中學物理課堂教學結構優化策略研究

易海玲

摘 要：“沒有課堂教學層面的改革，就沒有真正意義的課程改革”，基礎教育發展到今天，應當強調基于“核心素養”的課程標準、學科設置、教師研修，特別是課堂變革的問題。結合中學物理學科特點，結合不同物理課型探索優化中學物理課堂教學結構的策略，以促進中學物理課堂教學的優化，從而更有利于提高學生的學科核心素養。

關鍵詞：中學物理；課堂結構；優化

一、教學結構的含義

教學結構是指在一定的教學思想的指導下，為完成一定的教學目標，對構成的諸要素在時間、空間方面所設計的比較穩定的活動程序。教學結構優化一般含有課前備課預設優化、課堂教學結構優化、課后反思總結優化，課前優化是為課堂教學結構優化提前做好充分準備工作，而課后反思總結優化是后續課堂教學結構優化的再加工。因此，課堂教學結構優化是教學結構優化的關鍵環節。

二、中學物理課堂教學結構優化策略

從實用性和典型性出發，筆者提出物理概念課教學、物理規律課教學、物理實驗課教學、物理習題課教學等四種物理教學的典型課型。

1.物理概念課

物理概念是物理規律的基礎。如果沒有一系列的物理概念作基礎，就無法形成物理學的體系。例如，若沒有時間、位移、速度、加速度等一系列概念，就不可能形成運動學內容體系；物理概念是物理教學的關鍵。如果不能形成正確的概念，不僅會影響學生對有關物理規律的理解、掌握，而且還會直接影響學生整個物理學科的學習質量。因此，在中學物理教學中，首要的就是讓學生掌握物理概念。

概念引入是概念教學中的一個重要環節。在物理概念的教學中，必須首先給學生創造一個適應教學要求的，借以引導學生發現問題、思考問題、探索事物本質屬性的物理環境，從而使學生明確為什么要引入這個概念，引入它有什么作用，這樣才能把教學目的轉化為學生的學習目的，激起學生的學習興趣和求知欲望。

例如，“速度變化快慢的描述——加速度”一節為引入加速度概念，列舉以下三種車加速起步一段時間后的速度，請填下面的表格并比較哪種車速度變化得最快。

大客車：起步15 s后速度為30 m/s；旅客列車：起步15 s后速度為6 m/s；摩托車：起步10 s后速度為30 m/s；噴氣式飛機：從30 m/s的速度開始滑行6 s后停止。

然后引導學生進行數據分析，通過提問引發學生思考，同時提示學生回憶已學的速度的概念建立過程。經過比較得到：速度的變化量與所用時間的比值越大，即單位時間內的速度變化量越大，表示速度變化得越快。這樣不僅揭示出了加速度這個概念的本質屬性，而且使學生認識到了引入新的物理量的必要性。在物理概念教學中，教師要掌握課堂教學的時機，經過對比分析，揭露事物的本質屬性后，因勢利導，立即轉移到定義概念這一環節上。

在按照這種教學結構所形成的物理概念課堂教學活動中，學生是信息加工的主體和知識的主動建構者；教師是教學活動的組織者、指導者、促進者。教師通過教學內容實現了對學生物理學科物理觀念和科學思維素養的培養。

2.物理規律課

物理規律是物理基礎知識中最重要的內容之一，是物理學知識體系的中心。學生感覺物理學科學習難度大，是因為在物理規律課堂教學中教師很多時候是重視理論推導、輕視親身體驗，認為學生記住物理規律后會應用規律解題就可以了。殊不知，學生由于缺少對物理規律得出過程的體驗，以至于不能真正理解規律，靈活運用就更難了。以“變壓器”的教學設計片段為例，談談如何結合優化中學物理規律課課堂教學結構，有效突破教學重點和難點。為了研究理想變壓器的工作規律，首先讓學生了解理想變壓器的條件，教師利用實驗室可拆變壓器，分別在原線圈未通電和通電的情況下，請一位學生用手觸摸橫條鐵芯和提起鐵芯，感受鐵芯的作用，并分析實驗現象產生的原因，原、副線圈中的“電”是通過鐵芯的“磁”來相互聯系的，從能量轉化的角度來看，變壓器是把一種電能通過磁場能轉換成另一種電能的裝置，鐵芯起到了轉換能量的作用。教師可演示可拆變壓器的鐵芯由不閉合到閉合，接在副線圈兩端的小燈泡的亮度從小到正常發光的變化過程。分析閉合鐵芯的作用，提出漏磁。再請一位學生用手觸摸剛工作后的變壓器的線圈和鐵芯，并說出感覺。分析為什么會發熱？經過對以上一系列問題的分析，學生很容易總結出理想變壓器的條件。然后依據能量守恒觀點進一步結合理論推導得出理想變壓器滿足的物理規律。

多數物理規律課的教學，適合開展科學探究活動，因此，在優化中學物理規律課堂教學結構過程中，要使學生掌握物理規律，應該盡可能地讓學生親歷探究物理規律的過程。

3.物理實驗課

在物理實驗課堂教學中積極開展探究式教學是激發學生學習興趣、提高學生核心素養的有效手段。在創設實驗培養學生提出物理問題的能力過程中，要在啟發性上下工夫，在演示實驗過程中不斷引導思維，讓學生把觀察和思維緊密結合起來進行思考，使學生的認識由表及里逐步深化。例如，“導體的電阻”這一節在引導學生提出問題的環節，為了說明電阻與導體的粗細有關，將日常生活中的兩個100W和15W的兩個燈泡并聯接入電路，讓學生觀察燈泡亮度后，將燈泡的燈絲展示給學生觀看，然后提問，實驗中燈泡的亮度為什么不同？由已學知識知道，并聯電壓相同，亮度不同，說明電阻不同，學生自然會提出問題：電阻為什么不同？導體的電阻與哪些因素有關？從學生生活中熟悉的事物入手開始提問，有利于培養學生在生活中學會觀察、善于思考的習慣。

