讓物理關鍵能力在復習課上真實提升
——以“物體的運動”為例

顧炳峰

（無錫市華莊中學，江蘇 無錫 214125）

中考復習，應以課標為指導，兼顧知識梳理、方法回顧、能力提升.中考第一輪復習的重點也許是知識與方法的再現，而制高點卻應該是能力的提升，尤其是關鍵能力的培養，是有利于學生終身發展的.本課例以我國航天事業的熱點——天問一號探索火星為背景來激發學生的愛國情感、對科學的熱愛、對宇宙的好奇心，同時，面對新的情境，提出新的問題，實施全面評價，提升物理關鍵能力，可以說是巧妙高效的.

1 在真實情境中激發物理關鍵能力

全新的真實情境是激發學生學習興趣的需要，也是教學評價的需要，更是激發學生的關鍵能力的需要.真實的情境有助于促進學生建模、辨析，激活學生的概括理解能力；有助于促進學生測量、論證，激活學生的科學探究能力；有助于促進學生分析、方法運用，激發學生的實踐應用能力；有助于促進學生遷移、質疑，激發學生的求實創新能力.

本課例以我國天問一號探火工程為背景，自制“天問”模型教具，如圖1所示.模型的原型是蘇教版物理教材8年級上冊圖5－24“噴氣火箭”.設計的難點：（1）如何使模型運動緩慢，以便可以較準確的測量運動的時間，再測出速度.（2）如何使模型出現局部的勻速直線運動，以便完整地展示兩種直線運動，再分析數據建立勻速直線運動和變速直線運動的模型.

圖1

制作方法是：首先給養樂多瓶底部鉆直徑約4mm小孔，它既是充氣孔又是排氣孔，而且可以使噴出的氣體緩慢穩定噴出，使動力比較穩定.然后將氣球嘴套在養樂多瓶口.這樣模型本體就做好了.最后將養樂多瓶表面裝飾一下，然后用雙面膠粘在吸管上，將塑料繩穿過吸管并拉直，最后氣球充入氣并釋放后，模型就可以沿著繩做直線運動了.調整充入氣球的空氣量，氣球膨脹后與塑料繩擠壓而被下壓，同時氣球與塑料線在運動過程中會產生摩擦，氣球雖然因為放氣而體積變小，但由于氣球頸部的彈性使氣球向上反彈繼續摩擦塑料線而保持一定的摩擦力，使一段時間內動力等于阻力，從而出現一段時間內的勻速直線運動.然后隨著氣球與塑料線壓力減小導致摩擦力減小，動力大于阻力，氣球繼續做加速運動.裝置圖如圖2所示.

圖2

天問模型的基本功能是展示全新、全面的運動場景，引發問題鏈，展開測量與分析，在測量、分析、描述等的過程中激發學生的物理關鍵能力.新舊情境對比及作用詳見表1.

表1 新舊情境對比

2 在真實數據中培養物理關鍵能力

數據是情境走向物理的橋梁，是物理建模的基礎，是描述物理規律的證據.獲取數據、分析數據則是學習物理過程中必備能力.本章要求學生會分析、判斷并描述物體的運動狀態，為今后的利用力和運動的關系解決問題而打下基礎.判斷則需要證據，測量就是為了獲得證據，以便更準確的描述，圖3就是本章的知識—能力結構圖.

圖3

2.1 巧測時間，提升獲取數據的能力

本章要求學生不僅會通過常用測量工具測量長度和時間，也要能采用一些巧妙的方法來測量長度和時間，前者是基本技能，后者則是能力進階，體現解決實際問題的能力.本課例中“比較天問模型運動快慢是否變化”的環節中，分段并比較各段的速度是一種基本思路，分段越多，描述其運動特點就越準確，但是每段時間太短則導致測量時間十分困難.此時，我們可以使用一種新的計時方法，那就是視頻計時法.

課例中將天問模型準備通過的路程分成10段，每段20cm，然后現場錄制實驗視頻，再導入電腦，用“愛剪輯”軟件打開視頻，在軟件右側的播放窗口可以看到視頻畫面，如圖4所示.視頻在暫停播放狀態下，用鼠標拖動“時間軸滾動條”，并用方向鍵“↓”、“↑”來微調確定模型運動的位置，讀取此時的視頻時間.記錄模型運動至不同位置時對應的視頻時間，相鄰兩個時間相減，即可得到每段運動的時間.視頻中模型從“00∶00∶02.220”時刻開始運動，也就是第2.220s開始運動，到達第一個刻度點（20cm處）的 時 刻 為“00∶00∶02.920”（即2.920s），到達第2個刻度點（40cm處）的時刻為“00∶00∶03.220”（即3.220s），這樣的話，從0點開始運動至20cm處所用的時間是2.920s－2.220s＝0.70s，從0點開始運動至40cm 處的時間是3.220s－2.220s＝1.00s，依次類推.本課例中由視頻得出模型運動至各點時刻如表2所示，通過excel表格數據處理功能自動整理得出模型從開始運動至各點所用的時間如表3所示.

