結(jié)構(gòu)化視角下專題復(fù)習(xí)課的教學(xué)主線設(shè)計(jì)

高中物理專題復(fù)習(xí)課是幫助學(xué)生梳理知識(shí)、深化理解、提升應(yīng)用能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié).在理想氣體方程的復(fù)習(xí)中，結(jié)構(gòu)化教學(xué)強(qiáng)調(diào)知識(shí)的系統(tǒng)性和關(guān)聯(lián)性，從結(jié)構(gòu)化視角設(shè)計(jì)教學(xué)主線，有助于學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)框架，提高解決復(fù)雜問題的能力.

1結(jié)構(gòu)化視角下教學(xué)主線設(shè)計(jì)的原則

1. 1 系統(tǒng)性原則

將理想氣體方程相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)梳理，包括理想氣體狀態(tài)方程、克拉珀龍方程、理想氣體的內(nèi)能、氣體實(shí)驗(yàn)定律等，明確各知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，形成有機(jī)的知識(shí)整體，讓學(xué)生清晰洞察知識(shí)的來(lái)龍去脈，明白各個(gè)部分如何協(xié)同作用，為解決復(fù)雜問題筑牢根基.

1.2 針對(duì)性原則

針對(duì)學(xué)生在理想氣體方程新情境應(yīng)用中存在的問題，如不能準(zhǔn)確分析氣體狀態(tài)變化過程、無(wú)法建立合適的物理模型等，設(shè)計(jì)有針對(duì)性的教學(xué)內(nèi)容和練習(xí)，手把手教他們?nèi)绾纬橄蟪鲫P(guān)鍵物理模型，強(qiáng)化薄弱環(huán)節(jié)，補(bǔ)齊知識(shí)短板，切實(shí)提升學(xué)生解決新情境問題的能力.

1. 3 層次性原則

教學(xué)主線應(yīng)具有層次性，從基礎(chǔ)概念和簡(jiǎn)單情境入手，逐步引導(dǎo)學(xué)生深入理解和應(yīng)用知識(shí)，在新情境中不斷提升思維能力.這種由淺入深、循序漸進(jìn)的

設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在漸進(jìn)式挑戰(zhàn)中穩(wěn)步提升思維能力，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的深度內(nèi)化與靈活運(yùn)用，

2理想氣體方程新情境應(yīng)用專題復(fù)習(xí)的教學(xué)主線設(shè)計(jì)

2.1構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)，妙解新情境基礎(chǔ)問題

例1得知某企業(yè)的一個(gè)特殊車間需要監(jiān)控環(huán)境溫度，某學(xué)習(xí)小組制作了一個(gè)簡(jiǎn)易的環(huán)境溫度監(jiān)控器，如圖1，汽缸導(dǎo)熱，缸內(nèi)溫度與環(huán)境溫度可以認(rèn)為相等，達(dá)到監(jiān)控的效果.汽缸內(nèi)有一質(zhì)量不計(jì)、橫截面積 S=10cm² 的活塞封閉著一定質(zhì)量理想氣體，活塞上方用輕繩懸掛著矩形重物 ψ_m ，若輕繩拉力剛好為零，警報(bào)器即開始報(bào)警.當(dāng)缸內(nèi)溫度為 T₁= 300K 時(shí)，活塞與缸底相距 H=5cm ，與重物相距 h= 3cm .環(huán)境空氣壓強(qiáng) p₀=1.0×10⁵Pa ，重力加速度大小 g=10m/s² ，不計(jì)活塞厚度及活塞與缸壁間的摩擦.

（1）當(dāng)活塞剛好接觸重物時(shí)，求缸內(nèi)氣體的溫度 T₂ ;

（2）某時(shí)刻警報(bào)器開始報(bào)警，若重物質(zhì)量為 m=

1kg ，求此時(shí)缸內(nèi)氣體溫度 T₃ ：

解析 （1）從開始到活塞剛接觸重物，氣體為等壓變化過程，則HS 解得 T₂=480K （2）從剛接觸重物到繩子拉力剛好為零，有 p₁S=pS+mg ，則 ?₁=1.1×10⁵Pa 氣體為等容變化過程 （2號(hào)解得 T₃=528K

