“IEE互動生態(tài)教學(xué)模式”下高中物理單元教學(xué)設(shè)計在習(xí)題講評課中的應(yīng)用

張先竹

摘要：在“IEE互動生態(tài)教學(xué)模式”下，應(yīng)用單元教學(xué)設(shè)計上習(xí)題講評課，單元教學(xué)設(shè)計應(yīng)突出從“教”走向“學(xué)”，遵循學(xué)生主體性、教學(xué)過程程序性、習(xí)題設(shè)置階梯性等原則，并讓其貫穿在習(xí)題講評課的課前、課中和課后.本文以對電磁感應(yīng)現(xiàn)象中焦耳熱的計算為例進行基于學(xué)習(xí)進階的單元教學(xué)設(shè)計.首先學(xué)習(xí)診斷環(huán)節(jié)回顧一般的解題方法;然后遞進式列舉例題，引導(dǎo)學(xué)生分析問題，明確各種解法特點，突出重點、突破難點.

關(guān)鍵詞：“IEE”：“互動生態(tài)”：單元教學(xué)設(shè)計：習(xí)題講評課：應(yīng)用

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2022）03-0068-03

2020年初，湛江市二中海東中學(xué)提出了“互動生態(tài)教學(xué)模式”（Interactive Ecological Education 簡稱IEE模式），它是在海東中學(xué)第一個十年課程教學(xué)改革基礎(chǔ)上的優(yōu)化與提升，從一開始的課堂變革，到課程體系的重組，再到理念內(nèi)驅(qū)，最后創(chuàng)生了新的教學(xué)生態(tài)，它的主要內(nèi)容包括單元教學(xué)設(shè)計、互動生態(tài)課堂、四修課程體系、全人教育理念.

在“IEE互動生態(tài)教學(xué)模式”下，習(xí)題講評課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了一定的概念、規(guī)律、解題方法后進行的，習(xí)題講評課突出了學(xué)生主體性、教學(xué)過程程序性、習(xí)題設(shè)置階梯性，是為了更好地開展物理問題解決教學(xué)，將單元教學(xué)設(shè)計貫穿在習(xí)題講評課的課前、課中和課后，課前，通過自主學(xué)習(xí)和課堂前測，讓學(xué)生對所學(xué)知識逐漸系統(tǒng)化和條理化，達到鞏固、理解的目的;課中，突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，依據(jù)《普通高中物理課程標準（2017年版 2020年修訂）》、新教材和新高考要求，通過設(shè)計情境化、活動化、任務(wù)化的學(xué)習(xí)活動，增強學(xué)生學(xué)習(xí)過程的體驗性、實踐性和整體性，深化活化對所學(xué)的概念和規(guī)律的理解，逐步領(lǐng)會分析、處理和解決物理問題的思路和方法;課后，這種課型尤其強調(diào)將物理知識與實際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用緊密聯(lián)系起來，提高學(xué)生的應(yīng)用能力和動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識.

教學(xué)設(shè)計流程：

教學(xué)內(nèi)容分析?學(xué)習(xí)者分析?學(xué)習(xí)目標確定?學(xué)習(xí)重點和難點?學(xué)習(xí)評價設(shè)計?學(xué)習(xí)活動設(shè)計?教學(xué)反思與改進

現(xiàn)以《電磁感應(yīng)現(xiàn)象中焦耳熱的計算》的單元教學(xué)設(shè)計為例，其具體應(yīng)用如下：

1 課前學(xué)習(xí)診斷

課前，安排自主學(xué)習(xí)反饋和配套測試，掌握學(xué)生現(xiàn)有知識水平和預(yù)習(xí)情況，采用學(xué)生自行批改和小測試的評價方式.

問題清單

設(shè)置開放性問題，以學(xué)科大概念為線索，回顧本節(jié)習(xí)題課相關(guān)主要內(nèi)容：

老師提問一：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中求熱量的方法有哪些？

老師提問二：若感應(yīng)電流是恒定的，采用哪種方法求解？

老師提問三：若感應(yīng)電流是變化的，又用哪種方法求解？

（學(xué)生七嘴八舌）

解析：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中熱量的求解方法有：1、感應(yīng)電流是恒定的，用熱量定義式Q=I2Rt進行計算;2、感應(yīng)電流是變化的，用能的轉(zhuǎn)化與守恒定律求解，可以用功能關(guān)系Q=W克服安培力，直接計算出克服安培力所做的功，或者用能量守恒定律進行計算;3、既能用公式Q=I2Rt求解，又能用能的轉(zhuǎn)化與守恒定律求解的，則可優(yōu)先用能的轉(zhuǎn)化與守恒定律求解，在一些特定情況下，還有一些變通的方法求解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中熱量.

2 課中，問題反饋，互動研討，訓(xùn)練鞏固

課上，每個環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)活動的設(shè)計均安排互動環(huán)節(jié)（生生互動或師生互動），教師呈現(xiàn)情境，提出富有挑戰(zhàn)性的驅(qū)動型問題及學(xué)習(xí)任務(wù)類型，對應(yīng)學(xué)生活動，示范指導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)，聚焦學(xué)科思想方法，關(guān)注課堂生成，糾正思維錯誤，恰當運用評價方式（導(dǎo)學(xué)案、課堂觀察、師生訪談）與評價工具開展過程性評價，激發(fā)興趣，促進學(xué)習(xí).

