摘?要:隨著普通高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)的頒布與核心素養(yǎng)導(dǎo)向的物理教學(xué)觀(guān)的提出,創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題逐漸成為高考物理的重要考查內(nèi)容.但每年高考學(xué)生在這種題型上的得分情況非常不理想,究其原因在于創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題不能完全通過(guò)“線(xiàn)性的邏輯推理的方式”去解決,而是要通過(guò)“非線(xiàn)性的完形建構(gòu)的方式”去突破.“完形建構(gòu)法”可以很好地幫助學(xué)生突破高考物理中的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題,主要包括三個(gè)步驟:尋找并接納思維障礙、完形突破思維障礙、建構(gòu)完整的物理圖景.
關(guān)鍵詞:創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn);思維障礙;完形建構(gòu)法;物理圖景
文章編號(hào):1008-4134(2020)07-0027中圖分類(lèi)號(hào):G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
作者簡(jiǎn)介:華吉?。?983-),男,湖南武岡人,碩士,中學(xué)一級(jí)教師,研究方向:中學(xué)物理學(xué)科教學(xué).
1?創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題的困境與思索
1.1?創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題的現(xiàn)實(shí)困境
《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“在高中物理課程中,應(yīng)注重科學(xué)探究,尤其應(yīng)注重物理實(shí)驗(yàn),這在培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和科學(xué)態(tài)度等方面具有重要地位[1].”隨著核心素養(yǎng)的提出,物理實(shí)驗(yàn)題的考查鑒別功能得到進(jìn)一步強(qiáng)化.因?yàn)槲锢韺?shí)驗(yàn)題既考查了基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況即物理觀(guān)念,又考查了科學(xué)探究過(guò)程,同時(shí)也考查了學(xué)生設(shè)計(jì)性思維和創(chuàng)新性思維等科學(xué)思維.近年來(lái),為了落實(shí)新課程標(biāo)準(zhǔn)與核心素養(yǎng)的要求,高考物理中對(duì)創(chuàng)新類(lèi)實(shí)驗(yàn)題的考查頻率越來(lái)越高.但是經(jīng)過(guò)對(duì)高考數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),學(xué)生在這種題型中的得分率非常低.許多學(xué)生找不到有效的突破辦法,只要一遇到這種題型就果斷地選擇放棄.那么,這種題型是不是真的就找不到突破的方法呢?
研究發(fā)現(xiàn),我們?cè)S多學(xué)生之所以對(duì)這種題型一籌莫展,其根源在于沒(méi)有把握這種題型的特點(diǎn),沒(méi)有掌握突破這種題型的思維方法,仍然在用解決傳統(tǒng)型物理問(wèn)題的方法解決這一類(lèi)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題,因?yàn)榉椒ú粚?duì),自然是南轅北轍,收效甚微.
1.2?創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題的思索與突破
在長(zhǎng)期的教學(xué)過(guò)程中,筆者也曾經(jīng)被這種題型所困擾,苦思不得其解.一天看女兒玩“拼圖游戲”,發(fā)現(xiàn)小孩子玩拼圖游戲,是靠不斷把小塊拼接成大塊,小孩子一般很少依靠邏輯推理,他們?cè)谝粋€(gè)地方受阻,馬上又重新在另一個(gè)地方繼續(xù)拼接,當(dāng)拼接出來(lái)的圖形越來(lái)越多時(shí),拼接就會(huì)變得越來(lái)越容易,最終快速拼接出完整的圖案.筆者從中得到啟發(fā),發(fā)現(xiàn)做創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題不能完全按照“線(xiàn)性的邏輯推理”方式去做,而是要用“非線(xiàn)性的完形建構(gòu)”的方式去突破.
于是筆者提出“完形建構(gòu)法”突破這一類(lèi)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題,并在后來(lái)的教學(xué)中不斷實(shí)踐完善,幫助學(xué)生完成思維方法的突破,讓學(xué)生從畏懼這種題型到慢慢找到思路感覺(jué),并最終突破這一類(lèi)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題.
2?“完形建構(gòu)法”的內(nèi)涵與應(yīng)用實(shí)例
2.1?“完形建構(gòu)法”的內(nèi)涵
“完形建構(gòu)”來(lái)自于格式塔心理學(xué)的知覺(jué)完形理論,該學(xué)派提出了知覺(jué)研究的兩大思想:其一為整體大于部分之和,即“整體優(yōu)先效應(yīng)”或“完形優(yōu)先效應(yīng)”;其二為知覺(jué)的完形規(guī)則,即知覺(jué)是如何組織建構(gòu)的[2].
