邓艾 黄子恒

摘   要：高三复习备考是高中物理教学的关键环节，有效的复习备考能促进学生物理观念的有机生成，科学的复习备考能极大地提升学生的思维能力，构建完整的物理图景。文章结合新高考理念和复习备考的实践体会，结合实例从概念教学、物理定理与定律教学、物理规律的应用教学、情境化教学四个方面阐述整合不同模块内容复习的必要性，最终给出复习备考建议。

关键词：大单元教学;复习备考;物理观念;物理规律

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2022）3-0013-4

当前高中物理教材主要从力、电、磁、热、光等几个知识模块编排，通过力、运动、能量与动量搭建高中物理知识主体框架。传统的课堂教学，教师以课时为单元，遵从课本内容编排有序推进，进行碎片化知识和技能的传授。基于核心素养实施大单元教学是当前教学发展的趋势。大单元教学打破传统课时的束缚，以单元为模块进行知识的重组，倡导关注知识点背后承载的物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。在高三复习课教学中，教师同样可以将不同模块的内容进行有机整合，对分析处理问题的思维方法进行归纳整理，有效推动物理知识体系化，培养学生的知识迁移能力与创新思维能力。整合不同章节的内容，借鉴大单元教学理念，将其融入高三复习备考课程中，同样也值得尝试与探索。

1    剖析物理概念的实际意义，强化物理观念

物理是一门与实际生活关联很强的学科。高三物理课堂教学，教师不能只是简单回顾物理概念和物理现象。在概念教学时，侧重于与实际生活情境的关联，强调从科学描述的角度引入概念的物理意义。以复习平抛运动为例，学生对速度偏转角与位移偏转角的理解很抽象，应用时也经常出错。教师在讲解时可以提出以下问题来帮助学生理解：

问题1：平抛运动的轨迹是曲线，曲线运动的速度方向时刻变化，那么如何进一步引入物理量来描述速度方向变化的多少？

问题2：速度偏转角应如何量化定义？

问题3：速度偏转角应用于具有竖直初始速度的类平抛运动，其差异性体现在哪里？

问题4：若物体做圆周运动，引入速度偏转角又可以得出怎样的结论？

问题5：在光的折射现象中，如何理解光线的偏转角？

物理概念反映物理现象和物理过程的本质属性，是物理事实的抽象与概括，是物理学的基础。物理概念的形成伴随着科学思想与方法，是发展学生学科核心素养的重要过程。物理概念是学生形成物理观念的重要基础[1]。教师在进行概念教学时，切忌直接给出相关的定义及表达式，应结合科学研究的必要性和实际教学特点，遵从学生思维发展顺序，通过层层设问，引导学生从生活化的物理现象感性认识逐步向物理学科描述的科学化视野的理性认识转化。在充分理解物理概念引入的实际意义基础上，對该概念的内涵与外延进行解读与拓展，对与概念对应的数学表达式进行相关的推理与分析。作为高三复习课，教师可以串联不同运动情境，启发学生深化对同一物理概念的认识，形成概念在不同情境中的深层次理解与应用。

针对物理学科中诸多不同概念，我们可以在概念引出的具体方式中渗透学科思想。高中阶段很多概念是通过比值法定义得出，比如速度、加速度、功率、电容、电源电动势等;也可以通过横向比较概念的关联性，比如功和冲量反映力在空间积累与时间积累上不同的作用效果，重力势能和电势能反映重力场与电场中场的能量属性，电场强度和磁感应强度反映电场和磁场的力的属性;也可以追溯概念得出的物理学史，比如紫外灾难、泊松亮斑、电磁感应现象等。这些概念的生成反映科学研究的基本方法，反映科学研究的必要性，反映科学发展经历的必然过程。

2    辨析不同情境下物理规律的应用，筑牢物理基础

高中物理基本以牛顿创立的经典物理学理论为核心，以牛顿运动三大定律搭建研究力与匀变速运动、力与圆周运动等典型运动间动力学关系的桥梁。复习这些章节能深化学生的相互作用观与运动观，构建正确的物理模型。以动能定理、机械能守恒定律、动量定理、动量守恒定律架起物体运动过程中能量转化关系的分析与计算，筑牢学生的能量观和科学推理能力。面对诸多物理公式、物理定理与定律时，很多学生会遗忘、混淆。教师在复习时，一定要对定理、定律的来龙去脉进行合理推理，对适用条件进行重点说明。以复习动量定理为例，可以创设以下几个问题：

