情境教学之物理模型的整合与反思

何锦兴 王越

【摘要】新高考最大的特点是试题情境化，要从解题向解决问题转变。大多都是以生产生活等为背景，在情境化的试题里考查学生的核心素养。物理情境化试题通常要求学生能够通过题目所给情境进行物理模型建构，因此让学生熟悉并用好物理模型至关重要。在高三物理复习教学中进行物理模型的归类整理，以培养学生独立分析、举一反三的创新推理能力对于学生适应新高考将会带来很大助力。本文根据一些教学实践谈谈情境化物理模型的复习。

【关键词】情境教学;物理模型;整合;反思

2021年高考命题要坚持立德树人，加强对学生德智体美劳全面发展的考查和引导。要优化情境设计，增强试题开放性、灵活性，充分发挥高考命题的育人功能和积极导向作用，引导减少死记硬背和“机械刷题”现象。

很多学生为解题而解题，解题后缺少对过程的反思，缺少对模型的归纳整理，过段时间该犯的错照犯;或在一个新的情境中根本就不会选择恰当的物理模型进行解题，思维混乱。而新高考最大的特点又恰恰是情境化，要从解题向解决问题转变。新高考试题大多是以生产生活等为背景，在情境化的试题里考查学生的核心素养。

高三的物理模型复习课都是围绕着整理、复习、提高这一主题。模型复习的目的是为了巩固已学知识，提升技能，促进知识的系统化，进而提升解决实际问题的能力。物理模型复习课应把握两点，一是整理，把学生已学的物理模型进行系统的归类、梳理，系统化零散的知识，清晰化容易混淆的知识;二是重新学习，提升能力。在原有的物理知识的基础上进行高层次的再学习，进一步加深物理知识的理解，提升应用物理知识解决实际问题的能力，如2015年前广东高考中的多模型组合问题。物理课须“授之以渔”，学生才能更好的适应新高考的要求。上好物理模型课，则是授之以渔的关键，以下谈谈上好物理模型课的几个关键点。

一、物理过程模型归类比较，掌握通用思想和方法

物理模型是同一类基础知识，物理过程，思维过程的高度概括，是同一类问题最本质的知识、能力思维的结合体。人们一旦认识并掌握了它，就可以利用它去分析、理解和解决同一类问题。物理模型课上，必须引导学生对物理模型进行整合归类。在中学物理有许多的物理模型，在这里主要针对过程模型进行探讨。

（一）直线匀加速减速模型

教师在归纳讲解时可以引导学生分析这类运动的相同点和不同点，归纳出他们的物理规律是一样的，都指向了匀变速直线运动，区别在于具有不同的加速度，而合外力又决定着物体的加速度，引导学生根据牛顿第二定律把不同情境下的加速度求出来代入即可。

（二）平抛运动模型

（三）匀速圆周运动模型

（四）变速圆周运动

（五）子彈打木块模型（滑板模型）

对物理模型进行归类整理，有利于学生建立系统的知识网络，使知识清晰明了化，有利于学生在新物理情境中的知识迁移。

二、精选例题，创设物理探究情境

习题很多，选取高效的例题进行讲解将达到事半功倍的效果，有助于学生知识模型的清晰化和理解。高三的物理复习课要做到精选精炼，选取物理思维含量高、解题方法普适性强、模型典型化的题目，通过适当的情境变化进行变式训练，夯实基础、提升思维、举一反三。

学生在阅题审题的时，教师应加以引导：（1）题目中有多少个物理过程？（2）“题眼”在哪里，即构建物理模型的关键字眼在哪里？（3）用到了什么物理概念和规律，这些概念和规律使用时需要注意什么？（4）联系前后两个物理过程的关键点在哪里？（5）还有其它解题方法吗？例如：

例1. 如图所示，在竖直面内有一光滑水平直轨道与半径为R=0.4m的光滑半圆形轨道在半圆的一个端点B相切，半圆轨道的另一端点为C。在直轨道上距B为1.0m的A点，有一可看作质点、质量为m=0.1kg的小物块处于静止状态。现用水平恒力F=1.25N将小物块推到B处后撤去，小物块沿半圆轨道运动到C处后，落回到水平面上，取g=10m/s2。

求：小物块落地点到B点的水平距离。

三、合理分解综合题，实现分步推进，提高学生遇到陌生物理情境的知识迁移能力

高考试题是专家精心设计的典型题，不仅在一定程度上浓缩了课本重要的基础知识和基本技能，而且蕴涵着丰富的物理思想和思维方法。历年的广东高考综合题都含有几个物理过程，看起来很复杂，学生往往看到题目就害怕，感觉无从下手。按程序法分析物理模型是解决这类问题最常规有效的方法，学生在要习题训练中不断熟练模型规律，逐步提高解题的能力。

例2 如图所示的坐标系xOy，在x轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场，在第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xOy平面（纸面）向里的匀强磁场，在第四象限存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场的场强相等的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带电小球，从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限。然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限，带电小球恰好能做匀速圆周运动。之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限。已知重力加速度为g。求：

（1）粒子到达P2点时速度的大小和方向;

（2）第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小;

（3）带电小球在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向。

三个简单的模型单独拿出来大部分的学生都会做，但一组合，学生解题时往往出现思维混乱，根本原因就是物理模型、物理过程不清晰，不会找前后两个模型的联系点，不会进行物理模型的迁移。合理分解综合题，实现分步推进有利于学生对多过程模型的理解。

多过程的物理情境经逐步分解后，每个过程的物理模型，物理规律都很清晰，解题的思路马上就有了，那说明已学会了物理。

物理模型是物理知识的浓缩，是结构化、整合的知识，掌握了物理模型，也就掌握了物理规律，学生在面对新问题、新情境时，就能灵活利用它们解释新现象，快速的找到解题的方向，真正的从解题走向解决问题。同时构建物理模型的过程中，学生的科学思维也在潜移默化地提升着，思维的进阶可期。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.关于做好2021年普通高校招生工作的通知.2021，02.