“自下而上”的高中物理深度復(fù)習(xí)策略探討①
——以“疊加場(chǎng)”復(fù)習(xí)為例

劉 權(quán)

(江蘇省蘇州市陸慕高級(jí)中學(xué),江蘇 蘇州 215131)

深度復(fù)習(xí)是相對(duì)于淺層復(fù)習(xí)提出的概念。在淺層復(fù)習(xí)中大都是從教師領(lǐng)著學(xué)生復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)開始,然后學(xué)生做題,學(xué)生等著教師講解解題過程,最后教師歸納、總結(jié)。此種復(fù)習(xí)方式較為呆板,缺乏活力,學(xué)生感受不到學(xué)習(xí)的樂趣。高三復(fù)習(xí)并不是試題的重復(fù)練習(xí)和知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單堆砌,應(yīng)關(guān)注知識(shí)內(nèi)容的整合,以問題解決的方式,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用高階思維自主完善認(rèn)知結(jié)構(gòu),并實(shí)時(shí)進(jìn)行反思性的教學(xué)互動(dòng)。深度復(fù)習(xí)與淺層復(fù)習(xí)的顯著區(qū)別是師生課堂角色發(fā)生了變化,學(xué)生從被動(dòng)的知識(shí)接受者轉(zhuǎn)變成主動(dòng)的問題解決者,教師從知識(shí)教授者轉(zhuǎn)變成學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者。

1 “自上而下”的教學(xué)設(shè)計(jì)是深度復(fù)習(xí)的前提

“自上而下”是指教師圍繞教學(xué)目標(biāo)做頂層設(shè)計(jì),其主旨為:以問題為載體,針對(duì)某一大概念,設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),在問題解決過程中復(fù)習(xí)知識(shí)和方法。

設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。復(fù)習(xí)課除了夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)、提高思維能力外,更要規(guī)范學(xué)生的做題方式,點(diǎn)燃做題熱情,增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心。

設(shè)計(jì)的著力點(diǎn)是精心選題。只有教師在題海中遨游,學(xué)生才能夠跳出題海。在題海中,教師要根據(jù)本節(jié)課的知識(shí)和學(xué)情進(jìn)行選題,知識(shí)跨度不要太大,難度要適中,控制在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū);要選擇經(jīng)典題,它們是一類題的代表,掌握它便能舉一反三;教師要關(guān)注教材,很多經(jīng)典題來自教材的例題和課后習(xí)題;要有意識(shí)地選擇學(xué)生以前做錯(cuò)的題,讓學(xué)生在糾錯(cuò)中認(rèn)清真相;要選擇有思維空間、有張力、有挑戰(zhàn)的題,可以一題多解,一題多問,一題多變;適當(dāng)?shù)男☆}大做能激發(fā)學(xué)生的探究欲望,并幫助學(xué)生深度理解題目蘊(yùn)含的物理思想;要選擇有情境的題,這類題目信息量大,內(nèi)容新,與新高考的命題方向吻合。

2 “自下而上”問題解決策略的運(yùn)用是深度復(fù)習(xí)的保證

“自下而上”是指突出學(xué)生主體性,把問題解決的主動(dòng)權(quán)交還于學(xué)生,從審題提取信息、分析、建模、列式、展示直至評(píng)價(jià),所有環(huán)節(jié)都由學(xué)生自主完成。當(dāng)學(xué)生遇到困難時(shí),先交給學(xué)習(xí)小組,再推向全班,在學(xué)生互助下不能解決時(shí),教師再給予必要的指導(dǎo)。最后由學(xué)生自己提煉大概念,梳理解題思路,歸納解題方法,構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),形成科學(xué)態(tài)度。

圖1是“自下而上”問題解決的流程圖,以問題為核心,先后經(jīng)歷具身、生成、創(chuàng)新(批判)、體悟、遷移五個(gè)進(jìn)階環(huán)節(jié)。