问题1：冲量的计算式？

问题2：若力随时间均匀变化，冲量如何计算？

问题3：若力与速度大小成正比，如空气阻力，则冲量的物理意义如何理解？

问题4：计算安培力的冲量，其物理意义又有什么不同？

物理定理与定律是对物理过程与情境的高度概括与提炼。课本上进行推理时往往是由某个简单的特殊过程推广至一般的实际过程，具有一定的普适性。但是，学生在具体应用物理定理或定律解题时，需要根据特定的情境进行科学推理与论证，需要适度的变通。因此，对物理定理与定律复习时，不要急于让学生埋头刷题，机械应用物理定理与定律。要通过一定量的习题训练，结合不同类型题目的归纳整理，抽丝剥茧，去伪存真，形成对一类问题的最本质的科学认识。下面以某市物理试卷中一道选择题为例，以两个学生不同的解题过程阐述应用物理规律解题时应注意其适用条件，避免随意性。

教师分析：上述两种方法都具有代表性。虽然选取不同的物理规律能得出相同的答案，但是都存在物理规律运用不恰当的错误。学生1以平均力作为变力做功的计算思维方法只适用于变力的大小随物体运动位移均匀变化的情况。本题中阻力随速度均匀变化，显然不符合随位移均匀变化的特点。学生2与学生1存在类似错误，利用公式计算阻力做功W=Pt，仅适用于功率P不随时间变化的情况。

物理规律的应用具有各自不同的适用条件，在一定条件下可以从不同路径出发得出相同的结论。比如，恒力作用下物体的运动，既可以运用牛顿第二定律计算速度，也可以运用动能定理求解。但是，在变力作用下物体的运动，我们往往利用动能定理规避变力做功的直接计算，转化为恒力做功的分析;求解变力作用下物体速度变化，我们往往利用动量定理规避运动过程中速度的瞬息变化，转化为初末时刻动量变化的计算。在不同问题情境下，如何选择合适的物理规律进行解题，这涉及科学思维与科学方法的应用。下面就上述例1给出几种正确分析过程：

方法1：利用动量定理。利用微元法思想将红血球下落过程无限分割，则每小段时间内速度变化很小，做匀速运动，设第1段Δt时间内平均速度为v1，第2段Δt时间内平均速度为v2……第n段Δt时间内平均速度为vn，每一段时间内满足：-kv1Δt=m（v1-v0）， -kv2Δt=m（v2-v1），…

方法1从知识解决的角度出发，遵从科学推理的原则，详细展示变力作用下规律的应用过程。方法2从思维方法的角度出发，遵从科学猜想的原则，合理运用特殊值法解决问题。方法3从能力提升的角度出发，利用微积分思想科学论证速度随时间变化的函数，正面回应红血球下落过程是否为单摆模型。以上三种方法满足不同层次学生思维发展的需求，培养学生利用不同方法探索物理问题的兴趣，搭建学生自我发展的阶梯。

3    科学论证物理模型，提升关键能力

高中学习中存在很多物理模型，模型建构能力是关键能力之一。很多物理问题来源于生活，但受限于高中物理知识的深度与广度，书本上探讨的物理问题与实际问题有所差异。教师要培养学生从生活化的实际模型中抽象出理想化的物理模型的意识和能力。物理建模过程是让学生针对具体的问题，联想生活现象中与此关联的某一画面、某一过程、某一情境，找出解决问题的主要因素，忽略次要因素，在头脑中建构一个简化的模型[2]。学生要具备发现实际情境与物理模型相似性的分析能力，同时又要具备敏锐捕捉实际情境与理想化物理模型存在差異性的能力。

