董友軍 翟春城 陳允怡

摘? 要：以“追及”專題為案例，探索基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的專題教學(xué)策略，包括確定專題策略、編選練習(xí)策略、學(xué)生學(xué)習(xí)策略與教師教學(xué)策略。并以知識(shí)為線索、以問題為焦點(diǎn)、以引導(dǎo)為方式、以素養(yǎng)為目的，建構(gòu)專題教學(xué)模式，發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);專題教學(xué);教學(xué)策略

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2021）5-0012-5

專題教學(xué)是指專門針對(duì)某一問題進(jìn)行的課堂教學(xué)。高中物理教學(xué)可以分為概念教學(xué)、規(guī)律教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和練習(xí)教學(xué)，而練習(xí)教學(xué)最有效的教學(xué)形式就是專題教學(xué)。一節(jié)有效的專題教學(xué)課既可以突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，也可以構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)、增強(qiáng)學(xué)生的遷移能力。本文以“追及”專題為案例，探索基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的專題教學(xué)策略。

1? ? 確定專題策略

確定專題是專題教學(xué)的前提。專題選取的內(nèi)容既要體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展理念，也要突出學(xué)科考查重點(diǎn)，才能找到培養(yǎng)學(xué)生解決問題的關(guān)鍵。確定專題在宏觀上要符合課標(biāo)要求，在微觀上要符合學(xué)情需要，即專題要體現(xiàn)“四點(diǎn)”——課標(biāo)要點(diǎn)、高考重點(diǎn)、思維節(jié)點(diǎn)和解題錯(cuò)點(diǎn)。

1.1? ? 體現(xiàn)課標(biāo)要點(diǎn)

“追及”專題主要針對(duì)高中物理必修1第一章（運(yùn)動(dòng)的描述）和第二章（勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究），《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》）中的內(nèi)容要求明確指出：“理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，能運(yùn)用其解決實(shí)際問題”。此“追及”專題就應(yīng)針對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解和運(yùn)用。教師在命制習(xí)題時(shí)，應(yīng)設(shè)置生活情境，把單純的物理解題轉(zhuǎn)化為解決生活實(shí)際問題，從而更好地落實(shí)《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求，提升學(xué)生的問題解決能力，發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

1.2? ? 體現(xiàn)高考重點(diǎn)

高考對(duì)于高中教學(xué)而言，具有最直接的導(dǎo)向作用。所以，所選專題內(nèi)容應(yīng)符合高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容。筆者查閱最近三年全國(guó)物理1、2、3卷，試題中經(jīng)常涉及追及問題，是高考物理考查的重點(diǎn)（表1）。

1.3? ? 體現(xiàn)思維節(jié)點(diǎn)

本專題含有運(yùn)動(dòng)圖像與勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解與應(yīng)用，一般涉及到兩個(gè)物體、多個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，學(xué)生做題時(shí)顧此失彼，思維發(fā)展難以突破。設(shè)置“追及”專題教學(xué)，可引導(dǎo)學(xué)生畫出追及過程線段圖，變抽象為具象，這是促進(jìn)學(xué)生思維進(jìn)階的重要節(jié)點(diǎn)。

1.4? ? 體現(xiàn)解題錯(cuò)點(diǎn)

高一學(xué)生做“追及”習(xí)題時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤，究其原因，主要有“追及過程的位移關(guān)系不清晰”“恰好追上隱含的臨界條件不清楚”等。為了幫助學(xué)生改正錯(cuò)誤，清除學(xué)習(xí)障礙，任課教師就應(yīng)該及時(shí)確定“追及”專題。

2? ? 習(xí)題編選策略

確定了專題內(nèi)容，就要編選對(duì)應(yīng)的習(xí)題，這是落實(shí)專題教學(xué)目標(biāo)的重要保證。習(xí)題即問題，百度百科解釋為“一門課程或教材為學(xué)生或讀者提供的、可供練習(xí)和實(shí)踐的、具有已知答案的問題”。教師通過習(xí)題，體現(xiàn)教學(xué)理念，引導(dǎo)教學(xué)方向;學(xué)生通過解題，培養(yǎng)關(guān)鍵能力，落實(shí)核心素養(yǎng)。 編選“追及”專題習(xí)題如下。

