高中物理教學(xué)增質(zhì)提效之“重教材、巧遷移”
——以研究實驗題圖像類解題策略為例

廣東 黃文珍 洪華標(biāo)

一、背景概述

每年的高考物理試題情境常常出新，出新的試題背景常引入前沿科技，讓人耳目一新，但也會使考生猝不及防。其實，在萬千變化的情境中，考查的主干知識、思維方法及解題策略不會發(fā)生太大變化，依綱據(jù)本的出題原則，是不會動搖的。從中足以窺見，教材在學(xué)生獲取知識、增長能力中有著重要的引領(lǐng)及指向作用；教材是學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理知識與開拓思維的根本依托，高中物理教師在物理教學(xué)中必須牢牢把握教材的編寫意圖，挖掘教材知識內(nèi)涵和思維方法及解題策略，為學(xué)生感知新情境、誘發(fā)新問題做出引導(dǎo)，對解題策略和調(diào)整情境后的新舊知識聯(lián)系奠定堅實的基礎(chǔ)。

2020年教育部修訂的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》明確強調(diào)，要注重物理學(xué)科的本質(zhì)……，為學(xué)生終生發(fā)展奠基。應(yīng)對現(xiàn)代和未來社會發(fā)展的挑戰(zhàn)打下基礎(chǔ)。物理學(xué)科核心素養(yǎng)中“物理觀念”強調(diào)，教學(xué)中要注意概念和規(guī)律的深度理解和靈活應(yīng)用。而深度理解和靈活應(yīng)用的實質(zhì)是學(xué)習(xí)遷移的基礎(chǔ)和本質(zhì)。可見，學(xué)習(xí)遷移是檢驗是否達(dá)到深度理解與靈活應(yīng)用、是否能促進(jìn)終身發(fā)展、應(yīng)對未來挑戰(zhàn)最重要的指標(biāo)之一。誠然，高中物理教師必須深入研究教材教法，促進(jìn)教、學(xué)、考有機融匯。但巧妙地進(jìn)行思維方法及解決策略的遷移，才能從根源處有效地提升高中物理教學(xué)效果。

二、案例分析

下面就以圖像類知識為例，深入剖析“重教材、巧遷移”，使高中物理教學(xué)增質(zhì)提效。

圖1

1.力學(xué)實驗中有關(guān)圖像類問題的處理

【例1】一輕質(zhì)彈簧水平固定于某一深度為h，且開口向右的小筒中，已知輕彈簧的原長為L0，且L0

圖2

圖3

【方法指引】在解決這類圖像類問題時，已經(jīng)學(xué)習(xí)過教材中v-t圖像的解題策略。看到此類圖像問題時已在傳達(dá)“通性”，即若要用圖像信息來求得其中的物理量，就需熟知“v-t圖像”的處理方式，根據(jù)情境考查胡克定律這一知識點，要回歸圖像中涉及物理量F與L的最原始解析式F=kx(x為形變量)，再逐一在題目中找到解析式中各個物理量的表征，最后比對圖像信息，從而求得目標(biāo)物理量的數(shù)值。

【點評】本題乍一看，無從下手，但通過遷移教材圖像類問題的處理思想，領(lǐng)悟其“通性”，便可解題。著手回歸F-L最原始的解析式F=kx(x為形變量)，找到式子中x的表達(dá)是L+h-L0，由此找到圖像的F-L關(guān)系，再通過比對圖線信息，找到圖線斜率即是彈簧勁度系數(shù)這一結(jié)論，從而在有限時間內(nèi)創(chuàng)造性地突破問題，化難為易，贏得高分。

2.電學(xué)實驗中有關(guān)圖像類問題的處理

【例2】某同學(xué)設(shè)計了如圖4所示的電路來測量電源電動勢E、內(nèi)阻r和電阻R1的阻值。實驗器材有：待測電源(電動勢為E，內(nèi)阻為r)、待測電阻R1、電壓表V(量程1.5 V，內(nèi)阻很大)、電阻箱R(0～99.99 Ω)、開關(guān)S1、單刀雙擲開關(guān)S2及導(dǎo)線若干。

圖4

圖5

3.原子物理中有關(guān)圖像類實驗問題的處理

【例3】在做光電效應(yīng)的實驗時，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng)，實驗測得光電子的最大動能Ek與入射光的頻率ν關(guān)系如圖6所示，由圖線可求出該金屬的極限頻率為________；普朗克常量為________；該金屬的逸出功為________。

圖6

【方法指引】本題仍然可根據(jù)試題情境回歸Ek與ν最原始的表達(dá)式hν=Ek+W0，找到Ek-ν關(guān)系式，再通過比對圖像信息，求得其中各個物理量。

【點評】本題的解題策略依然是源于教材圖像類的處理模式，思想方法根植教材，通過遷移應(yīng)用，得以巧妙地解題。

三、結(jié)語