本文提出的“完形建構(gòu)法”借鑒了上述心理學(xué)理論中的“整體大于部分”與“整體優(yōu)先”的思想,主張?jiān)诮鉀Q創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題的過(guò)程中,學(xué)生不能糾結(jié)于局部的思維障礙,而是要在心理上接納這些思維障礙,并且從題目信息與背景知識(shí)中尋找線(xiàn)索,不斷完形突破,最終構(gòu)建出整體的實(shí)驗(yàn)原理與物理圖景.
“完形建構(gòu)法”優(yōu)先關(guān)注整體,強(qiáng)調(diào)先建構(gòu)整體,再理解局部,“先見(jiàn)森林,再見(jiàn)樹(shù)木”.“完形建構(gòu)法”也是符合“系統(tǒng)論”的科學(xué)的思維方法,它充分利用系統(tǒng)內(nèi)各要素之間的聯(lián)系去建構(gòu)整體的物理圖景,然后又通過(guò)整體實(shí)驗(yàn)原理的突破去完成局部實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的理解.
2.2?“完形建構(gòu)法”的應(yīng)用實(shí)例一
先以2014年理綜新課標(biāo)Ⅱ卷23題為例,介紹“完形建構(gòu)法”在實(shí)際解題中的應(yīng)用.
某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度(圈數(shù))的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,一均勻長(zhǎng)彈簧豎直懸掛,7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處;通過(guò)旁邊豎直放置的刻度尺,可以讀出指針的位置,P0指向0刻度;設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí),各指針的位置記為x0;掛有質(zhì)量為0.100kg砝碼時(shí),各指針的位置記為x;測(cè)量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1(n為彈簧的圈數(shù),取重力加速度為9.80m/s2).已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧的總?cè)?shù)為60,整個(gè)彈簧的自由長(zhǎng)度為11.88cm.
(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整:?①?,?②?;
(2)以n為橫坐標(biāo),1/k為縱坐標(biāo),在圖2給出的坐標(biāo)紙上畫(huà)出1/kSymbol~A@
n圖象;
(3)圖2中畫(huà)出的直線(xiàn)可以近似認(rèn)為通過(guò)原點(diǎn);若從實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧,該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k=③N/m;該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長(zhǎng)度l0(單位為m)的表達(dá)式為k=④N/m.
【解析】
(1)根據(jù)P2的示數(shù)可知,P2部分的原長(zhǎng)為4.06cm,拉伸后的長(zhǎng)度為5.26cm,根據(jù)胡克定律可得,k=FΔx=0.1×9.8(5.26-4.06)×10-2=81.7N/m.
倒數(shù)為1k=181.7=0.0122m/N.
(2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫(huà)出圖象,如圖3所示.
(3)根據(jù)得到的圖象可知,?1kn=0.03560,解得
k=1.71×103nN/m
(4)由于60匝彈簧的總長(zhǎng)度為11.88cm,則n匝彈簧的原長(zhǎng)滿(mǎn)足
nl0=6011.88×10-2,代入
k=1.71×103nN/m,?可得k=3.38l0(在3.31l0-3.62l0之間均可).
2.2.1?步驟一:接納思維障礙,保持積極心態(tài)
許多學(xué)生做創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題,仍然按照做一般物理題的程序去讀題審題,而且在讀題審題的過(guò)程中,一旦遇到思維上的障礙,就會(huì)產(chǎn)生挫敗感與恐懼感,于是就特別容易放棄.但事實(shí)上,任何一個(gè)人在遇到創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題時(shí),都可能遭遇一個(gè)甚至是多個(gè)思維的障礙點(diǎn),不可能在頭腦中立刻搞清楚全部實(shí)驗(yàn)原理.學(xué)生可能遭遇的“思維障礙點(diǎn)”有以下幾個(gè).
(1)第一句話(huà)“探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度(圈數(shù))的關(guān)系”就超出了學(xué)生的認(rèn)知舒適區(qū),挑戰(zhàn)了學(xué)生的固有認(rèn)知.因?yàn)閷W(xué)生一看到彈簧,一般首先想到的是胡克定律,探究彈力與形變量的關(guān)系.但這道題要探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度的關(guān)系,而且實(shí)際上實(shí)驗(yàn)中是探究彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)的關(guān)系,這些基本上都處于學(xué)生的認(rèn)知真空地帶.
