新高考背景下物理情境化試題復(fù)習(xí)策略

劉成金

(福建省長汀縣第一中學(xué) 366300)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》(2017版)中明確指出，教育需遵循相關(guān)教學(xué)規(guī)律以及學(xué)生自身的發(fā)展規(guī)律，與學(xué)生自身的思想、生活、學(xué)習(xí)相貼近，對學(xué)生的成長需要進(jìn)行充分反映，從而使學(xué)生生動(dòng)活潑且主動(dòng)發(fā)展.新高考下，試題注重情境的創(chuàng)設(shè)，更關(guān)注對學(xué)生分析能力、解決實(shí)際問題能力的考察.因此，為了更好的滿足新高考對于物理學(xué)科提出的要求，促使學(xué)生形成物理學(xué)科素養(yǎng)，教師就需注重物理習(xí)題復(fù)習(xí)的情境化，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)高效解題.

一、創(chuàng)設(shè)問題情境，提高學(xué)生情境識別能力

物理學(xué)科的情境教學(xué)當(dāng)中，情境創(chuàng)設(shè)通常對相關(guān)物理知識的傳遞有著重要影響，只有將學(xué)科知識滲透到情境當(dāng)中，才能使相關(guān)物理知識得到真正的理解與內(nèi)化.因此，在物理學(xué)科的教學(xué)中，需注重情境化課堂的構(gòu)建，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)科學(xué)、合理的問題情境，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行自由發(fā)揮與聯(lián)想，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生對于相關(guān)物理知識的學(xué)習(xí)欲.經(jīng)過相關(guān)教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生自身的探究欲、求知欲一旦被調(diào)動(dòng)，其所產(chǎn)生的體驗(yàn)就會(huì)比較深刻，學(xué)生的學(xué)習(xí)也就更加有效.基于此，在物理復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師通過實(shí)際的生產(chǎn)生活創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的問題情境，加以適度的引導(dǎo)，促使學(xué)生分析簡化，將實(shí)際的情境轉(zhuǎn)化成非情境化的物理知識，從而提高學(xué)生情境識別能力.

例如，圖1為某科技興趣小組制作的重力投石機(jī)示意圖.支架固定在水平地面上，輕桿AB可繞支架頂部水平軸OO′在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng).A端凹槽內(nèi)裝有一石子，B端固定一配重.某次打靶時(shí)，將桿沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)至與豎直方向成θ角后由靜止釋放，桿在配重重力作用下轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)石子被水平拋出.石子投向正前方豎直放置的靶，打到靶心上方的“6”環(huán)處，如圖2所示.若要打中靶心的“10”環(huán)處，可能實(shí)現(xiàn)的途徑有( ).

A．減小石子的質(zhì)量 B．減小配重的質(zhì)量

C．減小投石機(jī)到靶的距離 D．減小θ角

分析此題為2021年福建省高三適應(yīng)性考試的一個(gè)情境類題目的改編題，在復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師可以先播放一段“自制投石機(jī)”的視頻，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，并創(chuàng)設(shè)以下問題情境，引導(dǎo)學(xué)生對情境進(jìn)行識別：

創(chuàng)設(shè)問題問題釋疑情境識別1.桿對石子、配重做正功還是負(fù)功?石子、配重的機(jī)械能如何變化?桿對石子做正功,石子機(jī)械能增加;桿對配重做負(fù)功,配重機(jī)械能減少.系統(tǒng)機(jī)械能守恒2.石子在最高點(diǎn)時(shí),石子與配重的速度有何關(guān)系?石子、配重角速度相等,線速度與半徑成反比.圓周運(yùn)動(dòng)3.石子被拋出后做什么運(yùn)動(dòng)?空氣阻力忽略,石子做平拋運(yùn)動(dòng).平拋運(yùn)動(dòng)

通過創(chuàng)設(shè)以上3個(gè)問題，引導(dǎo)學(xué)生分析簡化投石機(jī)投石的情境，將投石情境轉(zhuǎn)化成三個(gè)物理知識：系統(tǒng)機(jī)械能守恒、圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)，從而提高學(xué)生情境識別能力.

