基于高中物理专题式习题课教学的“微课题”模式构建

胡皓云

摘   要：本文介绍了构建高中物理专题式习题课教学模式的新理念，并提出基于高中物理专题式习题课教学“微课题”模式概念。论述通过学生分层设定研究目标，促进学生认知状态发生转变，用微科研的方式参与科学探究，着力探索高中物理习题教学有效模式。

关键词：高中物理;专题式習题课;习题教学;核心素养; “微课题”模式

1  问题提出与分析

习题教学作为连结概念、规律和实验等教学环节的纽带，因而成为高中物理教学中的一种重要课型。高中物理教学中常见的专题式习题课则是打破章节的界限将某一类知识的内涵和外延进行汇总和拓展，针对某一主题与目标重组教学内容有针对性的教学[ 1 ]。这种针对性教学可以让学生形成比较系统的知识体系，从而成为日常教学中复习知识的主要教学形式。传统的专题式习题教学往往是教师根据需要设置专题，经历精选习题、课前练习、课堂讲评、课后巩固等环节，整个过程由教师支配，紧凑而仓促并具有模式化倾向，无法充分关注学生的差异，学生往往停留于简单地模仿，熟记程序与技巧。这样的课堂注重传授知识与方法而不能真正意义上培养学生的能力与素养。 《高中物理课程标准》指出要立足于培养物理学科核心素养的视角确立习题教学的目的，习题教学要全面提高学生的问题解决能力[ 2 ]。在学习方式上引导学生自主学习，提昌教学方式多样化。 而“微课题”模式教学作为一种“开放式”教学形式则能很好地将物理学科核心素养的培养落实于专题式物理习题教学括动中。

2  高中物理“微课题”模式在专题式习题教学中的构建

专题式习题课“微课题”模式界定：专题式习题课“微课题”模式也称为专题式习题微型研究，是学生为解决日常学习中发现的具体问题而确立的小课题。“微课题”形式不必拘泥于课题研究的完整流程，以“问题即课题、对策即研究、收获即成果”为基本理念。该模式实施包括以下主要环节。

2.1  确定研究课题

教师根据教学目标和学情实际确定专题式习题课研究课题。如学习“恒定电流”一章后，在课堂教学和作业反馈中，学生中关于图象理解和运用的问题暴露明显。“闭合电路的欧姆定律”是整个高中阶段的重点内容，是电学实验的理论基础。该定律的应用，要求学生有较高的综合分析问题的能力，实验数据的处理能力，利用图象解决物理问题的能力。学生在本节课前，已经学习了欧姆定律、焦耳定律、闭合电路欧姆定律，对电路的研究比较全面。物理图象蕴涵一些解题需要的信息，物理图象也是重要的学科语言，能直观地表述物理规律、描述物理过程，并能揭示物理量之间的相互关系及变化趋势[ 3 ]。但该部分涉及的图象众多，学生对这部分内容难以形成相对有序的知识网络。完成相应准备知识后，学生对电路中的图象有重组和提升的要求。基于“问题即课题”的理念，于是“闭合电路中的图象的应用研究”微课题就产生了。

2.2  设定课题研究目标

教师应把握学业质量要求，结合教学内容和学情实际，合理设计教学目标，并通过实施教学，促进学生物理学科核心素养的提升及相关水平的达成。笔者根据自己班的学生结构，依据学生自愿原则分成三个组：基础组、提高组和拔尖组，并选出责任心较强的同学为组长，负责召集、研究确定研究方案和总结研究成果（组别会根据学段考成绩和学生意愿及研究主题进行调整）。研究过程中教师和同学们一起设定研究目标，引导学生自主选择研究方法并制定可行的研究方案展开研究。

如：“闭合电路中的图象的应用研究”课题分组分层目标设定

基础组：复习欧姆定律、电阻定律、闭合电路的欧姆定律、电路中的功率关系，尝试用图象表达物理规律;理解闭合电路中路端电压与电流间的函数图线，特别理解图象斜率对应的物理意义。

提高组：熟练掌握“化曲为直”的物理思想方法，通过分离和控制变量，通过闭合电路欧姆定律建立联系，灵活变换各物理量间的线性变化规律。

拔尖组：归纳整合路端电压、干路电流与负载的关系;电源的输出功率与外电阻、电流、电压间的函数图线。知道这种关系的公式表达和图象表达，并能熟练从图象中提取物理信息。

2.3  设计与实施课题研究过程

以“微课题”模式展开探究主要是让学生的学习过程处于开放式状态，因为有课题研究方案的指引，这样的过程既开放又有序。好的课题方案要注重挖掘物理教学本质，显化科学方法，体现物理逻辑。“微课题”模式基于其“微”的特点，虽不必拘泥于课题研究的完整流程，但必须就某个具体问题完成认知上的突破。师生共同确定研究目标后，必须重点设计研究方案，确定研究方法和数据收集和处理方法，同时要做好课题前期准备、实施阶段和课题总结的时间安排及具体分工。分层分组的处理可以关注学生个体差异并能让其与所处的环境相互作用并发挥出主动性，教师在这一过程中要对具体问题做出合乎物理教学逻辑的引领。

