基于浙江选考试题谈物理平均思想的课堂落实

黄端文

摘 要：在高三动量专题复习中，笔者将2016年10月份浙江物理选考第23题以课后作业的形式让学生练习，并对作业结果进行分析，发现班级大部分学生没能较好地运用平均思想解决问题，导致了较为严重的错误。本文针对该现象展开思考，以“如何在课堂中有效落实物理学的平均思想”为研究问题，结合对教科书和高考真题的分析，尝试提出物理平均思想的课堂落实方案。

关键词：选考；平均思想；课堂落实

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）7-0043-4

物理学是自然科学中的一门基础学科，研究实物和场等各种形态物质的性质和相互作用，以及它们的运动规律[1]，其在发展过程中形成了一系列的思想方法。物理思想是整个物理学科体系的精髓，它推动着人们的认识不断由感性上升到理性，由表面深入到本质，促进着物理学科不断走向成熟。《普通高中物理课程标准》中规定物理课程目标之一是了解物理学的基本观点和思想，可以说物理思想的地位与物理概念、物理规律、物理方法的地位是平等的。

1 问题的提出

在高三物理动量专题复习中，笔者将2016年10月的浙江物理选考试卷第23题以课后作业的形式让学生练习。该题对电场、磁场、动量等物理核心知识进行了综合考查，特别是题目中有平均思想的巧妙应用。同时，三个小题由简到难，有利于了解不同层次学生的学习情况。题目内容如下：

（1）求离子束从小孔O射入磁场后打到x轴的区间；

（2）调整磁感应强度的大小，可使速度最大的离子恰好打在探测板右端，求此时的磁感应强度大小B1；

（3）保持磁感应强度B1不变，求每秒打在探测板上的离子数N；若打在板上的离子80%被板吸收，20%被反向弹回，弹回速度大小为打板前速度大小的0.6倍，求探测板受到的作用力大小。

但是，很多学生在练习过程中没想到运用平均思想，实现从“变”到“不变”的过渡，陷入“不好下手”的尴尬处境。为什么学生在高一就已经接触的平均思想到了高三反而淡忘了？是课堂教学中落实物理平均思想出了问题吗？如何在课堂中有效落实物理学的平均思想？上述一系列问题引发笔者的思考。

2 平均思想的课堂落实

经过与学生针对题目解决过程的详细交流，笔者总结出学生不能将平均思想很好地进行应用的主要原因是学生没有认识到均匀打在x轴上的离子的速度v随着位置x线性均匀增大，反映出学生存在思维定势，认为物理中的线性关系只有v=v0+at、F=kx等几个典型例子。结合复习的实际情况，笔者确定教学目标如下：（1）知识与技能方面：较为系统地总结平均思想，能够将其实施于适合的问题情境。（2）过程与方法：总结应用平均思想解决的物理问题的共性，并尝试概括应用平均思想的条件。（3）情感、态度与价值观：领会物理思想的重要性。

围绕上述教学目标，提出课堂具体落实方案，以此回答研究问题：如何在课堂中有效落实物理学的平均思想？

2.1 回归物理课本，重视“追本溯源”

物理课本是高三学生复习的重要资源，要突出“以本為本”，但是又不能局限于“本”。要引导学生回归物理课本，重视“追本溯源”。

以人教版物理必修1中的“平均速度”为例，由于是复习阶段，教师第一次提问可设计为：“为何要引入平均速度？”提问的目的是引导学生去解释平均速度的物理意义。

三次提问层层递进，引导学生去思考习以为常的“平均速度”背后蕴含的物理平均思想，为后面的教学活动做好铺垫。

2.2 重视高考真题，突出变式应用

教学设计要根据学生的认知基础以及思维水平，创设相关的学习任务或问题，让学生自发进行有计划、有目标的学习[2]。为此，课堂上还选取相关的高考真题作为例题讲解，例题中提供的新颖情境对于打破学生原有的思维定势，丰富学生的认知结构有着重要作用。例题具体如下。

例题1 （2016年上海卷第26题）地面上的物体在变力F作用下由静止开始竖直向上运动，力F随高度x的变化关系如图2所示，物体能上升的最大高为h，h

评析：本题是要引导学生观察F-x图，发现F关于x是一次函数，属于线性关系，进而用平均作用力替代整个过程的变力F，这是解决此题的突破口。讲解中可以适当引导学生从图像维度分析物理量之间的关系，体会应用平均思想的“魅力”。

