宋莉允
(鶴壁市高中,河南 鶴壁 458030)
物理習題是物理課程教學內容的延伸與拓展,不僅有查驗學生物理學習水平的檢驗作用,同樣也在學生物理學習品質的提升與解題能力的鍛煉上有突出功效。隨著《物理課標》與新高考政策的持續深化,高中物理習題形式與類型也發生了較大變化,逐漸從以往的“知識應用本位”遷移到了“素養發展本位”上。因此,為在新課標視域下的高中物理教學中,更好發揮與彰顯物理習題的育人價值,從分析解讀現今物理習題類型入手,綜合運用多種先進化、智慧化教學方法對其進行優化創新便是當代教育工作者所需關注的重點課題。
通過梳理近幾年高考物理試題與人教版高中物理教材習題,可以發現相較于以往以培養學生應試能力為側重點的物理習題,現今的高中物理習題更加關注與重視學生物理核心素養的發展提升。因此,為在新課標視域下的高中物理習題教學中,確保物理習題的育人作用及價值功能能夠得到最大限度的開發彰顯,分析解讀物理習題類型及其對應助學助教功能尤為必要與關鍵[1]。
基于以上分析以及對高中物理課程基本理念的把握,可將現今的高中物理習題劃分為基礎性物理習題、情境性物理習題以及實踐性物理三大類型。其中,基礎性物理習題,便是一種以夯實鞏固學生所學物理知識為側重點的習題類型,多以填空題、選擇題的形式呈現,意在讓學生通過分析處理此類物理習題得到物理觀念的有機生成與科學思維的多元鍛煉;情境性物理習題,是一種將物理問題置于真實情境之中,讓學生通過解決此類問題形成物理應用意識,得到學以致用能力與解題能力多元鍛煉的物理習題類型,多以選擇題、計算題形式呈現;實踐性物理習題,是一種能夠將物理理論與物理實踐有機關聯起來的物理習題類型,通過解決此類物理習題,學生不僅能夠獲得解決問題的直接經驗與動手能力、探究能力的培養鍛煉,同時也會對STEAM 理念(科學·技術·工程·藝術·數學)形成更為深刻的認識,進而得到物理核心素養的綜合發展。
為在新課標視域下的高中物理習題教學中,更好落實培養學生物理核心素養的教學目標,文章便以結合近三年高考物理真題與人教版高中物理教材習題的方式探討應用情境教學法、任務驅動法以及問題導學法精準指導學生解決基礎性物理習題、情境性物理習題、實踐性物理習題的方法策略。
物理是一門具有較強理科性質的學科,這便使得多數學生在解決與分析基礎性物理習題的過程中,往往會受到物理學科抽象性與邏輯性的影響而出現厭學、排斥、抵觸等消極心理。因此,為在新課標視域下的高中物理習題教學中,更好發揮基礎性習題能夠促進學生物理觀念生成、鍛煉學生科學思維能力的作用,高中物理教師在引領學生進行解題時,便可運用情境教學法,通過為學生搭建趣味解題情境的方式調動、激活學生的物理解題興趣[2]。
例如,在人教版高中物理必修第一冊教材“時間、位移”一課教學中,引導學生解決分析基礎性物理習:判斷下列說法中,哪些指時間間隔?哪些指時刻?(1)‘前2s’‘最后2s’‘第2s末’‘第2s 中’(2)“你怎么來得這么早?抱歉!讓你等了這么久”時,高中物理教師便可基于對高中生認知特點與思維習慣的認識把握,為學生創設角色扮演情境,激發調動學生解決這一問題的興趣與積極性。針對本題的第一問,可用多媒體教學設備為學生播放我國體育解說員楊建解說運動員蘇炳添參加男子100 m 短跑運動項目的解說視頻,以其中激昂憤慨的解說詞、緊張激烈的競技比賽氛圍調動學生的感官與情緒,將學生帶入到解說田徑運動競賽的情境之中,讓學生嘗試運用時間、時刻與時間間隔說明運動員蘇炳添的運動情況。由此,學生的解題興趣與思維便會得到發散與活躍,進而清醒把握到本題(1)問中“前2s”“最后2s”“第2s末”“第2s中”四個與時間有關的語句中,“前2s”“最后2s”與“第2s”均表示時間間隔,即兩時刻之間的間隔,“第2s 末”則表示時刻,即第2s 結束的時刻,用時間軸可以表示為(如圖1 所示)。

