基于“四环节”模式的高中物理解题方法教学

基于“四环节”模式的高中物理解题方法教学基于“四环节”模式的高中物理解题方法教学基于“四环节”模式的高中物理解题方法教学基于“四环节”模式的高中物理解题方法教学基于“四环节”模式的1一、目前习题课存在的问题二、可能的原因三、习题课应该教什么？四、习题课应该怎样教？基于“四环节”模式的高中物理解题方法教学一、目前习题课存在的问题基于“四环节”模式的高中物理解题方法2一、目前习题课存在的问题对学习的起点能力思考不够、教学内容难度偏大、容量偏多。以大致讲完几道题为任务，教学目标不明确，重点不突出，难点未能有效突破。课堂引入不够重视，疑趣性不强，课堂结束匆忙，教学的手段、方法和过程比较单一。教学效果不明显。一、目前习题课存在的问题对学习的起点能力思考不够、教学内容难3二、可能的原因对习题课未能进行精心设计。学生在同一时段缺乏同类型、同层次学习水平的巩固。在解题方法的层次结构方面研究不够，现存较多的资料只是大量习题的堆积。二、可能的原因对习题课未能进行精心设计。4三、习题课应该教什么？1．什么是习题课？2．什么是解题方法？3、解题的信息加工分析——解题方法研究的切入点4、值得关注的关于解题方法研究的一些主题三、习题课应该教什么？1．什么是习题课？5“习题课”是关于学科知识运用方法教学的一类课；现实教学中的“学科知识运用”主要表现为解题；所以对“习题课”研究也就成了对“解题方法教学”的研究。1．什么是习题课？三、习题课应该教什么？“习题课”是关于学科知识运用方法教学的一类课；1．什么是习题6“解题方法”实际上就是，美国著名教育心理学家加涅提出的人类五种习得性能中的认知策略。加涅对认知策略下的定义是：“认知策略是个人运用一套操作步骤对自己的学习、记忆、注意以及高级的思维进行调节和控制的特殊认知技能。”加涅对于认知策略的界定凸显其对内调控这一本质特征。所以我们将从认知策略的角度来理解高中物理解题方法。2．什么是解题方法？三、习题课应该教什么？“解题方法”实际上就是，美国著名教育心理学家加涅提出的人类五73、解题的信息加工分析——解题方法研究的切入点解题过程是人脑的一个信息加工过程；为了能够清楚地知道解答一道题目所需要的物理知识和执行的认知过程，受R·M·加涅的人类任务信息加工分析的启发，觉得也可以对解题过程进行信息加工分析。通过这种分析，可以发现解题过程可能用到的知识或技能，从而找到相应的解题方法。解题的信息加工分析，必须在正确解完题目后进行，实际上是对解题过程的反思。（1）解题的信息加工分析3、解题的信息加工分析解题过程是人脑的一个信息加工过程；（18用所谓“方框+简头”的方法来呈现解题的信息加工分析的结果。

（2）解题的信息加工分析的结果表征3、解题的信息加工分析——解题方法研究的切入点用所谓“方框+简头”的方法来呈现解题的信息加工分析的结果。9（2009年宝山区高三物理质量监测第1题）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，经0.3s时间质点a第一次达到波峰位置，则质点b刚开始振动时的运动方向为_________，质点b第一次出现在波峰的时刻为__________s。

（3）解题的信息加工分析——例1（2009年宝山区高三物理质量监测第1题）一列简谐横波沿x轴10第一空格（得分率约90%）解答过程的信息加工如下图所示：第一空的解答用到的三个物理规则如下：规则1：介质中质点的振动方向与波的传播方向的关系规则2：波前的振动方向就是波源起振的方向规则3：介质中质点的起振方向就是波源的起振方向（3）解题的信息加工分析——例1第一空格（得分率约90%）解答过程的信息加工如下图所示：第一11第二空格（得分率约40%）解答过程的信息加工如下图所示：第二空格（得分率约40%）解答过程的信息加工如下图所示：12第二空的解答用到的8个物理规则如下：规则1：介质中质点的振动方向与波的传播方向的关系规则2：振动初态、振动未态和周期数的关系规则3：周期数、振动时间和周期的关系规则4：从波形图上读出波长。规则5：波长、周期和波速的关系规则6：从波形图上读出最前的波峰与b点间的距离规则7：波速、波传播的距离和传播时间的关系规则8：波形图最前的波峰传到b点的时刻就是b点向上运动首次到达波峰的时刻（3）解题的信息加工分析——例1第二空的解答用到的8个物理规则如下：（3）解题的信息加工分析13建立牛顿第二定律方程的成份技能分析（4）解题的信息加工分析——例2建立牛顿第二定律方程的成份技能分析（4）解题的信息加工分析—144、值得研究的一些解题方法主题运动图象的应用直线运动中的追及问题三力平衡的动态问题物体的受力分析物体的运动性质分析牛顿第二定律的运用做功与能量的转化关于气体状态变化的定性分析4、值得研究的一些解题方法主题运动图象的应用15振动、波动与波形电路结构分析含有滑动变阻器的电路关于动态电路的分析关于电源的最大输出功率问题楞次定律的应用体现一般能力的问题解决体现物理学方法的问题解决4、值得研究的一些解题方法主题振动、波动与波形4、值得研究的一些解题方法主题16四、习题课应该怎样教？