點(diǎn)評(píng)形成系統(tǒng)的知識(shí)體系后，將帶有情境的問題進(jìn)行分析，判斷題目的隱含條件，確定應(yīng)運(yùn)用的物理規(guī)律，可便可妙解基礎(chǔ)問題

2.2深度探究定律本質(zhì)，遷移知識(shí)解決新情境綜合問題

例2某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖2所示的溫度報(bào)警器，導(dǎo)熱性良好的汽缸豎直放置，缸內(nèi)用橫截面積 S=10^-3m² 、質(zhì)量 m=0.1kg 的活塞（上表面涂有導(dǎo)電物質(zhì)）封閉有一定質(zhì)量的理想氣體.當(dāng)封閉氣體溫度 T₁=300K 時(shí)，活塞與汽缸底部的距離h₁=6cm ，上表面與 a_λ，b 兩觸點(diǎn)的距離 h₂=1cm .當(dāng)環(huán)境溫度上升，活塞緩慢上移至觸點(diǎn)處時(shí)恰好觸發(fā)報(bào)警器報(bào)警.忽略所有摩擦，大氣壓強(qiáng) P₀=1.0× 10⁵Pa ，重力加速度 g=10m/s² .求：

（1）該報(bào)警裝置報(bào)警的最低溫度 T₂ ：（2）當(dāng)環(huán)境的溫度從 T₁=300K 緩慢升高到報(bào)警的最低溫度時(shí)，缸內(nèi)氣體吸收的熱量為3.12J，求此過程中缸內(nèi)氣體內(nèi)能的增量 ΔU

解析 （1）根據(jù)題意，由蓋一呂薩克定律，

得

解得 T₂=350K

（2）在環(huán)境溫度緩慢升高的過程中，活塞先緩慢上移至觸點(diǎn)，氣體做等壓變化，設(shè)封閉氣體等壓膨脹時(shí)的壓強(qiáng)為 ，由平衡條件得 P₁S=mg+PS ，

解得 P₁=1.01×10⁵Pa

當(dāng)環(huán)境的溫度從 T₁=300K 緩慢升高到報(bào)警的最低溫度時(shí)，氣體對(duì)外界做功 W=-P₁Sh₂ ，

聯(lián)立解得 W=-1.01J 由熱力學(xué)第一定律可得 ΔU=W+Q ，解得氣體內(nèi)能的增量 ΔU=2.11J

點(diǎn)評(píng)在解決新情境問題過程中，注重方法引導(dǎo).教會(huì)學(xué)生如何通過“確定研究對(duì)象、分析氣體狀態(tài)變化過程、選取合適的理想氣體方程、代入數(shù)據(jù)求解”這一流程來(lái)解決問題.涉及內(nèi)能的問題時(shí)，需要學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)定律的本質(zhì)，弄清氣體做功的計(jì)算方法，結(jié)合熱力學(xué)第一定律即可求解.

3結(jié)語(yǔ)

從結(jié)構(gòu)化視角設(shè)計(jì)理想氣體方程新情境應(yīng)用的專題復(fù)習(xí)課教學(xué)主線，能夠幫助學(xué)生建立系統(tǒng)的知識(shí)體系，提升在新情境下運(yùn)用理想氣體方程解決問題的能力.在教學(xué)實(shí)踐過程中，注重學(xué)生主體地位的發(fā)揮和多樣化教學(xué)方法的運(yùn)用，能夠有效提高教學(xué)效果.最后通過效果評(píng)估及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)整教學(xué)策略，進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)過程.這種結(jié)構(gòu)化的教學(xué)主線設(shè)計(jì)方法為高中物理其他專題復(fù)習(xí)課的教學(xué)提供了有益的借鑒，有助于推動(dòng)高中物理教學(xué)質(zhì)量的提升.

參考文獻(xiàn)：

[1]汪曉慧.結(jié)構(gòu)化視角下專題復(fù)習(xí)課的教學(xué)主線設(shè)計(jì)—以二次函數(shù)背景下相似問題的專題復(fù)習(xí)為例[J].數(shù)學(xué)教學(xué)通訊，2021（32）：7-9.

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[3」程琳.結(jié)構(gòu)化視角下中美高中物理教材對(duì)比研究[D.洛陽(yáng)：洛陽(yáng)師范學(xué)院，2019.