2.1? ? 知識(shí)——知識(shí)是應(yīng)用的基礎(chǔ)

（1）哪些公式經(jīng)常使用？

答：勻速直線運(yùn)動(dòng)： x=vt

勻變速直線運(yùn)動(dòng)：

（2）如何判斷物體間距？

答：若前面物體速度大于后面物體速度，則物體間距離變大;若前面物體速度小于后面物體速度，則物體間距離變小;若前面物體速度等于后面物體速度，則物體間距離不變。

（3）如何構(gòu)建追及過程？

答：把文字轉(zhuǎn)化為圖像，即畫過程線段圖。

（4）“追上”隱含什么關(guān)系？

答：隱含一個(gè)位移等式：

2.2? ? 應(yīng)用——應(yīng)用是學(xué)習(xí)的目的

【應(yīng)用1】 v-t圖像型：（2018全國(guó)2卷第19題）甲、乙兩汽車在同一條平直公路上同向運(yùn)動(dòng)，其速度-時(shí)間圖像分別如圖1中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在t2時(shí)刻并排行駛，下列說法正確的是（? ? ）

A.兩車在t1時(shí)刻也并排行駛

B.t1時(shí)刻甲車在后，乙車在前

C.甲車的加速度大小先增大后減小

D.乙車的加速度大小先減小后增大

【應(yīng)用2】 x-t圖像型：（2018全國(guó)3卷第18題）甲、乙兩車在同一平直公路上同向運(yùn)動(dòng)，甲做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，乙做勻速直線運(yùn)動(dòng)。甲、乙兩車的位置x隨時(shí)間t的變化如圖2所示。下列說法正確的是（? ? ）

A.在t1時(shí)刻兩車速度相等

B.從0到t1時(shí)間內(nèi)，兩車走過的路程相等

C.從t1到t2時(shí)間內(nèi)，兩車走過的路程相等

D.從t1到t2時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻，兩車速度相等

【應(yīng)用3】 前勻速后減速型：一輛車以v1=

108 km/h勻速行駛，已知司機(jī)剎車反應(yīng)時(shí)間是t1=0.5 s，剎車時(shí)加速度大小為a=5 m/s2。若有人在車前面以速度v2=10 m/s向前運(yùn)動(dòng)，要使車不撞上人，求司機(jī)看到人時(shí)，司機(jī)與人的最小距離

【應(yīng)用4】 前減速后勻速型：一個(gè)乘客與公共汽車之間的距離為20 m，已知乘客以10 m/s的速度勻速追趕前面的公共汽車，公共汽車以20 m/s的初速度剎車，且加速度大小為 5 m/s2。求從此時(shí)刻起，乘客經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間追上公共汽車？

【應(yīng)用5】 前勻速后加速型：一名逃犯駕車勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為20 m/s。一輛警車在逃犯后面1 000 m處從靜止開始勻加速啟動(dòng)，已知警車的加速度為5 m/s2，最大速度為30 m/s，求警察經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間追上逃犯？

【應(yīng)用6】 前加速后勻速型：甲車以v1=

10 m/s的速度在平直的公路上勻速行駛，在某一時(shí)刻，停在甲車前方x0=36 m處的乙車以加速度a=2 m/s2開始沿同一方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

（1）若甲車沒有追上乙車，求兩車運(yùn)動(dòng)過程的最小間距xmin;

（2）若甲車可以追上乙車，求甲車勻速運(yùn)動(dòng)的最小速度vmin。

筆者在編制以上 “追及”習(xí)題時(shí)的考慮如下：

（1）習(xí)題立足基礎(chǔ)知識(shí)

