核心素养下的高三物理复习课探析

浙师大附中 陈冬武

《普通高中物理课程标准（2017版）》中指出，学科育人价值集中体现在学科核心素养的形成。通过物理观念的构建来实现学生科学思维的形成，使其养成科学探究的能力，遵循科学的态度与责任，这就要求我们必须确立正确的教学意识与观念。在高三习题课教学结束后，剩下来的都是些什么呢？学生已经忘记了具体题目，但是，留下来了习题中所具有的物理思想、方式、态度等。这些为学生终身所保持，变成了习惯，可以对之后的各项学习、生活给予支持的内容即为核心素养。

一、提升物理复习方面的思维广度

思维广度，其实就是横向思维，是指利用题目中信息之间的相关性，找到处理各类问题的突破口。而在高三阶段所进行的物理复习课中，因为学生已具有相应的基础性知识，所以需要我们教师利用变式的形式，增加学生思维的发散度，来训练其思维，提高学生探究问题、解决问题的能力。

例1见图1，质量即m、电荷量即q的铀235离子，由容器A之下的S1小孔持续性地飘入了加速电场，其初速度可以被当作零.通过S2小孔垂直在磁场方向而逐步进入至磁感应强度即B的匀强磁场，做出半径即R的匀速圆周运动.离子在行进了半个圆周后，离开了磁场，并被搜集，在离开磁场期间，离子束的等效电流即I.无需考虑到离子重力、离子之间的彼此作用。

图1 2012天津高考题

(1)(2)略

(3)加速电压会处于U±ΔU这一范围中发生细微地改变。如果A容器中具有电荷量相一致的铀235、铀238，其通过电场加速逐步进入至U（磁场），发生了分离，为了让两类离子在磁场中无法进行交叠，应小于？（百分数，两位）

解析：

问题1：质量较大的离子，何时击中点最远？何时最近？

问题2：质量较小的离子，何时击中点最远？何时最近？

问题3：质量不同的离子，如何能保证一定不重叠？

变易理论指出，学习是鉴于学生对事务关键属性所具有的认知、对这类属性的一同聚焦，而关键属性的辨别又需要依赖于这一属性在某一维度中所发生的变易。离子分离问题中的核心即为“大圆”的最近点和“小圆”的最远点的不重合。

例2某一质谱仪的各项工作原理见图2。大量的甲、乙离子飘入至电压力即U0的加速电场，其初速度趋近于0，在进行加速后，经过宽即L的狭缝MN顺与磁场间彼此垂直的方向进入至磁感应强度即B的匀强磁场，最后，打至照相底片。甲、乙离子的电荷量即+q，质量依次是2m、m，在图中，虚线即通过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹。无需考虑到离子之间的彼此作用。

图2 2017江苏高考题

(1)(2)略；

(3)如果考虑到加速电压具有波动，处于(U0-△U)至(U0+△U)间发生改变，要想让甲、乙离子在底片中不会发生重叠，求出狭缝宽度L能够满足的条件。

解析：只要满足

就可以保证两束离子不会重叠。

例3借助电场、磁场，可以把具有不同比荷的离子分开，这一方式在化学分析、原子核技术等许多领域中都十分关键。如图3所示，碳14与碳12经过电离后的原子核带电量即q，由A容器之下的S小孔持续性地飘入电势差即U的加速电场，通过S之下的O小孔，顺SO垂直进入至磁感应强度即B、方向垂直于纸面朝里的匀强磁场，被打至照相底片D，并被吸收，而D、O处于相同的水平面，碳12的粒子处于OD中的落点间距O即d，粒子通过S小孔期间的速度可以被当作零，无需考虑到粒子重力。

图3 期末联考题

(1)(2)略；

(3)加速电压会在范围中发生细微的改变。在θ<θm时，碳14与碳12经过电场加速后逐步进入至磁场中出现分离，为了让两类离子在照相底片上落点区域不发生重叠，应满足什么条件？

通过一题多变，让学生在变中找到其中的不变，从而加深对题目的理解，训练了学生的科学思维，进而在复习课中落实对学生物理核心素养的培养。

二、提高物理复习课的思维深度

思维深度也就是集中思维，是处于纵、横维度中全方位地思考各类问题，更为关注思维的严谨性。在处理各类问题时，不但可以借助已有的各类信息，还可以发掘出各个隐含条件，做出正确判断。

例1见图4，某一正、负电子均与磁场间彼此垂直，顺与边界间即为θ=30°的方向，处于一致的速度下，被射至匀强磁场，正、负电子处于磁场中所得到的运动时间比为

图4 期末联考题

A.1:1B.3:1C.5:1D.1:5

解析：利用单边界问题中的“直进直出”“斜进斜出”模型，就能解决这个问题。

通过改变情景，让有边界变化到没有边界，利用学生心中已有的边界问题，去根据题目构建的“虚拟边界”，以重构解题模型，进而处理各类物理问题。

例2见图5，其即可以测算比荷的某一装置的简化图，在第一象限中具有垂直于纸面朝里的匀强磁场，磁感应强度B=2.0×10-3T，处于y轴间距坐标原点L=0.50m的P即离子的入射口，处于y放好接收器，把某一具有正电荷的粒子借助v=3.5×104m/s由P射入至磁场，如果粒子处于y轴间距坐标原点L=0.50m的M被观测到，且运动轨迹半径是最小的，设定带电粒子的质量即m，电量即q，无需记下其重力。

图5 2009福建高考题

(1)求上述粒子的比荷；(2)(3)略。

解析：要求解粒子的比荷，需要求出轨迹圆的半径，根据题意：运动半径恰好最小，有数学知识，通过确定两个点的圆为以这两点间距为直径的圆。所以将P、M两点连接起来作为“虚拟边界”，按照“直进直出”（如图6），从而求出半径为

图6“虚拟边界”

这道题目就需要学生对“直进直出”“斜进斜出”模型有更加深刻的理解。从而从无边界，构建出“虚拟边界”，再利用已有的知识进行求解。

例3见图7，虚线所指出的圆形区域中具有某一垂直于纸面的匀强磁场，P即磁场边界中的某一点，许多相一致的带电粒子以、相一致的速率通过P，在纸面中顺各个方向射入至磁场。如果粒子射入速率即v1，这些粒子在磁场边界中的出射点处于六分之一的圆周；如果粒子射入速率即v2，出射点处于三分之一的圆周。无需考虑到重力、带电粒子间的彼此作用。v2:v1即

图7 2017全国卷高考题

解析：处理这一题目的核心即出射点仅处于六分之一或是三分之一的圆周这个信息。若在圆周上找到一个三分之一点，作出一条过入射点和出射点的连线作为“虚拟边界”(如图8），当以此间距为直径的圆，才能满足在“直进直出”时，出射点最远，进而求出半径，求出速度。

图8“虚拟边界”

三、基于核心素养的复习课教学策略

（一）知识问题化

想要极大地提升学生的思维性能力，就需要教师应用问题链来引导其自主进行思考，让学生能够逐步跨越最近的发展区，减弱认知困难，增强思维品质。如在解决离子分离的问题时，设置轨迹半径较大的离子在电压波动时的击打范围，轨迹半径较小的离子在电压波动时的击打范围，再设置如何区分开来。处于这一问题设置中，更为重视问题中的各个细节与困难，引导学生进行思考，提升了学生处理物理问题的能力。

（二）问题情景化

通过具体情景来展示问题，让学生感受到问题的真实性，培养学生从题目中提取有用信息，转化为物理语言，建立正确的物理模型，进而提高学生的物理核心素养。