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践行“读思达”教学模式巧解情境化物理试题

2021-05-23郑华云

福建基础教育研究 2021年4期
关键词:读思达火罐抽气

郑华云

(福清第二中学,福建福清 350300)

《普通高中物理课程标准(2017年版)》关于命题的建议中指出:试题必须具有情境化,为了更好地评价学生的物理学科核心素养,应多创设一些具有一定复杂程度的真实情境的试题。据此,近两年各地涌现的高考试题,情境化特征非常明显,这类试题来源于生活,考查学生运用物理知识解决生活实际问题的能力,从原有的“知识立意考查”上升到了“能力立意的考查”。这类试题与日常生活以及生产实践密切相关,情境复杂,大量的文字阅读给学生建模解题带来了很大的困难。笔者在高三年的教学中,常常听到学生抱怨:“老师,我有阅读障碍”“题目的每个字我都认识,就是不知道它讲什么”等。因此,笔者在教学中常常借鉴余文森教授的“读-思-达”教学模式,即“阅读-思考-表达”[1],并将其程序化应用于物理解题思路的讲解中,帮助学生更快地入题、解题,收到了较好的教学效果。本文以2020年山东物理高考题的讲解为例,阐释如何运用“读思达”教学模式落实物理学科核心素养。

2020年山东物理高考题第15题真题描述如下:

中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上,进而治疗某些疾病。常见拔罐有两种,如图所示,左侧为火罐,下端开口;右侧为抽气拔罐,下端开口,上端留有抽气阀门。使用火罐时,先加热罐中气体,然后迅速按到皮肤上,自然降温后火罐内部气压低于外部大气压,使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上,再通过抽气降低罐内气体压强。某次使用火罐时,罐内气体初始压强与外部大气压相同,温度为450K,最终降到300K,因皮肤凸起,内部气体体积变为罐容积的若换用抽气拔罐,抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的罐内气压与火罐降温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体,忽略抽气过程中气体温度的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。

一、读题、审题——提升获取、处理信息的能力

不难看出,这个关于拔火罐的情境化试题,对学生的阅读量提出了很高的要求。本题字数统计共326个字符,总分8分,且是全卷计算题的第一题,按赋分比例来看,大部分的学生在该题的时间投入不能多于8分钟。那么,如何在有限的时间内尽快入题、解题,“读题”环节至关重要。

读,相当于信息的输入,在具体情境试题中,我们的教学重点是指导学生从题中获取信息进而数据分析、建立模型。以下列表是笔者在教学实践中引导学生读题的过程。

(一)粗读,获取直接信息

(续上表)

(二)细品,获取相关物理数据,将信息“翻译”成物理量

在上述直接信息中,最关键信息量在于两种罐的降压过程的描述。通过“细品”该信息,将题中的文字描述、数据信息“翻译”成物理符号,尽快找到解题思路。

在这个“粗读”“细品”的读题过程中,引导学生关注题中的关键词,如:一些重要的数据和两种不同降压方式最终罐内压强却相同等重要信息。这个收集数据的过程,锻炼了学生的审题能力,提升了他们获取、处理信息的能力。

二、思维建模——提升科学思维能力

有了前面的信息输入之后,紧接着就是引导学生将直接信息、隐含信息等,通过抽象思维、科学推理来建立模型,进而解决实际的物理问题。这个思维建模的过程对学生的科学思维能力提出了很高的要求,是学生知识自我内化的过程,也是物理学科难度较大的地方。当然,教师本身必须具备对知识点的深刻解析能力,通过我们自身的“读”与“思”实现问题的分析、比对,再创造去设置引导性问题,帮助学生逐步建立模型。[2]

在这道考题的思考过程中,笔者引导学生通过火罐、抽气拔罐内气体初、末几个状态量,进而联想到理想气体状态方程,再运用“化变质量为定质量”的思维方法套用玻意尔定律解此类的变质量问题。[3]具体教学过程如下:

在这个环节的讲解过程中,教师应注重引导学生根据已知信息,明确相应考查点,与平时训练的物理模型相互呼应,让日常的刷题发挥应有的作用。再比如,遇到板块题,学生应能反馈出“明确研究对象(整体法、隔离法)—受力分析—运动分析”等流程化的思路。“思”的过程,就是学生调用已学知识,将之与题中所出现的信息相互呼应的过程。通过加工信息,构建物理模型找出相应规律,提升物理的思维能力,也为后续的“表达”结果做好足够的铺垫。

三、精准表达——培养严谨认真科学态度

在卷面上留下痕迹的便是这个环节了,前面的“读”与“思”是必备的基础,而落笔将思维过程以文字、公式或方程等形式精准表达出来,则是决定考生最终得分的重要一环。在这个讲解过程中,教师应将严格的解题规范板书示范,以身作则,让学生养成良好的解题规范,培养他们严谨认真的科学态度,做到“下笔即得分”。根据以上读与思的分析结果,本题我们最终得出以下3个结果:

(1)以火罐内气体为研究对象

其中T0=450K T1=300K

得P1=0.7P0

(2)以抽气罐内原有气体为研究对象

P0V0=P2V2

其中P2=P1

(3)抽出气体质量与原有气体总质量之比

针对此类的综合解答题,笔者所在学校,大部分学生没有办法将整道题的结果完整解出。那么如何做到规范表达,争取得分最高,做到“下笔即得分”便显得尤为重要。在教学实践中,笔者要求学生做到“精准表达”,解题规范要求如下:

1.明确研究对象(必要时需要作图,受力分析图、运动情景图等,“以图代设”减少不必要的文字表述)

2.明确研究过程(特别是复杂多过程问题情境中,具体是哪个时间段?哪个过程?)

3.明确关联物理定理、定律(判断适用条件);

4.根据定理定律书写方程式(书写原始公式,规范书写字母、符号);

5.代入数据求解。

以上就是笔者结合“读思达”教学模式,解一道高考情境化试题的具体实践过程,落实、提升学生物理核心素养的过程。通过对该题的“肢解”,学生普遍反馈“原来也没有那么难”“题量大,也只是一个纸老虎”等。当然,要想在有限的时间内迅速找到解题思路,学生需要对问题情境的物理规律了如指掌,方能达到“庖丁解牛”的熟练度。在日常教学中,应注重学生信息提取能力的培养以及对物理规律应用程序化的思维能力的提升,使学生看到题目就能反馈出相应的物理模型,从而更快地建模、解题。另外需要注意,“读—思—达”这个流程,并不是一成不变的固定顺序。有时学生可能没有抓住题干中的关键词,那我们就需要“读—思—读—思—达”;当题目所描述的物理情境比较复杂、多个过程的时候,我们可能没有办法一蹴而就,需要“读—思—达—思—达”多次循环。

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