圖1 用時間軸表示“前2s”“最后2s”“第2s 中”與“第2s 末”
情境性物理習題是高中物理習題中最能夠體現物理學科應用本質的習題類型[3]。相較于基礎性物理習題,情境性物理習題更加考驗學生的物理學習能力與高階思維品質。因此,教師在實際引領學生解決分析情境性物理習題時,便可利用任務驅動法為學生搭建指向問題解決的任務支架,以來更好促進學生對物理習題的深度探究。
例如,在人教版高中物理必修第一冊教材“共點力的平衡”一課教學中,引領學生分析本課例題2:“在現實生活中,人們常用一根水平繩拉著懸吊重物的繩索改變或固定懸吊重物的位置。如圖2 所示,懸吊重物的細繩為AO 被水平繩BO 牽引,使細繩AO 與豎直方向成θ角。

圖2 對O點的受力分析
根據已知物理知識,分析平衡狀態下O 點所受三個力的合力大小,并以此為依據嘗試用物理公式表示出懸掛繩AO 與水平繩BO 對O 點拉力的大小,即F1、F2。
由此一來,學生便會在學習任務的驅動下對這一情境性物理習題展開多元探究與深度分析,進而得出兩種截然不同的解題方法:
解題方法一:用兩個力的合力與第三個力平衡的方法進行求解
解,結合對O點的受力分析圖像(如圖3 所示),可將設為F1與F2的合力,于是便有F4與F3平衡:

圖3 以O點為原點建構平面直角坐標系
即F4=F3=G
解題方法二:用正交分解方法,通過建構直角坐標系的方式進行解題。
解:以O點為原點,以F1方向為x軸正方形,向上為y軸正方向,建構平面直角坐標系(圖3)。可知,F1在兩個坐標軸方向的分矢量分別為F1x、F1y。
∵x、y 兩個方向的合力為
在此基礎上,高中物理教師還可以任務“比較分析哪種方法更簡便?”驅動學生對上述兩種解題方法進行質疑與批判,以此來更好深化學生的物理學習感悟,讓學生學會靈活變通地運用多種策略與思想方法解決情境性物理習題。
實踐性物理習題是一種能夠將物理理論與物理實踐緊密關聯起來的物理習題類型[4]。這便意味著實踐性物理習題的難度與復雜程度更高,學生也更易在解決實踐性物理習題的過程中出現解題方向不清晰、解題思維混亂問題。因此,為讓學生普遍存在的這一解題障礙得到切實清掃,高中物理教師在引領學生解決分析實踐性物理習題時,便要重視起對問題導學法的創新應用,通過設計核心問題的方式發散學生的解題思維,促進學生的多元思考。
例如,在人教版高中物理必修第二冊教材“機械能守恒定律”一課教學中,引導學生解決本課課后實踐性物理習題“將質量為0.2 kg 的小球放在豎立的彈簧上(如圖4 所示),并將小球下按到A處,迅速松手后,彈簧將小球彈起,使其從A處迅速升高至最高點C處,這一過程中,當小球處于B 處時,彈簧剛好為自由狀態。通過測量,A處與B 處的高度差為10 cm,B 處與C處的高度差為20 cm,說明小球A從到B,從B 到C時,小球與彈簧的能量轉化情況以及當小球處于A時,彈簧的彈性勢能與當小球處于C時,小球的動能。”時,高中物理教師便可在組織學生根據題意展開物理實踐活動的同時,將若干個指向學生解題思維發散的核心問題編織、融匯到學生的物理探究過程之中:

圖4 “機械能守恒定律”實踐性物理習題
【核心問題1】在從A到B,從B到C的過程中,小球的機械能發生了怎樣的變化?
【核心問題2】在小球被彈簧彈起的過程中,小球在從A到B,從B到C兩種情況中,重力做的功是否相等?重力勢能變化相同嗎?動能變化相等嗎?重力勢能各轉化為了什么形式的能?
【核心問題3】相應地彈簧從壓縮狀態變為自由狀態的過程中,彈簧的彈性勢能發生了怎樣的變化?可以以哪一階段為分界點進行劃分?
由此一來,學生的解題思維便會在思考分析上述幾個核心問題的過程中得到發散與活躍,進而靈活運用功能轉化知識與機械能守恒定律實現精準解題,高效解題。
總而言之,在新課標背景下展開高中物理習題教學的創新優化,物理教師可從正確分析與解讀物理習題類型及其功能入手,針對不同形式的物理習題綜合運用多種現代化教學手段對其呈現方式、指導形式進行革新,實現深度物理學習與物理核心素養的良性發展。