所謂基礎(chǔ)知識(shí)，就是指專題所用到的公式、方法、規(guī)律等。沒有基礎(chǔ)知識(shí)，專題就是“無源之水，無本之木”，再簡(jiǎn)單的習(xí)題也是難題。所以，筆者在學(xué)生做“追及”習(xí)題之前，設(shè)置幾個(gè)問題，引導(dǎo)學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識(shí)、重視基礎(chǔ)知識(shí)。一線教學(xué)中，有些教師直接設(shè)置習(xí)題，缺少引導(dǎo)學(xué)生回顧基礎(chǔ)知識(shí)的環(huán)節(jié)，這樣就降低了專題教學(xué)的效率。因?yàn)閷ｎ}教學(xué)的本質(zhì)就是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固和深化，若無回顧環(huán)節(jié)，就失去了專題復(fù)習(xí)的立足點(diǎn)。

（2）習(xí)題落實(shí)核心素養(yǎng)

物理核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任[1]。編選習(xí)題時(shí)，整個(gè)專題盡量落實(shí)到物理核心素養(yǎng)的四個(gè)方面。在物理觀念方面，通過勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)動(dòng)觀念。在科學(xué)思維方面，通過引導(dǎo)學(xué)生把實(shí)際物體看作質(zhì)點(diǎn)、把生活中的實(shí)際運(yùn)動(dòng)過程看作勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻變速直線運(yùn)動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)能力。在科學(xué)探究方面，引導(dǎo)學(xué)生探究《中華人民共和國(guó)道路交通安全法實(shí)施條例》第八十條，為何規(guī)定“機(jī)動(dòng)車在高速公路上行駛，車速超過每小時(shí)100公里時(shí)，應(yīng)當(dāng)與同車道前車保持100米以上的距離”？學(xué)生根據(jù)應(yīng)用3得出的剎車距離公式Δx=（v1-v2）t1+，設(shè)v2=0 m/s，可知△x=105 m，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、解釋問題、相互交流等科學(xué)探究素養(yǎng)。在科學(xué)態(tài)度與責(zé)任方面，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)剎車距離公式Δx=（v1-v2）t1+，理解交規(guī)“禁超速、禁酒駕、禁超載”的原因是減小v1、減小t1、增大a，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任感。

（3）習(xí)題聯(lián)系生活實(shí)際

認(rèn)知心理學(xué)表明，要讓學(xué)生真正理解知識(shí)，最有效的方式就是把知識(shí)應(yīng)用于生活[2]。追及是生活中的普遍現(xiàn)象，設(shè)置生活情境，可以把解題轉(zhuǎn)化為解決問題。為了讓學(xué)生體會(huì)到物理習(xí)題是為了解決生活實(shí)際問題，在應(yīng)用3、5習(xí)題前，讓學(xué)生先觀看一段人被汽車撞飛的視頻和警察追逃犯的視頻，并根據(jù)視頻情境，編制出應(yīng)用3、5習(xí)題。這樣既可以加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)識(shí)，也可以提升學(xué)生解決問題的能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生的興趣，可謂一舉三得。

（4）習(xí)題體現(xiàn)高考特征

為了提高學(xué)生的解題能力，要編制與高考試題特征相似的習(xí)題。在高考選擇題和計(jì)算題中都涉及到追及問題，選擇題主要通過圖像考查，其中應(yīng)用1和應(yīng)用2就是高考原題。雖然是高考題，但完全可以用必修1的知識(shí)解決，且難度不大，比較適合高一學(xué)生練習(xí)，提前感受高考題的難度和呈現(xiàn)方式。筆者認(rèn)真分析了2019年全國(guó)高考物理1、2、3卷的計(jì)算題，在計(jì)算題中，沒有單獨(dú)考追及問題，但包含追及問題。其中，1卷和3卷考查前后物體都做勻減速直線運(yùn)動(dòng);2卷考查汽車剎車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)高考題的考查特征，筆者編制了應(yīng)用3、4、5、6習(xí)題。通過這些不同類型習(xí)題的訓(xùn)練，為解答高考計(jì)算題打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（5）習(xí)題略高于學(xué)生實(shí)際

