們設計了以下教學過程.

1.引入新課

⑴復習舊知，為新課做準備.

①波的獨立傳播原理；②波的疊加原理.

⑵設置疑問，激發興趣.

兩列連續不斷的波在相向傳播并疊加時會發生什么現象呢？

⑶引導學生觀察,激發學生學習的心向.

演示彈性繩（由若干條橡皮筋串套而成）上的駐波實驗（圖4）：馬達帶動彈性繩一端振動形成繩波，與從彈性繩的另一端反射回來的波疊加.

圖4

思考：你看到了什么現象？

讓學生在仔細觀察現象后，對彈性繩上發生的現象用語言進行描述與表達.

①有的點振動強，有的點振動弱；②強、弱區域相互間隔；③強、弱區域固定不變.

提出干涉的概念：兩列波疊加時，某些區域振幅變大，某些區域振幅減小的現象.

教師在引導學生仔細觀察的基礎上進行補充說明：振動加強與減弱區域固定不變，且振動加強區域與振動減弱區域相互間隔.

2.新課教學

通過運用實物演示和計算機軟件輔助等探究活動讓學生獲得體驗，探究發生干涉現象的條件.為了更好地研究這種現象，利用軟件在計算機上進行模擬.

首先讓學生了解軟件菜單和設置，再進行探究活動.

（1）打開《波的疊加》的Flash文件：讓學生先了解橫波、縱波與水波.

（2）讓學生觀察現象，形成概念：通過橫波疊加、縱波疊加、水波疊加現象的觀察，認識到這些現象都是波的干涉.

（3）思考：兩列波的疊加一定會發生干涉嗎？

兩列波的波長、振幅、周期和波速都相同，發生干涉，如果不同，還發生干涉嗎？

引導學生聯想到可以運用控制變量法進行探究.

提示：同一介質中，波速一定，由波長λ=vT知，波長λ與周期T成正比.

讓學生認識到改變參數其實就兩種情況：

①振幅不同、其他物理量相同；②波長、周期不同，其他物理量相同.

（4）提問：哪些物理量不同，兩列波就不干涉了？

總結出產生干涉的條件：兩列波頻率相同，波源相差恒定.

（5）波的干涉的應用（現象解釋）：放大音叉的聲音（音叉量筒實驗）.

用計算機模擬水波的疊加，讓學生看《雙波源水波干涉》實驗，再利用計算機進行模擬，可以清楚地看到水波的干涉圖樣.通過設置兩波源頻率制作波的疊加動畫，讓學生既能看到相干疊加現象，也能看到非相干疊加現象.

3.課后自主探究

用比較簡單的方法制作水波干涉圖樣：用同心圓法繪制水波干涉圖樣，用實線圓代表波峰、虛線圓代表波谷，并找到振動加強和減弱的區域.

除了以上方法外，還可以運用“案例教學法”和利用“閱讀引導法”設計教學過程。

在選考內容中，有些教學內容引入中學物理教材的本意，只是為了拓展學生的視野，教學要求并不高，千萬不要在深度上做文章.對于這樣的教學內容，在教學設計中，定位一定要準確，切勿喧賓奪主.例如，在選修3-4、3-5教材中就有不少諸如《粒子的波動性》、《物質波》、《放射性元素的衰變》、《放射性的應用與防護》《探測放射線的方法》、《重核的裂變》和《輕核的聚變》這樣的教學內容.對這樣的內容，運用“案例教學法”能收到非常好的教學效果.但教學主線一定要把握好，知識點也要到位，思維方法必須得厘清.

對于非重點、非關鍵性的教學內容，或對一些學生通過自學能夠解決問題的教學內容，我們可以大膽地采用“閱讀引導法”來設計教學過程，先布置學生自學綱要，再通過教師啟發引導學生進行討論，然后通過針對性的過關練習的方式完成教學過程.這樣處理，既節約了教學時間，也培養了學生的學習能力，是一種非常值得嘗試的教學方法.

我們應該看到，教學改革是課程改革的重要組成部分，教師教育觀念是否更新，教學方式是否發生了質的改變，是衡量課程改革成敗的重要標準，而學生學習方式的轉變是課程改革的顯著特征和核心任務.教學的目的，不單是讓學生知道得更多，知識面更廣，而在于教會學生在知道別人的東西的同時，有能力和機會悟出自己的東西.這種“悟”的過程，離不開想象，離不開探索，離不開反思，離不開豐富多彩的結論的交鋒，或許正是這個過程，最終才能讓學生學會創造，學會創新.