二、設(shè)計(jì)問題探究，提高學(xué)生情境建模能力

根據(jù)建構(gòu)主義，每個(gè)學(xué)生都和別人有著不同的經(jīng)驗(yàn)，只有在具體教學(xué)當(dāng)中，設(shè)計(jì)出與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)有關(guān)的活動(dòng)體驗(yàn)，才能夠真正的實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)，并使學(xué)生能夠通過自己的心智進(jìn)行感受與體驗(yàn)，通過親歷后，對知識進(jìn)行理解與建構(gòu)，這不僅能夠使物理知識滲透至學(xué)生自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)當(dāng)中，而且還能使學(xué)生自身的學(xué)習(xí)能力得到有效發(fā)展.在物理復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師通過情境設(shè)計(jì)問題進(jìn)行探究，促使學(xué)生通過實(shí)際的情境建立物理模型，從而提高學(xué)生情境建模能力.

例如，在上述例題中，假設(shè)石子質(zhì)量為m，圓周運(yùn)動(dòng)半徑為r1，配重質(zhì)量為M，圓周運(yùn)動(dòng)半徑為r2，投出石子的速度v1，創(chuàng)設(shè)以下問題：

問題探究建立模型 推理結(jié)論分析討論1.如何提高投出石子的速度?配重與石子機(jī)械能守恒:(Mr2-mr1)g(1-cosθ)=12mv21+12Mv22角速度相等:v1r1=v2r2v1=2g(r2-mMr1)(1-cosθ)mM+(r2r1)2mM越小,θ越大,v1越大2.如何提高投石機(jī)的投石效率η?η=12mv21Mgr2(1-cosθ)×100%η=1-mMr1r21+Mm(r2r1)2×100%r1r2越大,效率越高3.如何讓投出的石子打到“10”環(huán)?石子平拋:x=v1t y=12gt2y=12gx2v12v1越小,x越大,y越大

通過設(shè)計(jì)以上3個(gè)問題進(jìn)行探究，指導(dǎo)學(xué)生建立模型，進(jìn)行定量推理，體驗(yàn)推理過程，并對結(jié)果進(jìn)行分析討論，從而提高學(xué)生情境建模能力與解決問題的能力.

三、強(qiáng)化問題拓展，提高學(xué)生情境遷移能力

現(xiàn)代社會(huì)中，合作與交流通常是學(xué)生必備的品質(zhì).基于此，可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題拓展，并通過小組討論交流的形式，引導(dǎo)各小組實(shí)施自主情境遷移探究，并讓組內(nèi)成員實(shí)施合理分工，如部分學(xué)生負(fù)責(zé)記錄，部分學(xué)生負(fù)責(zé)分析推理、部分學(xué)生則負(fù)責(zé)結(jié)果分享等.該過程當(dāng)中，教師需做好相應(yīng)的引導(dǎo)以及啟發(fā)，以促使學(xué)生情境遷移能力得到提高.

例如，在上述例題中，學(xué)生完成問題探究活動(dòng)之后，教師可布置情境遷移的任務(wù)，學(xué)生分組完成拓展并交流.

拓展：如圖3為大型拋石機(jī)的工作原理圖，輕桿PQ可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng).Q處連接一個(gè)質(zhì)量為M的重物，P處的袋中放有一個(gè)質(zhì)量為m的石塊，重物與石塊均看成質(zhì)點(diǎn).發(fā)射之前使石塊由地面上靜止釋放，釋放時(shí)桿PQ與水平面的夾角為θ.當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)石塊被水平拋出，求：

圖3

(1)石塊在運(yùn)動(dòng)過程中重力的功率如何變化？

(2)石塊水平拋出時(shí)的初速度為多大？

(3)石塊拋出后的水平位移與哪些因素有關(guān)？

通過問題拓展交流，教師引導(dǎo)點(diǎn)撥，以此使學(xué)生實(shí)現(xiàn)物理模型的內(nèi)化，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識的升華，從而提高學(xué)生情境遷移能力.

綜上所述，在新高考下的物理復(fù)習(xí)教學(xué)中，學(xué)生獲取相關(guān)學(xué)習(xí)方法通常比掌握知識更加重要，只有這樣，學(xué)生才能學(xué)會(huì)應(yīng)用相關(guān)知識對實(shí)際問題進(jìn)行解決，并通過探究實(shí)踐，將其形成的體驗(yàn)內(nèi)化為對相關(guān)概念以及規(guī)律的有效理解，從而實(shí)現(xiàn)高效復(fù)習(xí)，更好的應(yīng)對高考.