最近發(fā)展區(qū)理論認(rèn)為，學(xué)生已經(jīng)達(dá)到的水準(zhǔn)為“既知”水準(zhǔn)，學(xué)生得到教師幫助能夠?qū)崿F(xiàn)的水準(zhǔn)為“未知”水準(zhǔn)，教學(xué)就是教師在這兩個(gè)水準(zhǔn)之間，引領(lǐng)學(xué)生走向“最近發(fā)展區(qū)”的活動(dòng)[3]。教學(xué)應(yīng)該著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，在編制習(xí)題時(shí)，既要考慮學(xué)情，也要考慮學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，編制的題目難度應(yīng)該介于高考與學(xué)情之間。習(xí)題與高考題比較，主要體現(xiàn)在不需要通過力去求加速度，即只考查運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)，而不涉及動(dòng)力學(xué)知識(shí)，而且運(yùn)動(dòng)過程較少、狀態(tài)變化比較明顯。

3? ? 學(xué)生學(xué)習(xí)策略

王夫子說，“善教者必有善學(xué)者，而后其教之益大，教者但能示以所進(jìn)之之善，而進(jìn)之之功，在人之自悟?！比~圣陶說，“教師之為教，不在全盤授予，而在相機(jī)誘導(dǎo)?！边@些名家的教學(xué)思想，都體現(xiàn)了學(xué)生中心論，即教師的教學(xué)行為，其目標(biāo)都指向?qū)W生，學(xué)生是課堂的主體。

3.1? ? 自主分析

自主分析是課堂的基礎(chǔ)，也是學(xué)生成長(zhǎng)的重要階段。教師先讓學(xué)生自主分析，若遇到問題，再及時(shí)點(diǎn)撥。如應(yīng)用5，有些學(xué)生就被“最大速度為30 m/s”卡住了，不知道有什么用。此時(shí)教師要及時(shí)點(diǎn)撥，“首先要判斷在達(dá)到最大速度之時(shí)有沒有追上，若還沒有追上，則此后警察將以30 m/s的速度勻速去追逃犯”。通過點(diǎn)撥，學(xué)生恍然大悟，既鍛煉了思維，也體驗(yàn)了成功的喜悅。

3.2? ? 相互交流

交流是主要的教學(xué)形式，有利于營(yíng)造平等的氛圍，可以激發(fā)學(xué)生積極思考。在課堂教學(xué)中，對(duì)于學(xué)生比較迷糊的問題，教師不急于表態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生充分交流，說明各自的理由。如問“交規(guī)為何要‘禁酒駕？”有些學(xué)生說喝酒的人比較沖動(dòng)，有些學(xué)生說喝酒的人視力下降，有些學(xué)生說喝酒的人頭暈眼花……通過充分交流后，教師還是要引導(dǎo)學(xué)生從物理學(xué)公式去分析，培養(yǎng)物理思維。

3.3? ? 畫出過程

“追及”問題隱含了位移關(guān)系，教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)題意用線段畫出兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)過程，把抽象問題圖像化，有利于找出位移關(guān)系，降低題目難度。如應(yīng)用3，先畫出司機(jī)和人在反應(yīng)時(shí)間t1=0.5 s內(nèi)的位移，再求車與人共速的時(shí)間t2，然后畫出司機(jī)和人在t2內(nèi)的位移，根據(jù)所畫出的位移關(guān)系圖，可以很容易觀察出各段位移之間的關(guān)系，有利于增強(qiáng)學(xué)生理解，減少失誤。

3.4? ? 反思總結(jié)

“學(xué)而不思則罔”，反思是提高的階梯。應(yīng)告誡學(xué)生，沒有反思就沒有進(jìn)步，沒有總結(jié)就沒有智慧。

應(yīng)用3中得出了剎車距離公式Δx=（v1-v2）t1+，通過減小v1、減小t1、增大a，讓學(xué)生明白了交規(guī)“禁超速、禁酒駕、禁超載”的原因，感覺到我們學(xué)物理的意義。通過反思總結(jié)，既可以減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，也可以提升概括能力，還可以拓展思維深度。