评析：本题第（1）小题的解决对于学生不难，第（2）小题通过求解发现安培力Fm是关于导体棒的位置y的正比函数，即Fm=y，这样在求解第（3）小题外力F做的功就可以用平均安培力替代整个过程中呈线性变化的安培力，根据动能定理可以将问题进行解决。本题若是学生不利用平均思想引入平均安培力，纠结于安培力是变化的力，无法求得安培力做的功，这样将使第（3）问无法求解。

课堂上提供的两道高考题是课本中平均速度问题的变式，有利于学生认识到平均思想在解决一些“棘手”物理问题中的重要性。课后可以选择2006年江苏高考物理试卷第19题与2013年上海高考物理试卷第33题作为变式练习，以达成课上复习与课后练习的统一，及时有效巩固平均思想。

2.3 引导学生总结，概括适用条件

学生对已有知识的概括水平越高，就越能揭示以前没有认识的同类新对象的实质，并将新对象纳入已有的知识经验系统，因而也就越能顺利迁移[3]。上述步骤完成后可以鼓励学生总结应用平均思想解决物理问题的共性——即“题目求解需要用到一个变化的量，如选考真题中的速度v、2016年上海卷第26题的变力F、第34题的安培力Fm”。在总结共性的基础上重点要求学生概括平均思想的适用条件——即“这个会变化的量（因变量）与其自变量（通常是时间t或者位移x）呈线性变化，进而可以用研究过程中初、末状态两个值的平均值来表示”，实现从“变化”到“不变”的过渡，完成问题的解决。

3 课堂中落实物理思想的教学反思

传统课堂教学只注重知识传授和技能训练，却普遍忽视了“学科思想方法”这一学科核心素养[4]。针对课堂中落实物理思想的具体情况，笔者作出如下反思。

3.1 厘清物理思想的重要地位

课堂中落实物理思想的一个重要前提是教师与学生必须认识到物理思想的重要性，厘清其在整个物理学科体系中的地位，一言以蔽之，即物理知识是呈现物理的载体，物理方法是解决物理问题的手段，物理思想则是物理学的灵魂[5]。

3.2 突出应用情境的适当变式

学生在学习物理思想的过程中，如一味地对同一类型问题进行解决，将在某种程度上容易形成思维上的定势，这对于其在新颖情境中解决问题是十分不利的。因此，在落实物理思想应用的过程中突出应用情境的适当变式，这对学生完善认知结构、提升解决问题的能力是有帮助的。

3.3 尝试构建以物理思想应用为核心的知识结构图

物理思想与物理方法以及物理观念的边界不清晰，或者将物理思想教育与物理观念教育视为同一层次，这在相当程度上“抹杀”了物理思想独特的教育价值[6]，这样的“抹杀”是物理课堂中的一种常态。其中一个突破口是尝试构建以物理思想应用为核心的知识结构图，例如可以结合上述教学引导学生構建以平均思想应用为核心的知识结构图，将具体的应用案例补充到其中，实现认知上的优化。

物理思想是物理学科核心素养中不可或缺的一部分，在物理课堂中积极落实物理思想，对学生全面发展基础上的个性发展大有裨益，同时，这也是落实物理学科核心素养的具体体现。

参考文献：

[1]阎金铎，郭玉英.中学物理新课程教学概论[M].北京：北京师范大学出版社，2008：11.

[2]高杰.积极开展基于核心素养的物理教学设计[J].物理教学探讨，2017，35（7）：1-3.

[3]梁旭.认知物理教学研究[M].杭州：浙江教育出版社，2011：177.

[4]司德平.人教版高中《物理》（必修2）教材学科思想方法的研究[J].物理教学，2016，38（10）：19-23.

[5]郑墙.高中物理教学中渗透物理思想方法的案例研究[D].成都：四川师范大学硕士学位论文，2015.

[6]邢红军，张抗抗.论物理思想的教育价值及其启示[J].教育科学研究，2016（8）：61-68.

（栏目编辑 陈 洁）