(2)學(xué)生第一遍讀題,基本上無(wú)法理解題目中“一均勻長(zhǎng)彈簧豎直懸掛……測(cè)量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下表所示”這一長(zhǎng)段話(huà),也搞不清楚這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到底要干什么,實(shí)驗(yàn)原理到底是什么.
(3)當(dāng)學(xué)生讀題讀到最后一句話(huà)“已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧的總?cè)?shù)為60,整個(gè)彈簧的自由長(zhǎng)度為11.88cm”時(shí),更是不知所云,不知道這兩個(gè)條件是用來(lái)干什么的,對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)有什么用.學(xué)生也很難理解題目中為什么要作出1/kSymbol~A@
n圖象,又怎樣從圖象中得到我們需要的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.
其實(shí),所有人在讀題讀到這里的感受是差不多的,但是有些學(xué)生心理上能夠接受這一點(diǎn)繼續(xù)往下分析,而大部分學(xué)生心理上不能接受這種“思維處處受阻”的現(xiàn)象,于是選擇放棄.因此,能否在遇到思維障礙時(shí)在心理上接納它,并且始終保持積極的心態(tài)就成為區(qū)分學(xué)生的分水嶺.
2.2.2?步驟二:尋找關(guān)鍵線(xiàn)索,逐步完形突破
做創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題,有點(diǎn)像福爾摩斯探案,要從多方面尋找解題的關(guān)鍵線(xiàn)索.而解題的線(xiàn)索一般來(lái)源于兩個(gè)方面:一方面是從題目中獲取線(xiàn)索,包括從題目的文字信息、圖象圖表、題干選項(xiàng)中都可以獲得有用的解題線(xiàn)索;另一方面是從我們的生活經(jīng)驗(yàn)與背景知識(shí)中尋找解題的線(xiàn)索.在解題的過(guò)程中,隨時(shí)都要對(duì)這兩方面的信息進(jìn)行整合,并且完成判斷推理.
針對(duì)上面的三個(gè)思維障礙點(diǎn),我們可以逐步進(jìn)行完形突破,最終拼接出整個(gè)實(shí)驗(yàn)原理.
第一個(gè)思維障礙點(diǎn)的突破:
一是要重新讀題并明確第一句話(huà)的內(nèi)涵.實(shí)驗(yàn)題的第一句話(huà)一般都要說(shuō)明這個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?,這個(gè)題也不例外,第一句話(huà)明確了這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的就是要“探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度(圈數(shù))的關(guān)系”;
二是要調(diào)用生活經(jīng)驗(yàn),我們?cè)谏钪杏羞^(guò)這樣的經(jīng)驗(yàn),那就是同一種彈簧,長(zhǎng)度越長(zhǎng)就越軟(勁度系數(shù)?。L(zhǎng)度越短就越硬(勁度系數(shù)大);三是有部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可能還接觸過(guò)彈簧的串聯(lián)與并聯(lián),那還可以從彈簧的串聯(lián)中得到啟發(fā),從而理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
第二個(gè)思維障礙點(diǎn)的突破:
為什么要在一個(gè)彈簧上固定7個(gè)指針?實(shí)驗(yàn)中到底要怎樣來(lái)實(shí)現(xiàn)“探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度(圈數(shù))的關(guān)系”?要解決這兩個(gè)問(wèn)題,我們可以從兩方面突破.
一方面,我們自己可以想象一下,如果要完成這個(gè)實(shí)驗(yàn),我們會(huì)怎樣來(lái)設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案?我們可能要選用多個(gè)不同長(zhǎng)度的彈簧,在彈簧下面掛上重物,然后分別求出每個(gè)彈簧的勁度系數(shù),再來(lái)探究規(guī)律.