4? ? 教師教學(xué)策略

協(xié)同學(xué)理論表明，學(xué)生是教學(xué)的主體，教師是教學(xué)的客體。教師是客體，并不表示只起非決定性作用;學(xué)生是主體，也不表示都起決定性作用。教師和學(xué)生在不同的教學(xué)階段，分別起決定性作用[4]，如表2所示。

從表格可知，教師在教學(xué)過程的被組織階段起決定性作用，這為教師教學(xué)的必要性獲得了理論支持;學(xué)生在教學(xué)過程的自組織階段起決定性作用，這為學(xué)生自我建構(gòu)知識(shí)的可能性獲得了理論支持。在落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的課堂中，教師的講述是必要的，以學(xué)生為主體的課堂并不排斥教師的講述。若沒有教師的講述，現(xiàn)象的理解就無法深入，若沒有教師的講述，知識(shí)的探究就會(huì)失去方向。教師引領(lǐng)學(xué)生探討教學(xué)內(nèi)容，是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)最高效的方式。

4.1? ? 以知識(shí)為主線

物理知識(shí)是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的載體。沒有物理知識(shí)，物理觀念就是“海市蜃樓”。在專題教學(xué)中，可以由知識(shí)邏輯順序確定教學(xué)主線，如圖3所示。

4.2? ? 以情景為手段

所謂情景，即指具體、直觀的情形。物理教學(xué)中，經(jīng)常采用創(chuàng)設(shè)情景進(jìn)行教學(xué)，體現(xiàn)物理來源于生活，與生活緊密相關(guān)。筆者認(rèn)為，情景選取的優(yōu)先順序應(yīng)該是現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)、播放視頻、展示圖片……如“如何判斷物體間距”就采用現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)：讓一個(gè)學(xué)生站在教師前面，當(dāng)學(xué)生運(yùn)動(dòng)而教師靜止時(shí)，即前面物體速度大于后面物體速度時(shí)，物體間距離變大;當(dāng)學(xué)生靜止而教師運(yùn)動(dòng)時(shí)，即前面物體速度小于后面物體速度時(shí)，物體間距離變小。應(yīng)用3采用汽車撞人視頻，從震撼的畫面，感受遵守交通規(guī)則的必要性。應(yīng)用4采用圖片，體會(huì)人追公共汽車的場(chǎng)景，讓解題過程更有生活氣息。

4.3? ? 以圖像為方法

本文圖像是特指線段圖像和運(yùn)動(dòng)圖像（v-t圖像和x-t圖像），通過線段圖像反映兩個(gè)物體在追及過程中的位移關(guān)系;通過運(yùn)動(dòng)圖像，分析問題、解決問題，為學(xué)生提供多種解決問題的方式，并培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具處理物理問題的能力。如應(yīng)用3要求學(xué)生畫出線段圖像，應(yīng)用4要求學(xué)生用v-t圖像解題。通過圖像的應(yīng)用，讓思路更清晰，讓方法更多元，讓思維更活躍。

4.4? ? 以問題為引導(dǎo)

愛因斯坦說，提出問題比解決問題更重要。好問題能夠驅(qū)動(dòng)學(xué)生思考，并發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì)。如上課開始時(shí)，首先進(jìn)行“知識(shí)四問”（哪些公式經(jīng)常使用？如何判斷物體間距？如何構(gòu)建追及過程？“追上”隱含什么關(guān)系？）這些問題既能夠鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，也能夠鍛煉學(xué)生的思維能力，從而促使學(xué)生思維品質(zhì)的發(fā)展，問題解決能力的提升。

5? ? 結(jié)束語

專題教學(xué)是提高教學(xué)效率的重要方式。通過專題教學(xué)，可以把某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)研究得更加全面、更加深入。好的專題教學(xué)，不但可以促進(jìn)學(xué)生知識(shí)理解、提升思維品質(zhì)，還可以發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力。筆者在本節(jié)專題教學(xué)的過程中，以知識(shí)為線索、以問題為焦點(diǎn)、以引導(dǎo)為方式、以素養(yǎng)為目的，建構(gòu)專題教學(xué)模式，發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

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（欄目編輯? ? 趙保鋼）