——可以偿试四环节”模式1、什么是“四环节”模式？2、“四环节”模式的实施策略3、“四环节”模式课例——受力分析（一）简介4、三类题组——物理题目的三种组合四、习题课应该怎样教？

17解题方法教学的一个尝试性模式：示范·模仿·反思·迁移。一节解题方法教学课，要体现示范、模仿、反思和迁移四个教学环节。示范——教师讲演例题的过程；模仿——学生试做与例题解法相似的一个题目的过程；反思——学生对例题和试做题的解法的思考，提炼出方法，并合理地给出“方法”名称。迁移——将反思阶段感悟出的“方法”运用于新的题目。1、什么是“四环节”模式？解题方法教学的一个尝试性模式：示范·模仿·反思·迁移。一节解18教学目标：目标小而具体，可操作性教学课时：1课时教学起点：弄清学生学会“方法”的先决技能教学重点：把握（突出）教学难点：找准（突破）课后作业：与方法教学匹配2、“四环节”模式的实施策略教学目标：目标小而具体，可操作性2、“四环节”模式的实施策略192014年10月22日上海市上大附中刘伟老师采用“四环节”模式上了《受力分析（一）》一课3、“四环节”模式课例——《受力分析（一）》简介2014年10月22日上海市上大附中刘203、《受力分析（一）》课例简介课后研讨时的情景3、《受力分析（一）》课例简介课后研讨时的情景21《受力分析（一）》一课的有效性分析班级代码N均值标准差均值的标准误课前成绩1013969.7422.883.661034072.0022.103.49课后成绩1013990.2614.422.311034083.0016.042.54说明：101班为实验班，103班为对照班《受力分析（一）》一课的有效性分析班级代码N均值标准差均值的22由于P1=0.66>0.05,所以两个班级课前的测试平均分没差异；由于P2=0.04<0.05,所以两个班级课后的测试平均分有显著差异，所以本次课堂试验较成功。方差方程的Levene检验均值方程的t检验FSig.tdfSig.(双侧)均值差值标准误差值课前成绩假设方差相等0.450.51-0.4577.000.66-2.265.06假设方差不相等-0.4576.720.66-2.265.06课后成绩假设方差相等0.090.772.1177.000.047.263.43假设方差不相等2.1276.500.047.263.43由于P1=0.66>0.05,所以两个班级课前的测试平均分没23学生在物理学习中会暴露出的一些认知缺陷，这些认知缺陷是多样的、又是复杂的，这里提出通常的三种认知缺陷，它们分别是“弱迁移”、“弱综合”和“低水平”。我们希望通过设计特定的练习，当学生完成这些练习时他们原有的认知缺陷多少能够解决。三种认知缺陷4、三类题组——物理题目的三类组合学生在物理学习中会暴露出的一些认知缺陷，这些认知缺陷是多样的24为了帮助学生提升这三方面的能力，我们尝试提出高中物理教学中题组的概念。所谓题组是指旨在纠治学生某方面认知缺陷的放在一起的几个题目。针对三种“缺陷”，可以设计三种类型的题组，即变式型题组、综合型题组和阶梯型题组。4、三类题组——物理题目的三类组合为了帮助学生提升这三方面的能力，我们尝试提出高中物理教学中题25（1）变式型题组——方法迁移所谓变式型题组是指解法相同、而式样（又称情景）差异的一组题。由现代教学论可知，只有当学生能将某种解题方法正确地运用于新情景之中，才能表明他们习得了此种方法，变式型题组真是迎合了这样一种教学观念，其目标就是要使解题方法发生迁移，纠治学生的“弱迁移”。4、三类题组——物理题目的三类组合（1）变式型题组——方法迁移所谓变式型题组是指解法相同、而26（1）变式型题组——方法迁移例1．如图1所示，有一个挂在小车顶蓬上的小球，其悬线偏离竖直方向的角度为α，试求这辆小车的加速度和绳对球的拉力。例2．如图2所示，质量为50g的小球放在圆弧形槽中，当圆弧形槽以5m/s2加速度向右作加速运动时，小球相对圆弧形槽静止，则圆弧形槽对小球弹力的大小为多少N？方向怎样？例3．如图3所示，斜杆AB与小车的竖直杆成θ角，杆端固定一质量为m的小球，若小车沿水平方向向左以加速度a作匀加速运动，试求杆AB对小球作用力的大小和方向。（1）变式型题组——方法迁移例1．如图1所示，有一个挂在小27例1．如图1所示，有一个挂在小车顶蓬上的小球，其悬线偏离竖直方向的角度为α，试求这辆小车的加速度和绳对球的拉力。（1）变式型题组——方法迁移mg例1．如图1所示，有一个挂在小车顶蓬上的小球，其悬线偏离竖直28例2．如图2所示，质量为50g的小球放在圆弧形槽中，当圆弧形槽以5m/s2加速度向右作加速运动时，小球相对圆弧形槽静止，则圆弧形槽对小球弹力的大小为多少N？方向怎样？（1）变式型题组——方法迁移mg例2．如图2所示，质量为50g的小球放在圆弧形槽中，当圆弧形29例3．如图3所示，斜杆AB与小车的竖直杆成θ角，杆端固定一质量为m的小球，若小车沿水平方向向左以加速度a作匀加速运动，试求杆AB对小球作用力的大小和方向。（1）变式型题组——方法迁移mg例3．如图3所示，斜杆AB与小车的竖直杆成θ角，杆端固定一质30上述三个题在解法上，都采用了力的合成法，找到直角三角形，运用直角三角形的知识求解。所不同的是:①三个题中分别给小球提供弹力的方式不同；②问题的要求略有不同；③第3题和前二题的加速度方向不同，并在第3题中设有无关因素θ角，以检验解法运用的抗干扰性，这三点就是所谓的情景不同。（1）变式型题组——方法迁移上述三个题在解法上，都采用了力的合成法，找到直角三角形，运用31通过这样三个题的训练，希望学生能够将上述解题方法迁移到其它新的情景中去。变式型题组是一组“质同形异”的题，其中“质”就是指解法，“形”就是指情景（情况、场景等）。要说明的是，在变式型题组中的几个题在难度上是相当的。（1）变式型题组——方法迁移通过这样三个题的训练，希望学生能够将上述解题方法迁移到其它新32所谓综合型题组是指前几题分别涉及不同的知识，而最后一题涉及前几题所涉及的全部知识的一组题。这类题组题的前几题是为最后一题的解答在知识与技能上作引导性的准备，以便学生能轻松地解决最后一题。在教学上通过这类题组题的运用，希望能培养学生解答综合题的能力，纠治学生的“弱综合”。（2）综合型题组——知识综合4、三类题组——物理题目的三类组合所谓综合型题组是指前几题分别涉及不同的知识，而最后一题涉及前33例1．当物体做加速直线运动时，它所受的合外力方向与速度方向________（填“相同”或“相反”），当物体做减速直线运动时，它所受的合外力方向与速度方向________（填“相同”或“相反”），当物体做匀速直线运动时，它所受的合外力为________。例2．一驾在月球表面上空运动的航天探测器，除了受到月球产生的引力之外，还可以通过喷气而获得推动力，这种推动力的产生可以用牛顿第________定律来解释，航天探测器获得的推动力的方向与喷气方向________（填“相同”或“相反”），这样可以通过调节喷气方向来改变推动力的方向。（2）综合型题组——知识综合相同相反零三相反例1．当物体做加速直线运动时，它所受的合外力方向与速度方向_34例3．某质点O受到二个力F1和F2的作用，在图7中已画出力F2，若这二个力的合力沿OA水平向右，则关于力F1下列说法中正确的是（）A．F1的方向由O至向BB．F1的方向由O至向CC．表示F1的有向线段在第①区域D．表示F1的有向线段在第④区域