以分析牵连物体的速度关联问题为例，很多老师基本直接告诉学生一个结论：将物体的速度分解为沿绳方向与垂直于绳方向。但是，对于为什么遵从这样的分解规律并未给出太多的解释。如图1所示，小车在水平面内做匀速运动，分析物块的运动状态。教师可以从以下几个方向说明。

速度分解的实际意义：沿绳方向的速度使绳的长度在空间中分布的位置关系发生变化;以圆周运动为模型进行理解（图2），垂直于绳方向的速度使得绳子的方向发生变化。

速度关联问题的定性推理：根据上述速度分解的思路，我们将小车的运动等效为以滑轮上的O点为圆心，以绳长为半径的圆周运动。小车沿水平面向右匀速运动的过程中，A1A2=A2A3，绳子收缩的长度A1B1>B1B2，因此得出结论：物块做减速运动。

教学启示1：牵连体速度分解蕴含几何关系的深度挖掘。高中物理问题的研究与数学学科关系十分密切，创设的问题情境很多基于特定的几何图形展开讨论，比如圆（弧形轨道）、三角形（斜面体）、长方形（板块模型）、圆柱体（流体运动）等。基于特定的轨迹方程对研究对象运动进行探讨，如直线、抛物线、圆、椭圆、圆锥等。物理问题的讨论往往涉及数学问题中解方程思想、微积分思想、直线方程以及各种圆锥曲线方程、函数最值问题探讨、正余弦定理、矢量合成与分解等。通过调用不同学科知识与能力解决问题来考查学生的综合能力是当前新课改试题命制特点之一。教师在复习备考阶段要引导学生打破学科壁垒，充分利用不同学科的知识和能力解决物理问题。

教学启示2：上述机械运动中绳杆牵连物体速度关联问题的分析思路与高中物理其他章节内容存在诸多联系。以光的干涉现象为例，在推导干涉亮条纹的位置时也有所涉及，如图5所示，光程差为：PS2-PS1=dsinθ=d，与上述速度关联的定量推理类似，只是此处利用到小角度的近似计算。

此外，将本例中小车匀速运动引起物块的减速运动推广至多普勒现象中亦有相通之处。波源与观察者之间由于相对运动引起观察者接收频率变高，实际是因为接收者在相同时间内接收到波峰的次数变多。

我们从绳牵连物体的运动速度关系出发，从定性分析到两种定量推理，并将用几何关系分析速度分解的思维方法迁移至光的干涉问题。由此可见，物理学不同内容在研究思想方法上存在的相似性。看似是一个简单问题，能通过不同方式分析得出相同的结论，满足不同层次学生的思维发展需求，深化学生对问题的理解与应用，拓展学生的思维视野，提高解决问题的能力。

4    充分运用情境教学，提升核心素养

在当前情境化试题趋势下，试题以贴近时代、贴近社会、贴近生活实践或学习探索问题情境为载体，考查学生在真实问题情境下解决问题的能力。命题理念由“知识立意、能力立意”向“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”转变。教师在课堂教学过程中，切忌习题化教学和就题论题，要寻找具体问题与真实情境之间的关联性，以真实情境为导向的教学能培养学生发现新问题、解决实际问题的能力。

以复习牛顿万有引力为例，牛顿当时提出万有引力定律，但是并没有测出引力常量G的具体值，如何证明其理论的正确性呢？教师可以带领学生解读当时牛顿进行月-地检验的具体过程，以现有的实际数据进行定量计算，科学论证万有引力定律的正确性。追寻科学家科学研究的足迹，体会科学家分析处理问题的思路，提升学生的模型建构能力和科学思维能力。

在高三复习课教学备课中，教师应认真研读新高考评价体系相关政策文件，领悟教育改革的顶层设计。此外，还应关注新高考下各地高考试题，总结情境化试题的特点。在教学中充分挖掘情境化素材资源，利用试题、实验等手段恰如其分地创设真实问题情境，提高学生核心素养。

参考文献：

[1]戴金平.对物理概念教学的再思考[J].物理教师，2021，42（07）：36-39.

[2]张永刚，朱巧萍.高中生物理建模意识和能力的培养策略研究[J].物理教师，2021，42（06）：2-4，9.

（栏目编辑    赵保钢）