轉變學習方式讓物理章末復習更有效

劉成剛

（江蘇省江陰市長涇中學，江蘇 江陰 214411）

1 章末復習的目標

“章末復習的目的在于：在每章新課學習之后，能讓學生系統地梳理和歸納本章所學的知識，加深對基本概念的理解和對基本規律的掌握，澄清在新課學習中的錯誤知識，解除疑惑，能訓練學生用所學的基礎知識和技能分析問題、解決問題.”［1］物理教學中的章末復習是對某一個單元物理教學的重要總結和提升，屬于一個階段性的復習.教材編寫者把有機練習的內容分成若干小塊編入一章的不同節，在一章的學習中，學生獨立學習每一節內容中不同知識點.雖然學到后面的節，也會回顧或運用前面節所學的知識，整體來講學生學完一章后覺得每一節都學得還可以，但是其知識結構整體來講還處于“散點型”，屬于單一認知結構，學生在解決問題時不能把不同節學到的知識點有機結合.這就是當學生學到一章的后段，會覺得很混亂的原因.所以，當一章學習結束時，很有必要對這一章進行一個系統的階段復習，幫助學生梳理知識點之間的聯系，促進學生的知識結構由單一結構水平逐步向多元結構水平轉變，達到“可以聯系多個孤立事件，不具備融合能力”的水平，之后再升級到關聯結構水平，達到“能夠將多個事件聯系起來，掌握多個物理規律的綜合應用”，最后升華到拓展認知結構水平，實現“能將知識抽象、擴展運用”的目標.

2 章末復習的困惑

以下是章末復習最有代表性的3種方式：一是先串講知識點，幫助學生先回顧本章知識點，并把它們聯系在一起，然后通過例題的講解讓學生鞏固知識的運用；二是讓學生先做題目，然后教師在講解題目時以題帶點，帶領學生學習本章知識；三是按照一個知識點一個例題“步步為營，穩扎穩打”的方式.［2］這些方式存在以下弊端：第一，很容易陷入題海戰術的泥潭；第二，往往落入輕知識結構，重習題講解，這樣本末倒置；第三，學生的興趣不能很好地被激發出來，復習課對教師課堂設計的要求尤其高，在復習課中要講授的東西學生沒有完全掌握，也是他們接觸過的，如果課堂教學的形式一成不變，教學素材陳舊，學生將會沒有太大的興趣，參與課堂的積極性也大打折扣，教學效果堪憂；第四，上述的復習方法，學生都是被動接受，這樣的學習屬于機械的無意義學習，效率低下.根據美國緬因州的國家訓練實驗室研究得出的學習金字塔理論（如圖1所示），采用不同的學習方式，學習者在兩周以后還能記住內容（平均學習保持率）的多少有很大差別.如果教師講解來梳理知識點，兩周后知識的留存率是很低的，只有5%.

圖1 學習金字塔

3 提高章末復習有效性的嘗試

俗話說“窮則變，變則通”.章末復習要追求高效課，就要改變課堂的組織形式，在課堂教學素材上推陳出新.這樣可以激發學生的學習興趣，刺激學生學習的動機，也可以幫助學生鞏固基本知識點，幫助學生升級知識結構水平.更重要的是通過改變課堂組織形式，突出學生的主體性，讓學生在章末復習中的學習行為由接受教師講解的聽，變成主動思考、探究，讓學生的學習由無意義的機械被動學習向有意義的主動探究式學習轉變，提升知識的留存率，提高課堂效率.

3.1 思維導圖，探究知識網絡

在章末復習中，要幫助學生復習舊知識、構建知識結構，但如果按照教材的順序重復，一節課的時間很難完成一章的復習，學生會感到索然無味，教師講得很多，學生到了后半節課就很難集中注意力.這樣簡單把知識點羅列呈現，學生的知識結構依然是“散點狀”的單一認知結構，學生認知結構不能向多元認知結構水平和關聯認知結構水平升級，學生學完后依然會覺得知識很多、茫無頭緒.這樣的知識梳理，往往還伴隨不分主次的缺點.在這樣的知識梳理教學中，學生是被動接收.根據教育心理學的觀點，這樣的學習屬于被動的機械的無意義學習，這樣的學習“沒有生氣、枯燥乏味、無關緊要、很快就會忘記”.這樣的教學是低效的.

