基于高中物理專題式習題課教學的“微課題”模式構建

胡皓云

摘? ?要：本文介紹了構建高中物理專題式習題課教學模式的新理念，并提出基于高中物理專題式習題課教學“微課題”模式概念。論述通過學生分層設定研究目標，促進學生認知狀態發生轉變，用微科研的方式參與科學探究，著力探索高中物理習題教學有效模式。

關鍵詞：高中物理;專題式習題課;習題教學;核心素養; “微課題”模式

1? 問題提出與分析

習題教學作為連結概念、規律和實驗等教學環節的紐帶，因而成為高中物理教學中的一種重要課型。高中物理教學中常見的專題式習題課則是打破章節的界限將某一類知識的內涵和外延進行匯總和拓展，針對某一主題與目標重組教學內容有針對性的教學[ 1 ]。這種針對性教學可以讓學生形成比較系統的知識體系，從而成為日常教學中復習知識的主要教學形式。傳統的專題式習題教學往往是教師根據需要設置專題，經歷精選習題、課前練習、課堂講評、課后鞏固等環節，整個過程由教師支配，緊湊而倉促并具有模式化傾向，無法充分關注學生的差異，學生往往停留于簡單地模仿，熟記程序與技巧。這樣的課堂注重傳授知識與方法而不能真正意義上培養學生的能力與素養。 《高中物理課程標準》指出要立足于培養物理學科核心素養的視角確立習題教學的目的，習題教學要全面提高學生的問題解決能力[ 2 ]。在學習方式上引導學生自主學習，提昌教學方式多樣化。 而“微課題”模式教學作為一種“開放式”教學形式則能很好地將物理學科核心素養的培養落實于專題式物理習題教學括動中。

2? 高中物理“微課題”模式在專題式習題教學中的構建

專題式習題課“微課題”模式界定：專題式習題課“微課題”模式也稱為專題式習題微型研究，是學生為解決日常學習中發現的具體問題而確立的小課題。“微課題”形式不必拘泥于課題研究的完整流程，以“問題即課題、對策即研究、收獲即成果”為基本理念。該模式實施包括以下主要環節。

2.1? 確定研究課題

教師根據教學目標和學情實際確定專題式習題課研究課題。如學習“恒定電流”一章后，在課堂教學和作業反饋中，學生中關于圖象理解和運用的問題暴露明顯。“閉合電路的歐姆定律”是整個高中階段的重點內容，是電學實驗的理論基礎。該定律的應用，要求學生有較高的綜合分析問題的能力，實驗數據的處理能力，利用圖象解決物理問題的能力。學生在本節課前，已經學習了歐姆定律、焦耳定律、閉合電路歐姆定律，對電路的研究比較全面。物理圖象蘊涵一些解題需要的信息，物理圖象也是重要的學科語言，能直觀地表述物理規律、描述物理過程，并能揭示物理量之間的相互關系及變化趨勢[ 3 ]。但該部分涉及的圖象眾多，學生對這部分內容難以形成相對有序的知識網絡。完成相應準備知識后，學生對電路中的圖象有重組和提升的要求。基于“問題即課題”的理念，于是“閉合電路中的圖象的應用研究”微課題就產生了。

2.2? 設定課題研究目標

教師應把握學業質量要求，結合教學內容和學情實際，合理設計教學目標，并通過實施教學，促進學生物理學科核心素養的提升及相關水平的達成。筆者根據自己班的學生結構，依據學生自愿原則分成三個組：基礎組、提高組和拔尖組，并選出責任心較強的同學為組長，負責召集、研究確定研究方案和總結研究成果（組別會根據學段考成績和學生意愿及研究主題進行調整）。研究過程中教師和同學們一起設定研究目標，引導學生自主選擇研究方法并制定可行的研究方案展開研究。

如：“閉合電路中的圖象的應用研究”課題分組分層目標設定

基礎組：復習歐姆定律、電阻定律、閉合電路的歐姆定律、電路中的功率關系，嘗試用圖象表達物理規律;理解閉合電路中路端電壓與電流間的函數圖線，特別理解圖象斜率對應的物理意義。

提高組：熟練掌握“化曲為直”的物理思想方法，通過分離和控制變量，通過閉合電路歐姆定律建立聯系，靈活變換各物理量間的線性變化規律。

拔尖組：歸納整合路端電壓、干路電流與負載的關系;電源的輸出功率與外電阻、電流、電壓間的函數圖線。知道這種關系的公式表達和圖象表達，并能熟練從圖象中提取物理信息。

2.3? 設計與實施課題研究過程

以“微課題”模式展開探究主要是讓學生的學習過程處于開放式狀態，因為有課題研究方案的指引，這樣的過程既開放又有序。好的課題方案要注重挖掘物理教學本質，顯化科學方法，體現物理邏輯。“微課題”模式基于其“微”的特點，雖不必拘泥于課題研究的完整流程，但必須就某個具體問題完成認知上的突破。師生共同確定研究目標后，必須重點設計研究方案，確定研究方法和數據收集和處理方法，同時要做好課題前期準備、實施階段和課題總結的時間安排及具體分工。分層分組的處理可以關注學生個體差異并能讓其與所處的環境相互作用并發揮出主動性，教師在這一過程中要對具體問題做出合乎物理教學邏輯的引領。