例題如圖1所示，足夠長的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，寬度為0.5 m，傾角為37°，電阻可以忽略不計，其上端接一電阻為1 Ω的小燈泡.一導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，質(zhì)量為0.2 kg，接入電路的電阻為1 Ω，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.5.在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為0.8 T.將導(dǎo)體棒MN由靜止釋放，運動一段時間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光后，導(dǎo)體棒還運動了2s到達底端，則此后導(dǎo)體棒MN的運動速度以及小燈泡穩(wěn)定發(fā)光后到導(dǎo)體棒運動到裝置底端的過程中小燈泡的發(fā)熱量分別為（重力加速度g取10 m/s2，sin37°=0.6）（）.圖1

A.2.5 m/s2 JB.5 m/s2 J

C.5 m/s18JD.2.5 m/s18J

拓展若導(dǎo)體棒MN由靜止釋放，運動一段時間后，小燈泡剛穩(wěn)定發(fā)光過程中，下滑的位移為8m，求小燈泡在這一運動過程中產(chǎn)生的熱量？

2.1 師生活動設(shè)計

讓學(xué)生用3min時間思考，隨后教師組織學(xué)生進行研討和交流，開展分組合作學(xué)習(xí).

將各小組按區(qū)域劃為四個大組，分別用以上幾種解法求解例題和拓展例題，討論時間為5min;討論結(jié)束后，通過抽簽方式隨機選出部分小組上臺展示，講解相應(yīng)的方法;講解結(jié)束后，其他組的同學(xué)可以質(zhì)疑提問，由講解組的同學(xué)負責(zé)解答，老師視情況進行追問、補充、總結(jié)，教師利用課堂觀察、課后問卷評價方式開展激勵性評價.

小組一例題講解，用公式Q=I2Rt求解

老師提問1：導(dǎo)體棒運動過程中受到哪些力的作用？

老師提問2：導(dǎo)體棒的運動情況是什么？

老師提問3：穩(wěn)定的特點是什么？

老師提問4：公式Q=I2Rt的適用范圍？

學(xué)生回答1：受重力、安培力、支持力和摩擦力的作用;

學(xué)生回答2：穩(wěn)定前，做加速度減小的加速運動;穩(wěn)定后，做勻速直線運動;

學(xué)生回答3：做勻速直線運動，導(dǎo)體棒受到的合力為零;

學(xué)生回答4：適用于電流不變的情況.

學(xué)生代表展示解答過程：

學(xué)生代表講解解答過程：

小結(jié)1.解答物理題時，一般都要畫三個示意圖，分別是情境圖、受力示意圖和運動示意圖，個別情況還要畫能量轉(zhuǎn)化圖;2.受力情況決定運動情況，根據(jù)受力情況，判斷出運動模型;3.根據(jù)運動模型，選擇合適規(guī)律列方程求解.

小組二例題講解，用功能關(guān)系Q=W克服安培力，求出W克服安培力即可

老師提問1：功能關(guān)系的內(nèi)容？

老師提問2：Q總與W克服安培力的關(guān)系？

老師提問3：W克服安培力有哪些計算方法？

老師提問4：這道題采用哪一種方法：

小結(jié)如果安培力是恒力，則W克服安培力可用公式W克服安培力=FScosα解答，過程更方便、簡潔.

小組三拓展講解，用動能定理求出W克服安培力

老師提問1：這一過程受到哪些力的作用？

老師提問2：這一過程中，哪些力是恒力，哪些力是變力？

老師提問3：這一過程中，導(dǎo)體棒做什么性質(zhì)的運動？

老師提問4：這一過程中，求熱量能用公式Q=I2Rt和公式W克服安培力=FScosα進行計算嗎？

老師提問5：用動能定理或能量守恒定律解決問題的一般解題步驟是什么？

小結(jié)確定研究過程是解題的最關(guān)鍵的一步，確定好過程后，在列方程時，所有物理量必須與所選過程要對應(yīng)，避免出現(xiàn)張冠李戴的情況.

小組四拓展講解，用能量守恒定律求出Q燈

老師提問1：這一過程中，哪些能量增加？哪些能量減少？

老師提問2：此題中，能量增加量怎么表示？能量減少量怎么表示？

老師提問3：由于滑動摩擦力做功引起的熱量增加量，用功能關(guān)系原理，如何表示？

小結(jié)用能量守恒定律解題時，一定要知道能量是如何轉(zhuǎn)化的，哪些能量增加，增加多少，哪些能量減少，減少多少，都必須弄清楚;用能量守恒定律解題，一定要與功能關(guān)系同時使用，否則列不出具體的方程.

2.2 歸納總結(jié)，升華新知

【師生總結(jié)】1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，用動能定理或能量守恒定律解題的一般步驟

（1）確定研究對象（導(dǎo)體棒或回路）.

（2）確定研究過程，弄清電磁感應(yīng)過程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互轉(zhuǎn)化.

（3）根據(jù)公式Q=I2Rt、功能關(guān)系或能量守恒定律列方程，且解方程.

2.畫好三個圖，分別為情境圖、受力示意圖和運動示意圖;

3.所有物理公式、定理、定律，在使用前，必須要弄清楚各自的適用范圍;

4.具體列物理方程時，一定要牢記物理公式、定理、定律的對應(yīng)性.

【當堂訓(xùn)練】選取教學(xué)設(shè)計中的習(xí)題進行補充.

3 課后，根據(jù)學(xué)情，精準化分層次設(shè)計課后習(xí)題，精細化剖析有關(guān)熱量的變式訓(xùn)練

通過完成課后習(xí)題，提高學(xué)生在實際生活中遷移應(yīng)用學(xué)科知識和問題解決的思路方法來解決問題的能力.

參考文獻：

[1]孫翔峰.三維設(shè)計.北京：光明日報出版社，2018：1021-1022.

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