本文为西安市教育科学研究“十三五”规划2018年度规划课题《理化生学科基于核心素养的学业质量评价教学实践探索》的研究成果,课题批准号:2018XAGU144。
高三物理习题课教学是学生巩固知识、学以致用的重要环节。在习题课教学中嵌入学习水平质量评价,有助于教师准确了解学生整体知识掌握的程度,以及学生学科素养的培育效果。本文以滑板和滑块类题型(简称板滑模型)教学为例,探讨了“教、学、评”体系下的习题课教学模式。
板滑模型是相互接触的长板与滑块间的相对运动和相互作用问题,一般是由两个或多个物体构成研究系统,涉及多个过程,考查内容包括力与运动、功和能、动量守恒等概念和规律,对学生的思维能力要求较高。为了从多维度、多层次培育学生的物理学科素养,笔者从物理学科素养的“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个维度,结合实际教学目标,制定了习题课目标设计和学科素养评价标准(如表1所示)。
教师选用高考真题作为复习的第一手资料,能够帮助学生了解高考试题的范围和深度,板滑类题型在高考中出现的频率较高,笔者对近几年的高考真题进行了详细的分析(如表2所示)。
设计意图:教师对真题进行归类,利用题干和图形表述题设条件,引导学生了解真题,通过对比概括物理模型,培养学生的科学思维。
板滑模型研究的是两个相互接触的长板与滑块之间相对运动的问题,题设条件存在两种情况。第一种情况是水平面光滑,长板与滑块在水平方向上不受外力影响,让学生用守恒定律分析物理问题形成动量观,一般问题中的物理过程较为简单,要求学生能够应用物理概念做出正确的判断;第二种情况是水平面粗糙,滑块、长板与水平面之间存在相对滑动,或者滑块和长板一起相对水平面滑动,接触面在水平方向相互作用,这个物理过程较为复杂,学生需用运动和相互作用的知识点解决问题。
为了提高学生应用板滑模型解决实际问题的能力,教师需要设计不同梯度的题型,锻炼学生的解题能力。第一,教师要设计条件开放的题型便于学生展开讨论,学生才能有猜想和推理的空间;第二,要便于学生由浅入深进行讨论, 拓展和提高学生的思维能力;第三,要科学评估学生对概念和规律的掌握程度,设计的题干应简单明了,给定的条件要清晰明确,要便于学生准确判断物理模型,能够选用相应的概念和规律解决实际问题。
练习1.如图1所示,长木板B静止在水平台上,滑块A(可视为质点)静止放在B的最左端,敲击A,A立即获得水平向右的初速度v0,经过时间t1,恰好滑至B的最右端与B相对静止。已知A与B的质量均为m。请思考:(1)若忽略木板B与水平台之间的摩擦,可以求出哪些物理量?(2)若滑块与木板之间的动摩擦因数均为μ,且水平台表面粗糙,可以应用哪些物理规律?
设计意图:让学生选用恰当的物理模型解决这些问题,教师能够从中观察学生理解题意、提出问题、解决问题的能力,引导学生交流讨论,让学生在解决实际问题的基础上,内化知识,反思方法,在不断总结中提升自身学科素养。在求解过程中,要求学生能够应用图像表达题设条件,形成数形结合能力和模型建构能力;能够根据物理条件从不同角度提出问题,能够应用物理规律解决问题,更加系统地理解物理概念及物理规律的相互关系。