抛锚式教学法在高三物理复习教学中的应用——以“电场能的性质”为例

　

(江苏省南通市平潮高级中学，江苏　南通　226361)

1　问题的提出

建构主义理论认为，学生要想完成对所学知识和方法的建构，从而达到深刻理解，最优的教学策略就是让学生在真实世界的场景中去体验。[1]然而在现实的教学中，由于受时间和空间等多重因素的限制，课堂教学中并不具备让学生经常去真实环境中体验的条件。如何突破？运用抛锚式教学法是一种有益的尝试。

2　抛锚式教学法简介

抛锚式教学是指基于问题情景开展的问题式教学或实例型教学，模式中的“锚”是在充分考虑学生现有的知识基础和认知水平，从课程标准出发，着力于提升学生物理核心素养，而设置能够引发问题、触发学生思考的情境，这个情境可以是一个真实的场景、一个故事、一张图片、一段诗词或者是一道习题。整节课的教学围绕“锚”展开，依托环环相扣的问题设置，让学生在生本、生生、师生的多元互动中进行探究，从而实现知识的内化、方法理解层次上的深化、多种能力的升华，最终实现提升学生核心素养的目标。依据抛锚式教学的特点，其常见的流程为：选锚——抛锚——问题的生成——合作探究——反思评价——收锚。

3　抛锚式教学法的应用

从现行的教学安排看，“电场”安排在高一第二学期后半段进行教学。由于受高一结束时文理分科、教学内容抽象等内外因素的影响，学生对这部分内容的掌握情况不容乐观，尤以电势等概念为甚。笔者在高三复习时引入了抛锚式教学法，做了一次有益的尝试，下面就以几个片段为例，作一分析。

(1) 从选锚到抛锚

师：如图1所示，假设AB段长度为d，AC段长度为L且与水平方向夹角为θ，匀强电场的电场强度为E，将一个电荷量为q的正检验电荷沿三种路径移动，则F电分别对电荷做了多少功？

图1

生A：对于路径1，在BC段F电与速度始终垂直，F电对电荷不做功，故F电仅在AB段做功，大小为Eqd；对于路径2，F电对电荷所做功W电=EqLcosθ=Eqd；路径3也是如此。在上述三种情况下，F电做功一样多。

师：对于路径3，为什么做功也是这么多？

生B：F电做功只与初末两个位置的电势差有关，与具体的路径无关。

师：B同学所讲的是我们上新课时所推导的结论，现在我的问题是为什么会有这样的结论？请同学们相互讨论。

生C：在第三种情况下，我们可以把曲线划分为无数段，当每段弧长足够小时，弧与弦重合，在这段微位移上，W=EqΔLcosθ=EqΔd，然后把每小段上F电做的功相加就可以得到上述表达式。

评析：在电场能的性质中，涉及电势、电势差、电势能、电场力做功、电场力做功与电势能改变量的关系等，概念多且抽象，学生理解起来有一定困难。细细思考这部分内容，实际上均与电场力做功有关。依据以上分析，笔者以图1所示的这张图片为“锚”，以此作为课堂的引入，探讨电场力做功的特点，并渗透微元思想。

(2) 从预设问题到生成问题

师：以AB段为例，力做功的效果是实现能量的转化。在此过程中，有哪些能量参与了转化？电场力做功与能量转化之间又存在怎样的关系？

生：电场力做功时电势能会与动能相互转化。从A到B的过程中，电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少，动能增加；从B到A的过程中，电场力对电荷做负功，电荷的动能减少，电势能增加。关系式是W电=-ΔEP电。

师：若将同一个正检验电荷从A′点(在A点的左侧)移到B点，电场力做功怎么变？电势的改变量发生了怎样的变化？若将另一个电量更大的正检验电荷从A移到B，电场力做功怎么变？电势的改变量发生了怎样的变化？这又说明了什么？(学生相互讨论并回答。)

评析：前一个问题的设计目的是从电场力做功的效果出发，让学生再次经历电场力做功与电势能变化间关系的定性推理，从而实现对相关功能关系的进一步理解。后一个问题的设计目的是让学生感悟：检验电荷在电场中具有的电势能与其自身电荷量以及所处的位置有关，然后通过与重力势能的类比，完成电势、电势能、电势差以及电场中各点电势高低的判断、电场力做功的表达式等相关概念、规律的复习。可以说，后一个问题以及后续生成的一系列延伸问题的推出，将本节课所要复习的概念和规律蕴含于问题之中。

(3) 延伸与拓展

师：以图1为例，若已知AC段长度为L且与水平方向夹角为θ，匀强电场的电场强度为E，AC两点间电压为U，将一个电荷量为q的正检验电荷沿AC移动，请你写出该过程中电场力做功的两种表达式。由这两个表达式，你能推出什么结论？式中各个物理量的含义是什么？

生：本题涉及的电场是匀强电场，电场力是恒力，故W电=EqLcosθ=Eqd；由于已知两点电压，故W电=Uq。由此可以推出U=Ed，式中U是所研究的两点间的电压，d为两点沿场强方向的距离，仅在匀强电场下可用该表达式进行定量计算。

师：在图1中适当添加辅助点，如图2所示，设AB=BC=AB′=B′C′=d，请你求出这四段的电压各是多少？依据你的求解结果，可以推断出什么结论？

图2

生：依据公式U=Ed，可以得出AB′和B′C′电压相等，均为U=Edcosθ；AB和BC电压也相等，均为U=Ed。由此可以得出，在匀强电场中，各方向电势都是均匀降落的，但各方向降落的快慢不同，场强方向是电势降落最快的方向。

师：回答得很完整。值得提醒的是：此处降落的快慢，是相对于空间而言的。

师：依据图2，请同学们思考下列问题：判断电势高低有哪几种方法？电场力做功的几种表达式及适用情境如何？电势能表达式、电场力做功表达式和电场力表达式中均含有电量q，在这三个公式里，q的符号是如何处理的？

评析：本环节中提出的问题是在图1这个“锚”的基础上，进行延伸与拓展，通过问题将电场力的性质和电场能的性质联系了起来；最后一个问题通过回顾、总结、提炼，帮助学生将众多的知识和方法建立联系，起到了“收锚”的作用。

4　教学反思

在物理课堂教学中使用抛锚式教学法的前期重要环节是选锚，只有“锚”选得好，课堂教学才能紧紧围绕“锚”而展开，正如本课例所展示的，整节课围绕图1所示的情境开展教学，通过创设台阶式问题情境，帮助学生搭接思维上的“梯子”，使学生对问题的认识逐步向思维的深处延伸；由预设问题到生成问题，环环相扣，步步深入，每一个问题都使学生的思维产生一次飞跃；[2]从课堂教学效果看，学生的参与度比较高，课堂思维容量较大，很好地培养了学生的思维能力；最后的“收锚”问题，实现了碎片化知识的整合，和“抛锚”首尾呼应，较好地完成了教学任务。

参考文献：

[1] 石志宏,曹雪.抛锚式教学在思想品德教学中的应用[J].思想政治课教学，2015,(4)：35-38.

[2] 王后雄.“问题链”的类型及教学功能[J].教育科学研究，2010,(5)：50-54.