建構主義學習理論認為，任何知識都是一個積極主動的建構過程，學習者不是被動地接受外在信息，不是簡單地復制知識，而是主動地根據先前的經驗和知識結構有選擇地接收外在信息、解釋信息，并生成新的信息，從而內化為自己的知識.教育和發展心理學巨匠皮亞杰認為，教育是認知發展的陶冶過程，就是創造條件，促使兒童與外界相互作用，使認知結構不斷成熟和發展的過程.要提高教學效率，就要改變學生被動學習的現狀，把學生積極性調動起來，主動構建知識網絡.具體做法如下.

圖2 “機械能與能源”的思維導圖

（1）給學生介紹，并教會學生畫思維導圖.讓學生了解思維導圖對學習物理的幫助，并展示教師畫好的某一章章末總結的思維導圖，順著思維導圖理順一章的知識點，并鼓勵學生嘗試著模仿自己畫思維導圖.

（2）在章末復習之前讓學生一起討論畫思維導圖.待學生對思維導圖熟練以后在章末復習之前讓學生自己畫思維導圖，在畫思維導圖的過程中遇到疑惑和同學一起討論，并在思維導圖上附上本章學習中經過討論還沒解決的疑惑.

（3）教師根據學生所畫思維導圖和收集的疑惑，在概念梳理時有針對性地突出重點、難點、疑點.

以《物理》必修2“機械能與能源”一章為例，讓學生畫出圖2所示的思維導圖.在畫思維導圖的過程中，學生既復習了已有的單一知識，也找到知識點之間的聯系，使得知識能夠向多元認知結構水平和關聯認知結構水平轉變.學生自主畫思維導圖，在畫圖中與同學一起討論，主動提前參與到課堂中，這學習屬于有意義學習.依據學習金字塔理論，畫思維導圖時，學生自己翻書閱讀解決的部分兩周后留存10%，和同學討論的部分能留存50%，討論中同學有疑惑教會了同學的能留存高達90%，這樣的學習會在學生頭腦中形成更加牢固的記憶和更加完善的知識網絡.

3.2 引入實驗，探究習題難點

在章末復習中，梳理知識點之后必然要給出例題，鞏固強化知識的理解，教會學生分析問題的方法.雖然現在越來越多的物理教師已經意識到物理習題應該精練精講，章末復習中梳理概念、構建知識網絡一般要用去約15－20min的時間，一節課的時間只剩下約20多min處理習題，故而章末復習中的例題更應該少而精，課堂上選擇3－4個比較典型的綜合性強一點的習題比較合適.面對少量的習題如何才能講得高效、出彩，這是在章末復習中必須要思考的.除了選擇經典例題，經過變式訓練，讓學生鞏固基本概念、基本規律、構建知識網路，習得物理方法以外，還可以在一些例題中引入實驗，讓學生在實驗探究中加深印象.

例1.如圖3所示，AB軌道和一個半徑為R的半圓弧相連，將質量為m的小球從距離水平面h高處的A點無初速地釋放，整個過程中摩擦力均可忽略，能順利經過C點，求：

圖3

（1）物體到達B點時的速度；

（2）物體到達B點時對軌道的壓力；

（3）物體到達C點時對軌道的壓力；

（4）如果小球恰好經過C點，則釋放小球的高度應該為多少？

本題設問與解答思路分析：（1）用牛頓運動定律或動能定理或機械能守恒求解B點的速度（單一結構水平）；（2）利用牛頓第二定律和向心力的公式計算B點處軌道對小球的支持力，再由牛頓第三定律得出小球給軌道的壓力（多元結構水平）；（3）利用機械能守恒定律或者動能定理計算出小球在C點的速度，受力分析找出沿半徑方向的合外力，由牛頓第二定律和沿半徑方向的合力提供向心力列出方程可得小球在C點所受的支持力，再由牛頓第三定律可得小球此時對軌道的壓力（多元結構水平）；（4）先由小球恰好經過C點的條件得到小球在C點的速度vC＝再由動能定理或機械能守恒定律求解釋放小球的高度（多元結構水平）.

本題從學生作業反饋的情況來看主要存在兩個較大的問題，第一是在第（3）問中.學生對小球在最高點C列出或FN＝mg＋或等典型錯誤公式，究其原因是學生在C處受力分析思路不清晰，甚至把小球所受的軌道給的支持力方向當成向上的.第二是在第（4）問中，不少學生想當然地認為小球恰能通過最高點C處的速度為0，然后根據機械能守恒定律得出釋放小球的高度為2h.

這樣兩個問題，其實在學習機械能守恒定律之前就已經糾正過幾次，在當時效果還行，但現在的情況讓人傻眼，怎么辦？繼續由教師講解，學生聽嗎？這樣估計過段時間很多人又會忘記.為了避免陷入這樣低效的循環，決定更改策略，在這個習題中引入實驗，實驗裝置如圖4所示.具體做法如下.