圖4

表2

表3

該方法的好處就是可以分段多些，通過視頻計時法可以計量出每段的時間，為準確分析物體運動特點提供數據支撐.

2.2 遷移創新，提升分析、歸納能力

如果說獲取數據是側重于操作，提升探究能力，那么分析數據就更側重于邏輯推理，提升遷移創新能力.學生聯想到新授課上“研究玻璃管中氣泡運動的快慢”時分析數據所用的“分段法”和“圖像法”，從而應用于“分析判斷天問模型運動快慢是否變化”中來，這就屬于方法的遷移.針對表3中的數據，學生可以采用分段法來進行分析，根據區間間隔Δl，通過的時間t′，算出相應區間的速度v來進行比較，如表4所示.發現從80cm至160cm這段區間的模型運動速度保持不變，近似于勻速直線運動，而從整體上看，天問模型做的是變速直線運動，同樣的，通過圖像法分析，也可以得出t1-t2時間段可近似看成勻速直線運動，整體運動可看成變速直線運動，如圖5所示，體現了“圖像法”更方便且準確.

表4

圖5

“分段法”采用的是相同路程比時間，那么能否相同時間比路程呢？借助“頻閃攝影”就可以做到！這就屬于方法的創新.頻閃攝影就是相機間隔相同的時間來記錄物體所在的位置，可以反映物體運動的特點，即可以利用相同時間比路程來比較運動的快慢是否發生變化.本課例借助手機軟件“動態鏡頭”（僅限安卓版）可以非常快速的拍出模擬頻閃照片.打開軟件拍攝運動視頻，然后自動分解成頻閃照片，還可以改變時間間隔生成不同頻率的頻閃照片，一目了然，如圖6、圖7所示.由頻閃照片可以明顯發現，虛線框框出來的運動部分近似為勻速直線運動.

圖6

圖7

3 在真實評價中提升物理關鍵能力

復習課就是對新授課的評價，全新的情境又能促生真實的評價.本課例不僅對原有知識和方法進行了回顧和評價，更體現了問題、評價和能力的進階，在進階中提升物理關鍵能力.問題、評價的進階應符合學生思維發展的邏輯，進而有利于促使能力的進階.本章主要思維邏輯是：判斷物體的運動狀態是否改變，是研究力和運動關系的基礎.那么，物體是運動還是靜止的？如果是運動的，物體運動方向有沒有改變？物體運動速度有沒有改變呢？如圖8所示.

圖8

正是這樣的邏輯關系，本課例評價分3個階段：先從判斷天問模型的相對運動開始，評價運動的相對性；再到判斷天問模型運動的快嗎，評價比較、描述和定義物體運動的快慢（包含測量速度）；最后是判斷天問模型運動快慢是否變化，這樣的評價是循序漸進的；能力上第1階段鞏固了概括理解能力；第2階段提升了收集數據的能力；第3階段提升了方法應用、遷移創新等能力，從能力角度來講也是循序漸進的.本節課尤其還提升學生定義的能力，從顯性低階的定義“直線運動”“曲線運動”“勻速運動”“變速運動”再到創造性的比值定義法定義“速度”：通過相同路程比時間、相同時間比路程是非常容易比較物體運動快慢的，那么路程和速度都不同，該如何比較呢？可以通過統一到單位時間比路程（s/t）或者相同路程比時間（t/s），而“比值大反映物理量大”更符合人們認知的角度，所以就將s/t來定義速度v.與此類似，為什么用F/S定義壓強p，用m/V來表示密度ρ…這些比值法定義是不是都從利于比較和符合認知義的呢？學生可以觸類旁通，這就初步形成定義的角度去定的能力.若時間上允許，學生還可從天問一號火星近火制動（近似看成直線運動）的數據中發現勻減速運動，如圖9所示.學生已經能定義速度來反映物體運動的快慢，那么能否嘗試定義一個物理量來反映速度變化的快慢呢？這道思考題，可以進一步來評價學生的定義能力，通過評價，促使了學生能力進階.

圖9

4 結語

我們要培養學生在面對新的情境和物理問題時，總能夠在正確的思想價值觀念指導下，高質量地認識問題、分析問題、解決問題的能力，即物理關鍵能力.而能力是要在學習實踐過程中逐步培養的，在復習課上的能力培養較新授課而言應該是進一步的，我們不能將復習課僅僅作為回顧、重復知識方法，而應該提升、突破能力水平.如果說復習課上要有新的收獲，那么一定是學科關鍵能力的提升.我們要研究和追求以學科關鍵能力培養為目標的復習課.