物理實驗課教學過程中，不要害怕學生實驗出錯。有時實驗出錯恰恰是暴露學生學習中存在問題和解決問題的最好時機。例如，在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的電學實驗中，滑動變阻器的分壓接法和限流接法既是本實驗的重難點，又是電學部分學生普遍存在的典型問題。實驗中學生在連接電路圖的環節，在連接滑動變阻器的過程中容易出現將滑動變阻器的接線柱接錯的典型問題，發現學生錯誤后教師不應該直接指出學生的錯誤，這時教師的引導作用尤為關鍵，問學生是否可以試驗待測小燈泡兩端的電壓為零，鼓勵學生動手實驗檢驗自己的想法，讓學生自己主動發現問題、尋求解決問題的辦法，才能實現真正意義上的探究。學生通過親歷完整的探究過程，不僅糾正了之前的錯誤認識，對知識本身產生了深刻的認識，更重要的是掌握了科學的研究方法，發展了學生的思維能力，培養了學生的實驗能力以及獨立分析解決實際問題的能力。只有學生自己親身經歷的東西才是“活”的，才能在學習后體驗到成就感，從而使學生的探究興趣和探究能力得到逐步提高。

4.物理習題課

物理習題課教學是鞏固與靈活運用所學物理知識解決實際問題、培養學生的遷移能力的一種主要形式，是中學物理教學的一個重要組成部分。在習題教學中，教師應采用習題變式訓練的教學方式，對物理中的問題進行不同角度、不同層次、不同情形、不同背景的變式，以暴露問題的本質特征，揭示不同知識點間的內在聯系。

例如，“習題課——傳送帶模型”的課堂教學設計如下：

【例1】如圖1所示，水平傳送帶兩輪A、B間距L足夠長，傳送帶以速度v=2.0m/s沿順時針方向勻速轉動。現有一物體以水平速度v0=0由A端放上傳送帶，設物體與傳送帶間滑動摩擦因數為μ=0.10（g=10m/s2）。求：

（1）物體在加速階段的位移S1；

（2）物體在傳送帶上留下痕跡的長度。（假設物體在傳送帶上滑動時能留下痕跡）

【變式訓練1】若L=1.28m，原題其他條件不變，求物體從A運動到B的時間t。

【變式訓練2】若L=8m，原題其他條件不變，求物體從A運動到B的時間t。

【變式訓練3】若L=8m，v0=3m/s，原題其他條件不變，求物體從A運動到B的時間t。

【變式訓練4】若L=8m，v0=5.0m/s原題其他條件不變，求物體從A運動到B的時間t。

【變式訓練5】如圖2所示，水平傳送帶兩輪A、B間距L足夠長，傳送帶以速度v=2.0m/s沿逆時針方向勻速轉動。現有一物體以水平速度v0=5.0m/s由A端滑上傳送帶，設物體與傳送帶間滑動摩擦因數為μ=0.10（g=10m/s2），求出物塊離出發點最遠的距離S。

【變式訓練6】在變式5中，若L=8m，其他條件不變，物塊將從傳送帶哪端離開，離開時速度多大？

【變式訓練7】在變式5中，若L=15m，其他條件不變，物塊將從傳送帶哪端離開，離開時速度多大？

小結：水平傳送帶問題求解的關鍵在于：

（1）分析物體與傳送帶的相對運動情況從而對傳送帶上的物體所受的力進行正確的分析。尤其時刻物體受力情況分析是解決此類問題的切入點。

（2）時刻就是物體所受摩擦力的有無、大小、方向等均可能發生突變的時刻。

該模型學生常見的問題主要表現在以下兩方面：（1）物體與傳送帶之間是否存在摩擦力、是滑動摩擦力還是靜摩擦力、摩擦力的方向如何；（2）物體相對地面、相對傳送帶分別做什么樣的運動。針對這些實際問題，本設計從最簡單的題設條件水平傳送帶、足夠長、物塊初速度為零入手，通過依次改變傳送帶長度、改變物塊初速度的大小、改變物塊初速度的方向的變式訓練讓學生初步建立模型特點，并引導學生歸納出分析此類問題的方法。

習題課堂教學結構優化的關鍵在于教師根據學生的特點和教學內容，以學生為中心，選擇的習題要具有典型性、針對性、啟發新、多樣性和靈活性。在此基礎上對習題進行科學合理的編排設置以更有利于學生的學習。習題課采用由易到難、循序漸進的方式開展課堂教學。

以上是中學物理幾種常見課型課堂教學結構的優化策略，實質上優化策略的實施還會受學生、教學條件等諸多因素的影響。中學物理課堂教學結構本身是一個復雜的系統，包含的因素很多，從不同的角度應該有不同的優化策略，但只要在具體實施教學的過程中結合實際，依據科學的教學目標，把教學內容的邏輯聯系和學生的實際進行結構性處理和教學法加工，優化課堂教學結構，一定可以整體提高課堂教學效率，從而真正提高學生物理學科的核心素養。

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注：本文系廣州市教育科學規劃2016年度名師專項課題（課題批準號：1201544289）“中學物理課堂教學結構優化策略研究”研究成果。