大概念下指向核心素养的高三物理专题复习教学设计

黄彩霞

【摘要】大概念下的一题一课是以原始问题为依托，以问题串为导引，在变换问题视角中凸显学生的知识与能力，知识与方法，注重以自然简约达到深度学习的广度与厚度，摒弃题海战术，提倡精炼高效的互动课堂，提高学习兴趣，激发潜能，聚焦学生的科学思维品质，优化课堂结构，提升教师的专业素养。

【关键词】农村高中物理  一题一课  复习整合  教学设计

【中图分类号】G633.7   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2023）04-0127-03

高三物理复习是学生对高中阶段学过的物理知识的深化、整合、提升。对最后形成完整的网络知识结构，思维训练，起着关键的作用。

根据新课程标准的基本理念、课程目标和物理学科核心素养的要求，结合教学的实际情况，物理教师应该创造性地开展教学工作，将物理学科核心素养的培养贯穿于物理教学活动的全过程。[1]

下面笔者以电磁感应定律的综合应用的复习为例，提出一题一课，以点撬动面，以最自然简洁的形式生成问题，贵在思维的训练，在静中求变以求课堂自然、高效，优化课堂的教学结构，希望对一线的老师有启发作用。

一、教材分析

电磁感应定律的综合应用，在历届高考中经常以高频率的考点出现，综合性强，对学生的能力要求高。电磁感应定律的综合应用涉及的知识点较多，题材较为广泛，如果按照复习材料原本照宣，仅仅一个方面的问题就会消耗不少的时间，更别说整合提升与系统性。农村中学学生物理基础较差，物理观念比较淡薄，科学思维分析能力较弱，综合应用能力较差，加上疫情的原因，电磁感应及动量的学习较为紧张。因此本节从单棒导轨模型入手，以点撬动面，突破电磁感应的综合运用，重点解决无动力单棒问题。内容涉及到电路问题、运动学问题、动力学问题、能量问题、动量问题、电量问题、图像问题等等，对学生的综合思维及分析解决问题的能力要求较高。

二、教学目标

1.物理观念

通过分析简单的水平式的单棒模型形成建立感应电动势、感应电流、楞次定律、法拉第电磁感应定律的观念，形成力和运动观，建立能量观点，建立动量的观念。

2.科学思维与科学探究

（1）通过分析水平式的单棒模型，综合运用楞次定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律、动能定理、能量守恒定律、动量守恒定律分析推理论证，解决问题。

（2）建模：单棒+导轨模型的建立过程

（3）通过水平式单棒问题进行问题情境变化探究，在变化中获取证据，推理论证。

3.责任与态度

了解电磁感应在生产和生活中的重要作用。

三、教学过程设计

教学环节一  复习导入，推理论证

师：电磁感应定律的综合应用涉及的知识点较多，题材较为广泛，本节从单棒导轨模型入手， 重点解决无动力单棒和有动力单棒，水平式，倾斜式。会涉及到电路问题、运动学问题、动力学问题、能量问题、动量问题、电量问题、图像问题等等。在学习过程中我们将用到两个重要的二级推论及安培力的冲量的计算推导式，我们一起来回顾：

3.安培力的冲量I=Ft=BILt=BLq

教学环节二  （1）模型概讲 教师展示模型：

教师指出：该模型以下几方面进行分析研究。

模型概讲的必要性，物理的思维方法显现出来，思维变得可视化。[2]

（2）模型建構——策略

教师：（一）电磁感应中的动力学问题

例1：（多选）如图所示，导线框PQMN处于水平面内，匀强磁场与线框平面垂直，左接一电阻R，单棒ab垂直于导轨且可以在其上无摩擦地滑动，单棒ab及线框中导体的电阻都可不计。开始时，给ab一个向右的初速度V0，则（）

A.棒ab将匀减速向右运动

B.棒ab将减速向右运动，但属于变减速运动

C.棒ab将匀速向右运动

D.棒ab的加速度逐渐减小，最后为零

进阶性设问：导轨怎么放置？回路在哪里？哪个相当于电源？电路怎么连接？电流怎么走？单棒会受到磁场的安培力吗？方向如何？安培力是变力吗？[3]你会不会画出它的受力分析图？你会不会根据它的受力分析图及它的初状态来判断运动情况？单棒的加速度，你会不会根据牛顿第二定律列出式子由此来准确判断单棒的运动性质？从此题中你能否归纳出分析问题的先后顺序？

总结提升：动力学关键问题，会进行动态分析

学生按照老师的导引，学会对单棒问题进行合理顺序的分析推理论证，动力学分析问题的能力得到锻炼（答案BD）

教师：（二）电磁感应中的能量问题

例2：假设例1问题情景都不变的情况下，在整个运动过程中电阻R产生的热量Q等于多少？已知单棒ab的质量为m。

进阶性设问：在其他条件都不变的情况下，最后单棒以什么形式收尾？原来单棒的初动能哪里去了？由能量守恒和转化观点我们能否得出结论？安培力做了正功还是负功？安培力做负功得到什么能？电能通过电路做功又转化为下一级的什么能？（答案：0.5mv02 ）