另一方面,認(rèn)真閱讀題目中的圖表,我們可以從表格中看出:第一行數(shù)據(jù)顯示了六個(gè)原長(zhǎng)位置,第二行數(shù)據(jù)顯示了六個(gè)形變后的位置,第三行是彈簧的圈數(shù),其實(shí)代表了彈簧的長(zhǎng)度,這三行綜合起來(lái)就是顯示出六個(gè)圈數(shù)不同的彈簧的原長(zhǎng)位置與形變后的位置.讀題到這里,學(xué)生可能會(huì)意識(shí)到這道題最大的一個(gè)設(shè)計(jì)上的亮點(diǎn):通過(guò)在一個(gè)彈簧上固定7個(gè)指針從而在一個(gè)長(zhǎng)彈簧上分出了六個(gè)不同長(zhǎng)度與勁度系數(shù)的彈簧,也就是將六個(gè)長(zhǎng)度不同彈簧合并到一個(gè)長(zhǎng)彈簧上,這樣還節(jié)省了下面懸掛的重物,只需要共用一個(gè)重物就可以了.
圖4的圖片中對(duì)以上兩種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了對(duì)比,可以看出這道題中設(shè)計(jì)方案的優(yōu)勢(shì),同時(shí)也能夠幫助我們理解這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理.
第三個(gè)思維障礙點(diǎn)的突破:
首先,為什么要作出1/kSymbol~A@
n圖象而不是kSymbol~A@
n圖象?1/kSymbol~A@
n圖象應(yīng)該是一條直線(xiàn)還是曲線(xiàn)?要理解這兩個(gè)問(wèn)題,我們一方面可以調(diào)用物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常采用的“化曲為直”的思想方法,而且進(jìn)一步還可以猜測(cè)畫(huà)出來(lái)的圖線(xiàn)應(yīng)該是一條直線(xiàn).另一方面,第三問(wèn)的題干中“圖2中畫(huà)出的直線(xiàn)可以近似認(rèn)為通過(guò)原點(diǎn)”這一句話(huà)明確提示并印證了“圖線(xiàn)是直線(xiàn)”的猜想.這里涉及到應(yīng)用“完形建構(gòu)法”做實(shí)驗(yàn)題的一種方法技巧,那就是經(jīng)常可以從后面的題目或者選項(xiàng)中獲得關(guān)鍵的線(xiàn)索去理解前面的問(wèn)題.
其次,怎樣從1/kSymbol~A@
n圖象得到k與n的關(guān)系?可以先求出直線(xiàn)的斜率設(shè)為k′,然后可以寫(xiě)出1/kSymbol~A@
n的函數(shù)關(guān)系,最后再做數(shù)學(xué)變形就可以得到勁度系數(shù)k與彈簧圈數(shù)n的關(guān)系了.當(dāng)然對(duì)于學(xué)生而言,這里還要區(qū)分圖象的斜率k′與彈簧的勁度系數(shù)k的關(guān)系.
再次,怎樣將勁度系數(shù)k與彈簧圈數(shù)n的關(guān)系轉(zhuǎn)化成彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長(zhǎng)度l0之間的關(guān)系?現(xiàn)在已經(jīng)找到了勁度系數(shù)k與彈簧圈數(shù)n的關(guān)系,只要再找到彈簧圈數(shù)n與其自由長(zhǎng)度l0之間的關(guān)系,就可以把k與n的關(guān)系轉(zhuǎn)換成k與l0之間的關(guān)系.要找到彈簧圈數(shù)n與其自由長(zhǎng)度l0之間的關(guān)系,就必須挖掘題干中最后一句話(huà)“已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧的總?cè)?shù)為60,整個(gè)彈簧的自由長(zhǎng)度為11.88cm”.我們可以根據(jù)這句話(huà)中的兩個(gè)條件先求出每一圈彈簧的自然長(zhǎng)度,然后再乘以圈數(shù)n,就可以得到n圈彈簧的自然長(zhǎng)度l0了,這樣就建立起彈簧圈數(shù)n與其自由長(zhǎng)度l0之間的關(guān)系.
總之,在尋找關(guān)鍵線(xiàn)索逐步完形突破的過(guò)程中,我們的思維往往是跳躍的,在這一類(lèi)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題中我們讀題審題也往往不重視先后順序,只是在不斷地完成每一個(gè)思維障礙點(diǎn)的突破,就像“拼圖游戲”中要不斷嘗試完成更多板塊的拼接.而在這個(gè)創(chuàng)造性的解決問(wèn)題的過(guò)程中,有時(shí)需要依靠猜測(cè)、聯(lián)想、靈感,有時(shí)需要依靠經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)、推理.真實(shí)的做題過(guò)程更像玩“拼圖游戲”,會(huì)更具創(chuàng)造性與跳躍性,是在不斷的“完形建構(gòu)”中找到突破口,而不是按照線(xiàn)性的邏輯順序去解決問(wèn)題.