如：“閉合電路中的圖象的應用研究”課題分組分層設計研究方案要點

基礎阻：運用實驗研究法、經驗總結法.描繪電路中常見的的圖象，討論并理解圖線上截距、斜率的含義。查閱文獻討論分析歐姆定律描述的是一種狀態關系而不是過程關系，從而理解從圖象上找出對應的“工作點”求電阻 。

提高組：通過實驗研究法、個案研究法重點分析“安阻法”（圖1）“伏阻法”（圖2）測定電動勢和內電阻時的公式和圖象表達，深刻理解“化曲為直”求測電源電動勢和內阻的基本方法。

拔尖組：通過實驗探究和理論探究得出閉合電路中總電流、路端電壓與外電阻間的I-R、U-R圖線;電源的輸出功率與外電阻、電流、電壓間的P-R、P-I，P-U圖線，并分析圖象上峰值的坐標含義，拓展電路問題的圖象表達;嘗試運用excel畫出上述圖象。

2.4? 表述與評估研究成果

關于科學探究的交流和表達，應引導學生從以下方面提高表達能力：一是整理交流內容，對問題的提出、探究方案的設計、數據收集和處理方法、形成探究結論及論證、反思存在的問題等;二是表達的形式，包括文字、圖象和公式等，根據實際內容選擇合適的形式進行交流[ 4 ]。教學中要為學生提供交流的機會，讓學生充分準備，進行有條理、有邏輯的發言。各組按研究方案進行總結、整合成果，形成研究報告。教學過程中在成果表述時安排一個課時，各組輪流匯報研究成果。此時教師可以發起學生自評、生生互評，最后教師點評總結。肯定課題研究中取得的成果，指出研究中存在的問題及今后繼續努力的方向。

如：筆者在“閉合電路中的圖象的應用研究”成果交流課上的點評要點

基礎組：通過再次實驗探究深刻地理解了物理規律的圖象表達，如電源U-I圖象、定值電阻U-I圖象、小電珠U-I圖象，并能結合規律的公式表達能熟練讀取圖象中斜率、截距、特殊點的物理意義。特別是結合電阻的定義理解了非線性U-I圖象中電阻的求法。

提高組：熟練掌握“化曲為直”的物理思想方法（圖3），在實驗過程中，運用了分離和控制變量法，通過數學變換找出各物理量間的線性變化規律。特別是由理想圖象到實際圖象的完善，找出了新的實驗誤差的分析方法，研究成果的表達非常簡練直觀。

拔尖組：在實驗研究基礎之上拓展電路問題的圖象表達。得出了閉合電路中總電流、路端電壓與外電阻間的I-R、U-R圖線;電源的輸出功率與外電阻、電流、電壓間的P-R（圖4）、P-I（圖5）、P-U（圖6）圖線等一系統非線性圖象。除了運用數學中的求極值方法進行理論探究峰值大小并綜合分析出各圖象峰值的物理含義，更難能可貴的是能運用excel軟件擬合各條非線性圖象，直觀反映出各物理量的變化趨勢。

通過本課題研究同學們體驗到觸類旁通后的成功喜悅，在理解物理規律的多種表達過程中同時體驗到科學方法，提高遷移應用能力。相信同學們在內化這些研究結果后對往后的物理圖象的學習會產生深遠影響。

最后教師還要精選有梯度的問題，給學生提供自我診斷，檢查能否運用所學知識解決實際問題，進一步促進學生完成“學懂”到“會用”的內化遷移，并完成自我突破。

3? 專題式習題課“微課題模式”對教學的啟示

專題式習題教學是反饋學生學習情況的重要通道。教學不能僅局限于抽象習題的重復演練，這樣學生收獲的只是一些零碎的經驗，要引導學生對于科學方法、物理本質進行深入的洞察形成深刻的理解[ 5 ]。以“微課題”形式展開的習題教學在內在動機的激發，信息的收集、整合和加工等方面讓學生的主體作用得以充分發揮。“微課題”模式作為一種“開放而有序”的教學模式，完成“習題”向“問題”的轉變，整個過程教師在關鍵處“導引”“點撥”，注重學生對研究過程的體驗，研究方法的運用，研究成果的整合與運用。“微課題”模式旨在引領“教”與“學”方式的轉變，該模式在教學中的運用，學生的問題意識和探究意愿越來越強，在課題開展過程中學生的研究能力不斷提高，這一模式有利于促進教師專業水平的提高和學生學科核心素養的提升。

參考文獻：

[1]朱建平.高中物理專題教學的組織策略[J].物理教學探討，2016，34（7）：4-7.

[2]陸永華. 基于物理學科素養的高中物理電磁感應教學研究[D].蘇州：蘇州大學，2016.

[3]湯勝利.物塊在斜面上滑動時的物理圖像問題[J].中學物理教學參考，2016，45（8）：68-69，97.

[4]駱興高.指向物理核心素養的教學設計——以“探究感應電流產生的條件”的教學為例[J].物理教學，2018，40（7）：2-6.

[5]陳清梅，胡揚洋，邢紅軍.物理高端備課：構建U-S合作的橋梁——以“生活中的圓周運動”為例[J].教育科學研究，2013（12）：55-60.