（2）综合型题组——知识综合C例3．某质点O受到二个力F1和F2的作用，在图7中已画出力F35例4．（2002年上海高考第7题）一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是（）A．探测器加速运动时，沿直线向后喷气B．探测器加速运动时，竖直向下喷气C．探测器匀速运动时，竖直向下喷气D．探测器匀速运动时，不需要喷气（2）综合型题组——知识综合C例4．（2002年上海高考第7题）一航天探测器完成对月球的探36上面第1题是关于运动条件的问题，第2题是关于牛顿第三定律的问题、第3题是关于力的平行四边形定则的问题，第4题关于前述知识的综合题。显然，在前面三题的铺垫下，最后一题的解决只要将已在工作记忆中的诸多知识进行综合处理，教师稍加点拨即可。要说明的是，在综合型题组中前几题的难度是相当的，只是最后一题的难度提高了。（2）综合型题组——知识综合上面第1题是关于运动条件的问题，第2题是关于牛顿第三定律的问37（3）阶梯型题组——技能形成所谓阶梯型题组是指在问题解决的技能要求上逐步提升的一组题。这类题组按题序难度依次增加，通过这样的技能累积，希望将学生相关解题技能的水平引导到一个较高的层次，纠治学生的“低水平”。4、三类题组——物理题目的三类组合（3）阶梯型题组——技能形成所谓阶梯型题组是指在问题解决的38例1．如图10所示，OD是某物体作初速为零的匀加速运动的v~t图像，三角形OAD的面积表示了该物体在运动开始2s内通过的______，三角形OAD的面积_____（填“大于”、“小于”或“等于”）矩形OABC的面积，2s末的瞬时速度是______m/s。面积例2．如图11所示，OD是某物体作初速为零的匀加速运动的v~t图像，已知矩形OABC面积所示的位移是12m，则该物体在4s内的平均速度是_______m/s，4s末的瞬时速度是_______m/s。等于136例3．（2006年上海高考第4题）伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，如图12所示。图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示____________，P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B点，则AB的长度表示____________。平均速度瞬时速度例1．如图10所示，OD是某物体作初速为零的匀加速运动的v~39第1题考查了读取图像信息的技能。第2题要求从图像读取信息，并结合相