2.2.3?步驟三:完成信息整合,建構(gòu)物理圖景
當(dāng)我們對(duì)所有的思維障礙點(diǎn)都進(jìn)行“完形突破”以后,就可以完成所有信息的整合,最終構(gòu)建出完整的清晰的結(jié)構(gòu)化的物理圖景,這一步驟相當(dāng)于“拼圖游戲”最后拼接出完整的圖案.而對(duì)于一個(gè)創(chuàng)新性的物理實(shí)驗(yàn)題而言,就是構(gòu)建出關(guān)于“這個(gè)實(shí)驗(yàn)到底要做什么”(實(shí)驗(yàn)?zāi)康模┡c“這個(gè)實(shí)驗(yàn)到底是怎么做的”(實(shí)驗(yàn)原理)這樣兩個(gè)問(wèn)題的清晰的物理圖景.這個(gè)實(shí)驗(yàn)的物理圖景如圖5所示.
2.3?“完形建構(gòu)法”的應(yīng)用實(shí)例二
為了說(shuō)明“完形建構(gòu)法”的應(yīng)用,再以2016年新課標(biāo)Ⅰ卷23題為例.
現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng),要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過(guò)60℃時(shí),系統(tǒng)報(bào)警.提供的器材有:熱敏電阻,報(bào)警器(內(nèi)阻很小,流過(guò)的電流超過(guò)Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警),電阻箱(最大阻值為999.9Ω),直流電源(輸出電壓為U,內(nèi)阻不計(jì)),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000Ω),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為2000Ω),單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線(xiàn)若干.
在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié).已知U約為18V,Ic約為10mA;流過(guò)報(bào)警器的電流超過(guò)20mA時(shí),報(bào)警器可能損壞;該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小,在60°C時(shí)阻值為650.0Ω.
(1)在答題卡上完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線(xiàn)(如圖6所示).
(2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器(填“R1”或“R2”).
(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng):
①電路接通前,需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,這一阻值為Ω;滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是.
②將開(kāi)關(guān)向(填“c”或“d”)端閉合,緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,直至.
(4)保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,將開(kāi)關(guān)向另一端閉合,報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用.
【解析】
(1)熱敏電阻工作溫度達(dá)到60℃時(shí),報(bào)警器報(bào)警.故需通過(guò)調(diào)節(jié)電阻箱使其電阻為60℃時(shí)的熱敏電阻的阻值,即調(diào)節(jié)到阻值650.0Ω,光使報(bào)警器能正常報(bào)警,電路圖如圖7所示.
(2)U=18V,當(dāng)通過(guò)報(bào)警器的電流10mA≤IC≤20mA,故電路中總電阻R=UIC,980Ω≤R≤1800Ω,故滑動(dòng)變阻器選R2.
(3)熱敏電阻為650.0Ω時(shí),報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警,模擬熱敏電阻的電阻器阻值也應(yīng)為650.0Ω,為防止通過(guò)報(bào)警器電流過(guò)大,造成報(bào)警器燒壞,應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的滑片置于b端.
2.3.1?步驟一:接納思維障礙,保持積極心態(tài)
在這道題的解題過(guò)程中,學(xué)生可能出現(xiàn)的思維障礙點(diǎn)有如下幾個(gè):
(1)這道題要求“組裝報(bào)警系統(tǒng)”,這個(gè)實(shí)驗(yàn)題屬于設(shè)計(jì)類(lèi)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)題,非常貼近現(xiàn)實(shí)生活,平時(shí)學(xué)生很少遇到這類(lèi)問(wèn)題,因此會(huì)造成學(xué)生的思維障礙.而且把這道題的題干讀完,仍然不會(huì)有任何思路,完全搞不清楚“這個(gè)實(shí)驗(yàn)要怎么做”.
(2)在沒(méi)有搞清楚實(shí)驗(yàn)原理的情況下,第一問(wèn)就要求連接電路,第二問(wèn)要求選用滑動(dòng)變阻器,許多學(xué)生望而生畏,不敢下手.
(3)不能理解報(bào)警系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與工作原理,不明白為什么要單獨(dú)設(shè)計(jì)報(bào)警系統(tǒng)的調(diào)節(jié)電路?
