2023年高考江蘇卷物理第10題的教學思考*

鄭永圣

(南京市江寧區教學研究室 江蘇 南京 211100)

1 引言

在物理學習中,學生做了不少題目,當時不會做的題目教師也都講評過,但以后遇到類似的問題有不少學生還是不會解決,這固然與學生自身的學習能力有關,但筆者認為這跟教師的習題教學策略也有很大的關聯,到底應該怎樣進行習題教學才更有效呢,很多教師都有這方面的困惑,筆者認為要想提高習題教學的效率,有一條比較有效的途徑,那就是教師要引導學生認真對題目進行循跡溯源,弄清題目的來路,探尋題目的解題思路,思考題目新的考查出路,把相關聯的知識和方法通過精心設計,變成一系列問題或題組,利用它們來組織習題教學,這樣能夠突破一味簡單的題型模仿,以及日復一日的題海訓練,從而引導學生學會如何去思考問題、學會如何去遷移方法、學會如何去應用知識,這是一種習題教學高效的教學模式.

本文以“2023年高考江蘇卷物理第10題的教學”為例,探究不同的解題方法,形成一題多解,展示物理問題解決的多元化,再突出一題多變,展示物理問題的可變性,強化一題多用,揭示該問題的本質特性.

【試題】(2023年高考江蘇卷物理第10題)達·芬奇的手稿中描述了這樣一個實驗:一個罐子在空中沿水平直線向右做勻加速運動,沿途連續漏出沙子.若不計空氣阻力,則下列圖1中能反映空中沙子排列的幾何圖形是( )

圖1 2023年高考江蘇卷物理第10題題圖

2 試題循跡溯源

首先要弄清楚這道試題的來路,所謂來路是指這道習題是從什么問題演化而來,它涉及問題的結構是怎樣的,它的母題題根是怎樣的.追本溯源,這道試題是由飛機投彈問題演化而來,飛機投彈問題最早出現在1989年高考全國物理試卷中,可見,高考試題注重考查物理學科本質的東西是永遠不會改變的,所涉及的知識點是運動的合成問題,試題來源于下面的母題.

【母題】一架飛機在高空中由西向東沿水平方向勻速飛行,飛機每隔相同時間空投一個物體,連續空投了6個物體(不計空氣阻力).下列圖2是從地面某時刻觀察到的6個空投物體的位置,其中正確的是( )

圖2 母題題圖

解析：由題意可知,飛機做的是勻速運動,從飛機上面空投出來的物體做平拋運動,由于慣性,物體在水平方向上的速度與飛機相同,因此物體始終在飛機的正下方,故此空投出來的6個物體在同一條豎直線上,物體在豎直方向上做自由落體運動,根據自由落體運動的運動規律可以知道,6個物體在豎直線上相互之間的距離由上到下在逐漸增大,故選項D正確.

【變式1】若飛機由西向東沿水平方向勻加速飛行,飛機每隔相同時間空投一個物體,連續空投了6個物體(不計空氣阻力)．下列圖3是從地面某時刻觀察到的6個空投物體的位置,其中正確的是( )

圖3 變式1題圖

解法1：描點做圖法.

在2T時刻,設第一個物體和第二個物體連成的直線與水平方向的夾角為θ,則

設第一個物體和第三個物體連成的直線與水平方向的夾角為α,則

解法2：函數解析法.

消去t可得

解法3：參考系變換.

3 試題解題思路

本試題中沿途連續漏出的沙子,若不計空氣阻力,可以看成是從飛機中空投出來的一個個的物體,由上面的母題及變式可知,已經空投出來的物體在空中排列的幾何圖形是一條傾斜的直線,故選項D正確.

4 試題考查出路

這種問題還可以怎么考呢,這是在習題教學時教師要帶學生去認真思考的問題.

【變式2】若飛機由西向東沿水平方向勻減速飛行,飛機每隔相同時間空投一個物體,連續空投了6個物體(不計空氣阻力)．則這6個空投物體在空中的位置分布情形又如何?

消去t可得

5 總結

上面的教學設計通過設置相似的情境鏈、問題串來促進學生的深度學習,先以題組中的母題開路,引導學生對母題進行分析討論,教師再借題發揮,畫龍點睛,使學生在積極主動探索知識的過程中掌握方法,在解答問題的過程中鞏固所學知識,使學生解決問題的能力得到訓練與提高.這種“題組”教學法的優勢在于下面幾個方面.

5.1 符合學生認知規律

面對新事物或新知識,學生往往需要經過從簡單到復雜的過程,往往要經歷從最初的模仿到理解,再到創新的過程.題組教學的出發點就是基礎題型,然后通過條件的變換增加題目難度,層層遞進,不斷地為學生搭建好上升的階梯.

5.2 教學目標更加集中

學生在一系列問題的解答過程中,更加明確教師講解的目的與意圖,進而掌握該類型問題的解決思路與方法,也切實提高了解決實際問題的能力,以后如果再遇到類似問題定能輕松應對.

5.3 符合因材施教理念

題目難度逐漸增加,對于那些學習能力較低的學生形成一定助力,這類學生只需掌握、鞏固基礎變化即可,對學習能力強的學生可通過題組訓練,在復雜變化中對相應的知識點進行深入理解.