第1步，在讓學生讀題、審題之后，把小球從較高的高度釋放，讓學生觀察小球的運動，整體感知小球的運動過程.

圖4 實驗裝置圖

第2步，處理第（1）、（2）問.在求解第（2）問時，讓學生思考在最低點B處軌道對小球的作用力方向如何？小球所受合力的方向如何？按照不同的方法求解，先用機械能守恒定律列方程，再用動能定理列方程，鞏固本章的兩個重要定理，更讓學生體會用不同規律解題的區別與聯系.

第3步，再次演示小球從較高h處釋放，讓學生觀察后思考在最高點C處，軌道對小球作用力的方向是怎樣？小球還受到哪些力的作用？什么力提供向心力？并讓學生畫出受力分析圖.對于個別實在搞不明白的學生，讓他把手指放在最高點C處，手指與軌道內側相平，從較高處釋放小球讓其感受小球對軌道（手指）的力的方向，再思考軌道給小球的力的方向是怎樣的，最后列方程解決問題.

第4步，解決小球恰好經過C處的速度，也就是經過C處的最小速度.在軌道上找到高為2 R處，并做好標記.把小球從高2 R處釋放，觀察小球的運動，學生發現小球做近心運動，離開軌道.有學生會提出實驗中有摩擦，此時的摩擦力為滾動摩擦，較小.此外，操作時可以把釋放的高度適當增加一點，讓增加的這一段高度重力所做的功來平衡摩擦力做的功，發現略微提高釋放高度后，小球依然不能到達最高點C.接著師生一起探究，逐漸提高小球釋放的高度，當小球能經過C點時記下釋放的位置，此時測量一下釋放的高度是半徑的多少倍，并反復釋放讓學生觀察小球到達C處的速度是不是0.最后，再回到理論探究，計算小球在C點的速度和釋放的高度.

3.3 拓展與實踐活動，升級認知結構水平

經過前面的知識梳理，學生已經掌握了基本知識，通過練習題的訓練很多學生的認知水平也發展到關聯結構水平.如果學生能夠靈活運用，融會貫通，就要把認知水平升級到抽象拓展水平.處于該水平的學生“不僅能將知識相互關聯、概括，還可以把問題遷移到相關的不同情景中，創造性地在新情景中對問題進行歸納和演繹.”［3］給學生創造一些探究性的實踐活動，讓學生選擇測量工具、構建物理模型，在解決問題的過程中，把學生的認知水平升級到抽象拓展水平.在“機械能與能源”這一章中，可以給學生呈現如下實踐活動.

例2.測變力做功.請用平拋儀器、彈簧測力計、刻度尺、鋼球（有孔）、細線等器材，測出小球沿斜槽下滑時摩擦力所做的功.

在解決本題的過程中學生要完成任務，需要思考如下問題：（1）要測小球沿斜槽下滑時摩擦力所做的功，需要選擇哪一段運動為研究過程，該過程中摩擦力是恒力還是變力？（2）恒力做功怎么求？變力做功又該怎么求？（3）該過程中，還有什么力做功？（4）要求該過程中重力所做的功還需要測量什么物理量？（5）該過程的初、末速度是否知道？（6）末速度又該怎么求？（7）該過程的末速度就是小球平拋的初速度，要求這一速度應該測量哪些物理量？（8）測出這些物理量后，如何把該速度表示出來？（9）所測量的這些物理量與摩擦力所做的功之間有什么聯系（用什么規律求出摩擦力所做的功）？（10）所給的鋼球為什么要有孔，沒孔的行不行？

只有通過這些問題的思考，理順思路，構建物理模型，才能設計出合理的探究方案，順利完成任務.測出小球的平拋運動水平位移x，豎直位移y，平拋的初速度（摩擦力做功的末速度）v＝測出釋放小球處到水平軌道的高度h，設摩擦力做功為Wf，由動能定律得

圖5

上述任務完成后，可做如下拓展：（1）請說出小球分別在軌道上運動的過程中和平拋運動過程中能量轉化情況，這些能量的轉化過程是通過什么途徑實現的；（2）根據剛才測量的物理量，算出小球在平拋運動過程中重力做功的平均功率以及小球落到槽里的瞬間小球重力的瞬時功率.

1 黃永生.給你介紹一種物理章末復習策略［J］.物理教學探討，2007，15（24）：19.

2 晏廷飛.“一例貫通”在物理章末復習中的應用［J］.教學與管理，2012，（34）：75.

3 王較過.SOLO分類法在物理教學形成性評價中的應用［J］.物理通報.2011（10）：103.