教师：（三）利用电磁感应定律求电量位移问题

例3：假设例1问题情景都不变的情况下，下列图形中，单棒ab的速度V随时间t的变化和通过电阻R的电荷量q随单棒位移x的变化描述正确的是（ B ）

进阶设问：单棒由于切割磁感线产生了感应电动势，电路闭合产生电流，根据电流的定义式求通过电阻R的电荷量q的电流应该用四值中的什么值？感应电动势也应该用四值的什么值？磁通量的增加是由于回路中的面积增加引起的吗？本题中的图像坐标轴的意义分别是什么？V-t图像斜率k表示什么？q-x根据你的推导成线性关系还是非线性关系，过坐标原点吗？求解电磁感应现象中的电量q问题还有什么方法？

学生：回路电源到电流到磁通量的变化。

由问题的方向指向了电量及位移问题，学生思维方向马上变化，思考问题的路子拓宽了。學生的推理论证能力得到训练。

教师：（四）利用动量定理求位移问题

例4：假设例1问题情景都不变的情况下，求导体棒通过位移x是多少？

学生：公式法只适应在匀变速直线运动，对于非匀变速直线运动不能用，只能寻找动量的角度来解决问题。

本设问除了利用动量定理解决分析问题以外，还要学生学会考虑规律的适应范围，以免造成错误，学会对比分析，避免造成思维定势。

设计意图：

以水平放置的导轨给单棒以一定的初速度（无源单棒）为原始问题（例1），以问题串为导引，逐个变换问题视角从电磁感应中的动力学问题（例1）到电磁感应中的能量问题（例2）到利用电磁感应定律求电量位移问题（例3）再到利用动量定理求位移问题（例4），搭建整合了电磁感应定律与动力学、能量、动量、图像等知识融合贯通，如何分析，如何解决问题，学生的思维不断进阶，自然简约地达到深度学习的广度与厚度。

一堂课中通过一题多问，层级性地展开问题，锁住学生的注意力，消除了学生对电磁学的综合问题的恐惧感，最终形成了物理的三大观点：力和运动观点、能量的观点、动量的观点，提升了学生推理分析论证等科学思维品质。

做一做：在例题1情景中（1）现给棒ab一个水平向右的恒定拉力F，ab棒将如何运动？最终速度多少？（2）匀速后，撤去F，ab棒将怎样运动？画出全程v-t图像。（3）撤去F后，ab棒滑行的距离x是多少？（4）全过程中，能量是如何转化的？存在什么形式的能量转化？关系如何？

四、反思与启示

1.有的放矢地统筹组织开展高三专题复习

教师被教材牵着鼻子走，复习进度拖不动，蜻蜓点水般东一枪西一炮，做夹生饭。原因在：1.复习没有目标没有计划，对新高考的方向把握不准或根本没有把握。高三复习应熟悉高考评价体系，以新课标为标准，按时间有计划有步骤地进行复习。2.没有投入精力进行二次备课，精简教材，精选习题。对教材的二次创作体现教师的教学理念与教学智慧。很多新手教师把高三复习课当成新课，很多有经验的老师，会对知识内在的联系及研究方法进行高端的备考，整合提升，精讲精练，做到简约而不简单[4]。

学生方面：1.很多听听会，看看会，做做不会；2.题海战术

学生的物理核心素养根本没有养成，好像对高中物理还没入门。很多学生由于老师在上新课时就没有达标或刚好达标，掌握的状态好比洒落的珍珠一样，老师必须通过复习帮他们把珍珠串起来，连点成线，连线成面，交织成一张知识的网线。高三复习资料试卷满天飞，疲于应付作业，缺少归纳与反思，知识结构性差。

2.精讲精选习题

高三的复习时间宝贵，老师上课累，疲于赶进度，讲不完，学生题海战术也累，最后没有什么复习效果。若教师能通过一题一课，以一题多问、一题多变等形式，整合模块主干知识，整合物理解题观点，精选习题，达到同中求异，异中求同。课堂中善于启发思维，把时间留给学生，磨刀不误砍柴工，善于思辨，灵活变化，优化课堂的教学结构，提升学生的思维品质和迁移能力，从而达到从解题向解决综合问题的能力目标。

3.把课堂留给学生

在教师的启发引导下，我们可以把时间还给学生，不要替代学生，放手给学生展示的机会，比如这堂课中，可以运用希沃5的板中板的功能由学生来推导论证一些重要的二级结论，为新课做好准备。课中除了用有启发性的语音以外，审题、做受力分析图、说题等等都可以留给学生展示思维的机会，老师利用信息技术等手段让学生展示，再实时地对其进行课堂评价，一堂高效的有“预谋”的互动课堂就产生了，有思维的碰撞，有思考的深度，我们还害怕教学达不到目标吗？

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.1

[2]戴伟.物理习题解决中物理模型的影响研究[D].南京：南京师范大学，2017.

[3]魏富春.一类变力 两种表现——关于“F=kV”类变力的讨论[J].技术物理教学，2011（3）：65-66.

[4]杨子秀.模型法在高考物理解题中的研究[D].昆明：云南师范大学，2017.