2.3.2?步驟二:尋找關(guān)鍵線(xiàn)索,逐步完形突破
(1)大膽連接電路圖.這道題第一問(wèn)連接電路圖,既是命題者留給考生的問(wèn)題,更是命題者留給考生解題的關(guān)鍵線(xiàn)索與提示信息.創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一種現(xiàn)象,那就是:?jiǎn)栴}本身就是重要線(xiàn)索.前面的問(wèn)題有可能成為解決后面的問(wèn)題的重要線(xiàn)索,而后面題目中的信息也經(jīng)常對(duì)理解實(shí)驗(yàn)原理與解決前面的問(wèn)題有重要的作用.因此,實(shí)驗(yàn)題讀題審題要以建構(gòu)完整的物理圖景為目標(biāo),在反復(fù)研讀中不斷完形突破,不斷逼近對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)原理的理解.
(2)跳過(guò)第二問(wèn)中的選擇滑動(dòng)變阻器,直接進(jìn)入第三問(wèn)進(jìn)行分析.因?yàn)榈谌龁?wèn)中的實(shí)驗(yàn)步驟能夠幫助進(jìn)一步深入地理解實(shí)驗(yàn)原理.當(dāng)我們把第一問(wèn)的實(shí)驗(yàn)電路圖與第三問(wèn)的實(shí)驗(yàn)步驟結(jié)合起來(lái),基本上就可以突破對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)題的實(shí)驗(yàn)原理的理解,包括為什么要單獨(dú)設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)電路、怎樣調(diào)節(jié)電路、自動(dòng)報(bào)警電路的工作原理等,而單刀雙擲開(kāi)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)在調(diào)節(jié)電路與報(bào)警電路之間進(jìn)行靈活的切換.
(3)在理解實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上,再回到第二問(wèn)中去解決滑動(dòng)變阻器的選擇問(wèn)題.滑動(dòng)變阻器在這道題中采用了限流式接法,它的作用就是調(diào)控電路中的電流.因此只要我們根據(jù)流過(guò)報(bào)警器的電流范圍就可以估算出滑動(dòng)變阻器的阻值范圍,從而做出正確的選擇.
2.3.3?步驟三:完成信息整合,建構(gòu)物理圖景
這道題的物理圖景建構(gòu)如圖8所示.
“完形建構(gòu)法”突破創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題一般有“三大步驟”:第一步是要接納讀題審題中的思維障礙,從而獲得一種解決問(wèn)題的積極的心態(tài);第二步是要深入挖掘題目信息并且結(jié)合自身的生活經(jīng)驗(yàn)與背景知識(shí)尋找關(guān)鍵的解題線(xiàn)索,逐步實(shí)現(xiàn)完形突破,這是最為關(guān)鍵的一步,這一步與傳統(tǒng)做實(shí)驗(yàn)題的線(xiàn)性式邏輯推理方式是完全不同的;第三步是要完成信息的整合,最終構(gòu)建出清晰的物理圖景,實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)原理的深刻理解.
3?結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,大量學(xué)生之所以對(duì)高考物理中的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題望而卻步,其根源在于思維方式的不匹配,創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題考查的是學(xué)生創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力,自然不能應(yīng)用解決常規(guī)物理題目的傳統(tǒng)的思維方式去進(jìn)行解決.本文提出的“完形建構(gòu)法”是一種創(chuàng)造性的解決物理問(wèn)題的思想方法,它要求我們從線(xiàn)性思維轉(zhuǎn)化為非線(xiàn)性思維,從慣性思維轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新性思維,從單純的應(yīng)用邏輯推理的方法轉(zhuǎn)化為應(yīng)用完形建構(gòu)的方法尋找解題思路的突破.在新課程標(biāo)準(zhǔn)與核心素養(yǎng)的要求下,高中物理教學(xué)要圍繞培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的關(guān)鍵能力與必備品格來(lái)開(kāi)展[3].應(yīng)用本文提出的“完形建構(gòu)法”突破創(chuàng)新類(lèi)實(shí)驗(yàn)題,能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生在適應(yīng)未來(lái)社會(huì)中所必需具備的積極心態(tài)與創(chuàng)新能力,提高學(xué)生創(chuàng)造性地分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力.
參考文獻(xiàn):
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[3]彭前程.談對(duì)“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)及物理學(xué)科核心素養(yǎng)”的理解?[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2017(10):01-04.
(收稿日期:2019-11-28)