如：“闭合电路中的图象的应用研究”课题分组分层设计研究方案要点

基础阻：运用实验研究法、经验总结法.描绘电路中常见的的图象，讨论并理解图线上截距、斜率的含义。查阅文献讨论分析欧姆定律描述的是一种状态关系而不是过程关系，从而理解从图象上找出对应的“工作点”求电阻 。

提高组：通过实验研究法、个案研究法重点分析“安阻法”（图1）“伏阻法”（图2）测定电动势和内电阻时的公式和图象表达，深刻理解“化曲为直”求测电源电动势和内阻的基本方法。

拔尖组：通过实验探究和理论探究得出闭合电路中总电流、路端电压与外电阻间的I-R、U-R图线;电源的输出功率与外电阻、电流、电压间的P-R、P-I，P-U图线，并分析图象上峰值的坐标含义，拓展电路问题的图象表达;尝试运用excel画出上述图象。

2.4  表述与评估研究成果

关于科学探究的交流和表达，应引导学生从以下方面提高表达能力：一是整理交流内容，对問题的提出、探究方案的设计、数据收集和处理方法、形成探究结论及论证、反思存在的问题等;二是表达的形式，包括文字、图象和公式等，根据实际内容选择合适的形式进行交流[ 4 ]。教学中要为学生提供交流的机会，让学生充分准备，进行有条理、有逻辑的发言。各组按研究方案进行总结、整合成果，形成研究报告。教学过程中在成果表述时安排一个课时，各组轮流汇报研究成果。此时教师可以发起学生自评、生生互评，最后教师点评总结。肯定课题研究中取得的成果，指出研究中存在的问题及今后继续努力的方向。

如：笔者在“闭合电路中的图象的应用研究”成果交流课上的点评要点

基础组：通过再次实验探究深刻地理解了物理规律的图象表达，如电源U-I图象、定值电阻U-I图象、小电珠U-I图象，并能结合规律的公式表达能熟练读取图象中斜率、截距、特殊点的物理意义。特别是结合电阻的定义理解了非线性U-I图象中电阻的求法。

提高组：熟练掌握“化曲为直”的物理思想方法（图3），在实验过程中，运用了分离和控制变量法，通过数学变换找出各物理量间的线性变化规律。特别是由理想图象到实际图象的完善，找出了新的实验误差的分析方法，研究成果的表达非常简练直观。

拔尖组：在实验研究基础之上拓展电路问题的图象表达。得出了闭合电路中总电流、路端电压与外电阻间的I-R、U-R图线;电源的输出功率与外电阻、电流、电压间的P-R（图4）、P-I（图5）、P-U（图6）图线等一系统非线性图象。除了运用数学中的求极值方法进行理论探究峰值大小并综合分析出各图象峰值的物理含义，更难能可贵的是能运用excel软件拟合各条非线性图象，直观反映出各物理量的变化趋势。

通过本课题研究同学们体验到触类旁通后的成功喜悦，在理解物理规律的多种表达过程中同时体验到科学方法，提高迁移应用能力。相信同学们在内化这些研究结果后对往后的物理图象的学习会产生深远影响。

最后教师还要精选有梯度的问题，给学生提供自我诊断，检查能否运用所学知识解决实际问题，进一步促进学生完成“学懂”到“会用”的内化迁移，并完成自我突破。

3  专题式习题课“微课题模式”对教学的启示

专题式习题教学是反馈学生学习情况的重要通道。教学不能仅局限于抽象习题的重复演练，这样学生收获的只是一些零碎的经验，要引导学生对于科学方法、物理本质进行深入的洞察形成深刻的理解[ 5 ]。以“微课题”形式展开的习题教学在内在动机的激发，信息的收集、整合和加工等方面让学生的主体作用得以充分发挥。“微课题”模式作为一种“开放而有序”的教学模式，完成“习题”向“问题”的转变，整个过程教师在关键处“导引”“点拨”，注重学生对研究过程的体验，研究方法的运用，研究成果的整合与运用。“微课题”模式旨在引领“教”与“学”方式的转变，该模式在教学中的运用，学生的问题意识和探究意愿越来越强，在课题开展过程中学生的研究能力不断提高，这一模式有利于促进教师专业水平的提高和学生学科核心素养的提升。

参考文献：

[1]朱建平.高中物理专题教学的组织策略[J].物理教学探讨，2016，34（7）：4-7.

[2]陆永华. 基于物理学科素养的高中物理电磁感应教学研究[D].苏州：苏州大学，2016.

[3]汤胜利.物块在斜面上滑动时的物理图像问题[J].中学物理教学参考，2016，45（8）：68-69，97.

[4]骆兴高.指向物理核心素养的教学设计——以“探究感应电流产生的条件”的教学为例[J].物理教学，2018，40（7）：2-6.

[5]陈清梅，胡扬洋，邢红军.物理高端备课：构建U-S合作的桥梁——以“生活中的圆周运动”为例[J].教育科学研究，2013（12）：55-60.