圖1

具身:沉浸式審題,提取關(guān)鍵信息,聯(lián)結(jié)認(rèn)知結(jié)構(gòu)中相關(guān)的物理觀念。

生成:根據(jù)物理觀念運(yùn)用科學(xué)思維方法形成有據(jù)可依的解題思路。

創(chuàng)新:對(duì)不同的解題思路提出質(zhì)疑、批判,結(jié)合證據(jù)科學(xué)論證自己的觀點(diǎn),反駁對(duì)方觀點(diǎn),進(jìn)而提出創(chuàng)新性見解。

體悟:達(dá)成深度理解,提煉大概念,梳理解題思路,歸納解題方法,構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),形成科學(xué)態(tài)度。

遷移:將體悟所得運(yùn)用到新的問題情境中,進(jìn)一步檢驗(yàn)、優(yōu)化體悟所得。

3 運(yùn)用“自下而上”問題解決策略的“疊加場(chǎng)”復(fù)習(xí)案例

3.1 自主監(jiān)控,掌握知識(shí)和技能

問題1：如圖2所示,小球質(zhì)量為m,電荷量為+q,以初速度v水平飛入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),分析小球運(yùn)動(dòng)過程。

圖2

生成:學(xué)生A指出,小球在重力和洛倫茲力作用下,向下偏轉(zhuǎn)。

創(chuàng)新:學(xué)生B在肯定A同學(xué)的分析時(shí),提出見解,比較重力和洛倫茲力大小關(guān)系,小球可能做三種運(yùn)動(dòng):向上偏轉(zhuǎn),向右勻速直線運(yùn)動(dòng),向下偏轉(zhuǎn)。

體悟:受力分析、運(yùn)動(dòng)分析是解決問題的入口,分析要嚴(yán)謹(jǐn)、靈活。

問題2：小球的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖3所示,求在拋出點(diǎn)時(shí)小球的加速度大小和小球下落高度為h(C位置)時(shí)的速度大小。

圖3

具身:學(xué)生在審視問題時(shí),頭腦中呈現(xiàn)或調(diào)用的模型和知識(shí)主要有勻強(qiáng)磁場(chǎng)、重力、洛倫茲力、運(yùn)動(dòng)合成與分解、牛頓第二定律、動(dòng)能定理等。

體悟:在理解科學(xué)方法的前提下,才能快速抓住問題的關(guān)鍵,找到解決問題的策略。

遷移:將同樣的小球分兩次拋出,拋出速度相同,一次小球帶電,另一次小球不帶電,比較小球下落h時(shí)水平位移的大小?

問題3：在豎直平面內(nèi)增加一個(gè)怎樣的勻強(qiáng)電場(chǎng),能使小球拋出后的運(yùn)動(dòng)更簡(jiǎn)單?

生成:學(xué)生E認(rèn)為,增加一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),且mg=Eq+Bqv,小球拋出后以速度v向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

學(xué)生F認(rèn)為,增加一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),且mg=Eq,小球拋出后以速度v逆時(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

遷移:若只有勻強(qiáng)磁場(chǎng),讓小球由靜止開始下落,小球的運(yùn)動(dòng)是不是更簡(jiǎn)單呢?

3.2 深刻理解大概念

問題3：如圖4所示,截面為正方形的非磁性管,其邊長(zhǎng)為d,內(nèi)有流體從右向左流動(dòng),流體在垂直流動(dòng)方向加一指向紙內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。利用所學(xué)知識(shí),自設(shè)參量,說出這個(gè)模型的用途。

圖4

具身:本題涉及的物理概念主要有勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)、電場(chǎng)力、洛倫茲力、電壓,其中蘊(yùn)含的大概念是電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí),電荷做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

生成:學(xué)生G認(rèn)為,如果流體是高溫等離子體(在高溫下將氣體全部電離為電子和正離子),在電場(chǎng)力、洛倫茲力共同作用下,正電荷向下表面b偏轉(zhuǎn),電子向上表面a偏轉(zhuǎn),上、下表面形成電壓,當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí),正、負(fù)電荷做勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)穩(wěn)定后管的上下表面間的電壓為U,等離子體的流速為v,有:U=Bdv,此模型可以用來測(cè)電壓,用于磁流體發(fā)電機(jī)。

體悟:只有深刻理解大概念,做題時(shí)才能從容應(yīng)對(duì),并且能在不同情境下進(jìn)行遷移,做到舉一反三。