情境教學之物理模型的整合與反思

何錦興 王越

【摘要】新高考最大的特點是試題情境化，要從解題向解決問題轉變。大多都是以生產生活等為背景，在情境化的試題里考查學生的核心素養。物理情境化試題通常要求學生能夠通過題目所給情境進行物理模型建構，因此讓學生熟悉并用好物理模型至關重要。在高三物理復習教學中進行物理模型的歸類整理，以培養學生獨立分析、舉一反三的創新推理能力對于學生適應新高考將會帶來很大助力。本文根據一些教學實踐談談情境化物理模型的復習。

【關鍵詞】情境教學;物理模型;整合;反思

2021年高考命題要堅持立德樹人，加強對學生德智體美勞全面發展的考查和引導。要優化情境設計，增強試題開放性、靈活性，充分發揮高考命題的育人功能和積極導向作用，引導減少死記硬背和“機械刷題”現象。

很多學生為解題而解題，解題后缺少對過程的反思，缺少對模型的歸納整理，過段時間該犯的錯照犯;或在一個新的情境中根本就不會選擇恰當的物理模型進行解題，思維混亂。而新高考最大的特點又恰恰是情境化，要從解題向解決問題轉變。新高考試題大多是以生產生活等為背景，在情境化的試題里考查學生的核心素養。

高三的物理模型復習課都是圍繞著整理、復習、提高這一主題。模型復習的目的是為了鞏固已學知識，提升技能，促進知識的系統化，進而提升解決實際問題的能力。物理模型復習課應把握兩點，一是整理，把學生已學的物理模型進行系統的歸類、梳理，系統化零散的知識，清晰化容易混淆的知識;二是重新學習，提升能力。在原有的物理知識的基礎上進行高層次的再學習，進一步加深物理知識的理解，提升應用物理知識解決實際問題的能力，如2015年前廣東高考中的多模型組合問題。物理課須“授之以漁”，學生才能更好的適應新高考的要求。上好物理模型課，則是授之以漁的關鍵，以下談談上好物理模型課的幾個關鍵點。

一、物理過程模型歸類比較，掌握通用思想和方法

物理模型是同一類基礎知識，物理過程，思維過程的高度概括，是同一類問題最本質的知識、能力思維的結合體。人們一旦認識并掌握了它，就可以利用它去分析、理解和解決同一類問題。物理模型課上，必須引導學生對物理模型進行整合歸類。在中學物理有許多的物理模型，在這里主要針對過程模型進行探討。

（一）直線勻加速減速模型

教師在歸納講解時可以引導學生分析這類運動的相同點和不同點，歸納出他們的物理規律是一樣的，都指向了勻變速直線運動，區別在于具有不同的加速度，而合外力又決定著物體的加速度，引導學生根據牛頓第二定律把不同情境下的加速度求出來代入即可。

（二）平拋運動模型

（三）勻速圓周運動模型

（四）變速圓周運動

（五）子彈打木塊模型（滑板模型）

對物理模型進行歸類整理，有利于學生建立系統的知識網絡，使知識清晰明了化，有利于學生在新物理情境中的知識遷移。

二、精選例題，創設物理探究情境

習題很多，選取高效的例題進行講解將達到事半功倍的效果，有助于學生知識模型的清晰化和理解。高三的物理復習課要做到精選精煉，選取物理思維含量高、解題方法普適性強、模型典型化的題目，通過適當的情境變化進行變式訓練，夯實基礎、提升思維、舉一反三。

學生在閱題審題的時，教師應加以引導：（1）題目中有多少個物理過程？（2）“題眼”在哪里，即構建物理模型的關鍵字眼在哪里？（3）用到了什么物理概念和規律，這些概念和規律使用時需要注意什么？（4）聯系前后兩個物理過程的關鍵點在哪里？（5）還有其它解題方法嗎？例如：

例1. 如圖所示，在豎直面內有一光滑水平直軌道與半徑為R=0.4m的光滑半圓形軌道在半圓的一個端點B相切，半圓軌道的另一端點為C。在直軌道上距B為1.0m的A點，有一可看作質點、質量為m=0.1kg的小物塊處于靜止狀態?，F用水平恒力F=1.25N將小物塊推到B處后撤去，小物塊沿半圓軌道運動到C處后，落回到水平面上，取g=10m/s2。

求：小物塊落地點到B點的水平距離。

三、合理分解綜合題，實現分步推進，提高學生遇到陌生物理情境的知識遷移能力

高考試題是專家精心設計的典型題，不僅在一定程度上濃縮了課本重要的基礎知識和基本技能，而且蘊涵著豐富的物理思想和思維方法。歷年的廣東高考綜合題都含有幾個物理過程，看起來很復雜，學生往往看到題目就害怕，感覺無從下手。按程序法分析物理模型是解決這類問題最常規有效的方法，學生在要習題訓練中不斷熟練模型規律，逐步提高解題的能力。

例2 如圖所示的坐標系xOy，在x軸上方空間的第一、第二象限內，既無電場也無磁場，在第三象限存在沿y軸正方向的勻強電場和垂直xOy平面（紙面）向里的勻強磁場，在第四象限存在沿y軸負方向、場強大小與第三象限電場的場強相等的勻強電場。一質量為m、電荷量為q的帶電小球，從y軸上y=h處的P1點以一定的水平初速度沿x軸負方向進入第二象限。然后經過x軸上x=-2h處的P2點進入第三象限，帶電小球恰好能做勻速圓周運動。之后經過y軸上y=-2h處的P3點進入第四象限。已知重力加速度為g。求：

（1）粒子到達P2點時速度的大小和方向;

（2）第三象限空間中電場強度和磁感應強度的大小;

（3）帶電小球在第四象限空間運動過程中最小速度的大小和方向。

三個簡單的模型單獨拿出來大部分的學生都會做，但一組合，學生解題時往往出現思維混亂，根本原因就是物理模型、物理過程不清晰，不會找前后兩個模型的聯系點，不會進行物理模型的遷移。合理分解綜合題，實現分步推進有利于學生對多過程模型的理解。

多過程的物理情境經逐步分解后，每個過程的物理模型，物理規律都很清晰，解題的思路馬上就有了，那說明已學會了物理。

物理模型是物理知識的濃縮，是結構化、整合的知識，掌握了物理模型，也就掌握了物理規律，學生在面對新問題、新情境時，就能靈活利用它們解釋新現象，快速的找到解題的方向，真正的從解題走向解決問題。同時構建物理模型的過程中，學生的科學思維也在潛移默化地提升著，思維的進階可期。

【參考文獻】

[1]中華人民共和國教育部.關于做好2021年普通高校招生工作的通知.2021，02.