基于核心素养的高三物理知识模块重构实践与探索

摘 要：高中物理新课教学是按照学生认知规律，采用探究方式实施的，而高三物理复习课需要培养学生的知识迁移和综合分析能力，对知识模块重构的实践证实这是可行的，也是必须的。基于此，重点总结实践成果，旨在通过交流进一步优化重构方案。

关键词：核心素养;模块;重构;思维

高中物理课程编写是按照“运动学、力学、动力学”的顺序，然后从“直线运动”处理方法“牛顿运动定律”再到“曲线运动”的处理方法“运动合成与分解”，从动力学方法“牛顿运动定律”再到能量的方法“动能定理”“机械能守恒”“能量守恒”。这样编排符合学生的认知规律，符合物理学科核心素养的培养需要。高一、高二年级按照这样的顺序教学是比较科学的，但到了高三，学生对物理建模和物理方法在不同知识领域的融会贯通能力上存在壁垒。针对高三学生存在的问题，借助高三复习课，将以章节为顺序的讲义编排变为以物理方法为主线的知识模块重组编排，其效果显著，有效地提升了学生思维水平。[1]

一、物理学科核心素养的培养目标在高三习题课中的再认识

“物理学科核心素养”的四个要素中“科学思维”是物理学科核心素养的重要组成部分，发展学生的科学思维是物理教学的重要教学目标。[2]高三复习课更要将分析问题、建立模型、用物理规律与物理方法解决问题的思维能力培养和通过物理实验设计探究物理规律的能力提升两大方面作为达成学科教学目标的重要途径和抓手。

二、习题课模块重构的实践探索

1.以“牛顿运动定律”为主线的模块重构

“牛顿运动定律”作为关联运动学与力学问题的纽带与桥梁，是高中物理解决动力学问题的重要方法，对解决运动时间与分析运动过程有不可替代的作用，尤其在“传送带”“摩擦拖动”“带电粒子在交变电场中运动”等热门考点上有重要体现。

本专题设计思路为：（1）全面复习牛顿三大运动定律。（2）借助常规“力到运动、运动到力”的简单例题，总结复习解题一般思路，即受力分析、运动分析，抓住临界，用F=ma构建等式关系。（3）方法应用：瞬时加速度问题、摩擦拖动问题、传送带问题、带电粒子在场中运动问题。

从学生的答题情况分析，学生已基本掌握牛顿运动定律分析问题、解决问题的基本方法，但是对于特殊过程，比如临界条件的把握，借助v-t图像处理多过程往复性问题方面还比较生疏。针对此类情况，在本专题结束后安排了变式训练，有目的性地帮助学生强化此类方法。

例如，用牛顿运动定律解决摩擦拖动问题。

如图将物块A叠放在物块B上，它们质量分别为2m和m，地面光滑，两物块间动摩擦因数为μ，用力F作用在物块A上，将F从0开始增加，当F加到多少，A、B两物块发生相对滑动？

此专题突出了牛顿运动定律在分析问题时的一般思路与方法，有效地培养了学生抓受力分析、运动分析的一般思路，将不同知识板块通过同一方法建立知识网络，教给学生物理方法，让学生形成正确的思维方法。

2.以“运动合成与分解”为主线的模块重构

“运动合成与分解”是处理曲线运动的重要方法之一，在“平抛运动”“类平抛、斜抛运动”“带电粒子在电场中偏转运动”中有着广泛的应用，着重培养了学生“化曲为直”的物理思想。

设计思路：（1）通过复习平抛运动的基本知识点，感受运动分解处理问题的一般思路，即用等效的思想将复杂运动分解成两个简单的运动，借助运动的等时性、独立性构建关联关系。（2）归纳总结高中阶段需要借助“运动合成与分解”处理的常见运动：斜抛运动、带电粒子在电场中偏转运动、带电粒子在复合场中运动等，突出“一法多题”的知识方法。

例如，复合场中带电粒子运动中的特殊分解。

空间中存在由匀强电场和匀强磁场组成的复合场，已知电场强度为E，磁感应强度为B，且相互垂直，在O点无初速度释放一电子，则电子在y轴方向运动的最大距离为多少？

本专题重点突出运动合成分解方法在特殊问题中的处理技巧，让学生在面对复杂曲线运动时学会合理借助运动合成与分解方法处理，达到灵活应用。

3.以“圆周运动”为主线的模块重构

圆周运动作为曲线运动的特例，既具有普遍性又具有特殊性，大到宏观天体，小到微观粒子，都在做圆周运动，研究其运动特点是培养物理思维的重要组成。这里需要培养学生掌握圆周运动特点，竖直平面圆周运动的临界，学会在不同知识板块中寻找向心力来源，处理圆周运动。

设计思路：（1）复习描述圆周运动基本参量、传动关系，合力提供向心力，竖直平面完整圆周运动临界条件等基本知识点。（2）建立模型，渗透到高中物理其他知识板块中应用，总结提炼一般方法，建立合力提供向心力关系。

例如，用竖直平面最高点“临界问题”类比渗透复合场“等效最高点临界问题”。

知识迁移：用细线L系住带电小球，小球质量为m。静止时，细线与竖直方向成θ角，给小球一个初动能，小球恰能在竖直平面内绕着O点做圆周运动，已知重力加速度g。求电场强度和小球运动中最小动能。

圆周运动的问题处理有一套独特的处理方法，“找圆心、定半径、确定几何关系，受力分析找向心力”，通过不同知识板块的应用分析，让学生熟练掌握其一般方法。

此外，我还以“动能定理、能量守恒”“电场、磁场”“电磁感应、交流电”“热力学”“原子物理学”“力学实验”“电学实验”等一系列小专题将知识模块重构，让学生形成系统的知识网络，有效地促进了学生物理核心素养的形成。[3]此后，将根据学生特点不断调整优化模块重构方案，使专题复习更加科学化、合理化。

参考文献：

[1]冯兰.浅谈“发现式教学”应用于高三物理复习课的实践与感想[J].物理教师，2018（3）：94-95.

[2]高亚浩，袁财容.重构教材资源，促进学生科学思维发展[J].物理教学探讨，2019（11）：65-66.

[3]林建荣.新课程体系下的高三物理复习教学的探索[J].中学物理（高中版），2014（8）：27-28.

注：本文系江苏省教育科学“十三五”规划2018年度課题“旨在特长生培养的物理校本课程模块重构研究”（编号：D/2018/02/162）的研究成果。

作者简介：王大春（1984—），男，江苏海门人，本科，高级教师，主要从事物理教学与德育工作。