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

劉 權(quán)

(江蘇省蘇州市陸慕高級中學,江蘇 蘇州 215131)

深度復(fù)習是相對于淺層復(fù)習提出的概念。在淺層復(fù)習中大都是從教師領(lǐng)著學生復(fù)習知識點開始,然后學生做題,學生等著教師講解解題過程,最后教師歸納、總結(jié)。此種復(fù)習方式較為呆板,缺乏活力,學生感受不到學習的樂趣。高三復(fù)習并不是試題的重復(fù)練習和知識點的簡單堆砌,應(yīng)關(guān)注知識內(nèi)容的整合,以問題解決的方式,引導(dǎo)學生運用高階思維自主完善認知結(jié)構(gòu),并實時進行反思性的教學互動。深度復(fù)習與淺層復(fù)習的顯著區(qū)別是師生課堂角色發(fā)生了變化,學生從被動的知識接受者轉(zhuǎn)變成主動的問題解決者,教師從知識教授者轉(zhuǎn)變成學生學習的引導(dǎo)者。

1 “自上而下”的教學設(shè)計是深度復(fù)習的前提

“自上而下”是指教師圍繞教學目標做頂層設(shè)計,其主旨為:以問題為載體,針對某一大概念,設(shè)計教學活動,在問題解決過程中復(fù)習知識和方法。

設(shè)計的著眼點是培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。復(fù)習課除了夯實學生基礎(chǔ)、提高思維能力外,更要規(guī)范學生的做題方式,點燃做題熱情,增強學習信心。

設(shè)計的著力點是精心選題。只有教師在題海中遨游,學生才能夠跳出題海。在題海中,教師要根據(jù)本節(jié)課的知識和學情進行選題,知識跨度不要太大,難度要適中,控制在學生的最近發(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題;要有意識地選擇學生以前做錯的題,讓學生在糾錯中認清真相;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?shù)男☆}大做能激發(fā)學生的探究欲望,并幫助學生深度理解題目蘊含的物理思想;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”問題解決策略的運用是深度復(fù)習的保證

“自下而上”是指突出學生主體性,把問題解決的主動權(quán)交還于學生,從審題提取信息、分析、建模、列式、展示直至評價,所有環(huán)節(jié)都由學生自主完成。當學生遇到困難時,先交給學習小組,再推向全班,在學生互助下不能解決時,教師再給予必要的指導(dǎo)。最后由學生自己提煉大概念,梳理解題思路,歸納解題方法,構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),形成科學態(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、遷移五個進階環(huán)節(jié)。

圖1

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

生成:根據(jù)物理觀念運用科學思維方法形成有據(jù)可依的解題思路。

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

體悟:達成深度理解,提煉大概念,梳理解題思路,歸納解題方法,構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),形成科學態(tài)度。

遷移:將體悟所得運用到新的問題情境中,進一步檢驗、優(yōu)化體悟所得。

3 運用“自下而上”問題解決策略的“疊加場”復(fù)習案例

3.1 自主監(jiān)控,掌握知識和技能

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)強度為B的勻強磁場,分析小球運動過程。

圖2

生成:學生A指出,小球在重力和洛倫茲力作用下,向下偏轉(zhuǎn)。

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

體悟:受力分析、運動分析是解決問題的入口,分析要嚴謹、靈活。

問題2：小球的運動軌跡如圖3所示,求在拋出點時小球的加速度大小和小球下落高度為h(C位置)時的速度大小。

圖3

具身:學生在審視問題時,頭腦中呈現(xiàn)或調(diào)用的模型和知識主要有勻強磁場、重力、洛倫茲力、運動合成與分解、牛頓第二定律、動能定理等。

體悟:在理解科學方法的前提下,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時水平位移的大小?

問題3：在豎直平面內(nèi)增加一個怎樣的勻強電場,能使小球拋出后的運動更簡單?

生成:學生E認為,增加一個豎直向上的勻強電場,且mg=Eq+Bqv,小球拋出后以速度v向右做勻速直線運動。

學生F認為,增加一個豎直向上的勻強電場,且mg=Eq,小球拋出后以速度v逆時針做勻速圓周運動。

遷移:若只有勻強磁場,讓小球由靜止開始下落,小球的運動是不是更簡單呢?

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,其邊長為d,內(nèi)有流體從右向左流動,流體在垂直流動方向加一指向紙內(nèi)的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B。利用所學知識,自設(shè)參量,說出這個模型的用途。

圖4

具身:本題涉及的物理概念主要有勻強電場、勻強磁場、電場力、洛倫茲力、電壓,其中蘊含的大概念是電場力與洛倫茲力平衡時,電荷做勻速直線運動。

生成:學生G認為,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,當電場力與洛倫茲力平衡時,正、負電荷做勻速直線運動。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,此模型可以用來測電壓,用于磁流體發(fā)電機。

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