分析培养学生科学思维的高三物理习题课教学实践

分析培养学生科学思维的高三物理习题课教学实践

黄平勇

四川省广安市广安中学    638500

摘要：本文以《交变电流》一章中的知识内容设计了有关“含二极管交流电路的有效值”的习题，并通篇围绕这一习题阐述在高三物理习题课如何有效应用抓-放-收-拓的教学思路，借此机会优化教学策略，希望能够强化学生的物理学科素养，发展科学思维。

关键词：习题课教学；核心素养；科学思维二极管；有效值

在高中物理教学中，习题课是一种主要且常见的教学课型。利用习题课的教学方式，可以使学生对物理的新概念和新原则有更精确、更深刻的理解，并协助他们掌握如何应用物理知识来处理问题的技巧。

一、精选习题，紧抓契机

“抓”的含义在于把握时机，挑选出最适宜的习题。“抓”是为了能够给予学生良性刺激，使其增强求知欲，转变物理学习的态度，由被动变为主动，将在习题课上学到的知识融合到自己的学习框架中，在遇到实际问题时可以学以致用。高三学生面临高考的压力，通常都采取过题海战术，然而留给他们复习的时间有限，无法全盘掌握所有的知识。因此，不能盲目地“一刀切”，而应该通过作业和测验等反馈手段，找出学生常犯的错误，找出他们普遍存在的理解误区和思维矛盾，并且要紧密结合核心素质，特别是科学思维的培养，用点带面提高教学的系统性。

以下述题目为例进行分析：

【习题】如图1，a、b为自耦理想变压器，将二者接入交流电源（图1），一个二极管和两个阻值为40Ω的负载电阻接到副线圈的两端，图中所示的电压表、电流表均为理想状态。滑片居于原线圈中心，闭合S后，求解副线圈的电流有效值。

分析题面，显而易见，是利用二极管求解交流电有效值，既往学生在解答此类问题时常常会犯错，若是利用这次习题课的机会让学生运用科学思维体验解题的过程，有望加深学生对交流电有效值的概念认知。在解题的过程中，学生不但可以对二极管的功能有更多的了解，并且也能够增强学生对“交流电有效值”的了解。这样一来，在后续遇到此类实际问题时，学生能灵活运用“有效值”进行处理。

二、放开讨论，活跃思维

“放”意味着教师应该勇于让学生自由地进行讨论和交流，并且放下那种急切向学生揭开答案和思路的想法。教师在习题课的各个阶段，如课前、课中以及课后，结合对物理题目的了解，可以设置多样化的作业形式（分组探究、教师提问等），尽可能激发学生的思维潜力，让学生在解题的过程中也能锻炼团队协作精神，在解决复杂问题的过程中锻炼他们的解析和建立模型的技巧。

要求以4-5人为一小组对上文题目进行讨论，每个小组都需要展示解决方案并进行简洁阐述。现汇总四种讨论结果：

解法A：

简要说明：首先计算电阻热量，与基于电路有效值得到的数值相同。

解法B：

A

简要说明：因为两个半周期的电阻存在差异性，所以应用有效值以及电阻值进行热量计算，得到的数值和实际数值相等。

解法C：

由，得

对于

对于

而

解得

简要说明：算出一个周期内两个电阻的热量，和根据有效值和总电阻得到的热量值相等。

解法D：

一个周期内，

简要说明：以有效值的定义为基础，先得到一个周期内两电阻的真实热量，此值应该和根据有效值得到的热量一致。

经过汇总讨论，众人一致觉得第四种解法正确。在此过程中，学生们可以明确这一问题的求解思路，提高物理建模的水平，同时也促使学生提高了科学推理、论证的能力，有利于形成完善的科学思维。

三、收敛思路，反思总结

“收”的本质是反思，学生不仅要学习解题技巧、学会建模，同时也要对所学的知识进行反思，分享他们所掌握的学习技巧和思维，总结出系统化的方法与缜密的思维。“收”是为了引导学生回归问题之初，将其注意力放回关键物理模型上，使他们能够梳理和概括解题思路，并将新的方法、新的观点融入到自身的知识体系中。“收”有很多种方法，教师需要注意其中的要点，即提出关键性且具有意义的问题，以此帮助学生反思、归纳。

仍以上述题目为例。在经过“放”的过程后，老师引导学生们思考一个问题：“既然所有人都认为解法D是正确的，能否总结一下，解法D为何是正确的呢？”在此教学环节里，老师以“为何是正确的”为引子，促使学生对此不断反思与概括，使他们自然地把课堂上的收获融入自我的知识体系中，锻炼科学思维，强化自身物理素养。

四、拓展思维，强化应用

“拓”意为拓展、应用，教师在学生解答完问题后，可以根据原有的习题延伸出新的问题，并引领学生试图利用已经建立起来的知识体系和能力素养来处理新的问题，评估知识、方法的价值效用。“拓”是为了检验学生的学习成果，纠正学生的偏差认知。学生只有掌握融会贯通的要义，能够借助所学的知识解决延伸性习题时，才算基本掌握了相关方法、知识。“拓”可以让学生在总结、质疑的过程中得到创新性发展。在解决了目标习题后，教师不能随意下结论，认为学生掌握了此类习题的解法思路，而是要通过习题拓展进行检验，让学生在解决新问题的过程中认识到自己的不足。拓展的形式具有多样性，教师可以在课上提出相关问题，也可以在课后为学生布置探索性任务，另外还可以在练习、测试阶段设置难度较高的题目。若通过上课提问的形式来拓展，特别是在高三复习期间，老师可指导学生回顾他们曾经做过的习题，优先选择的是高考试题或者经典试题，从而使得学生能够通过求解和比较，在物理学习中体验到极大的成就感。

总结

综上所述，高三学生要想养成物理科学思维，不止要学会做某个习题，而是要掌握同类题目的解法思路，应用“抓-放-收-拓”四步教学法，能够锻炼学生的科学思维素养，致力于达成“授人鱼不如授人渔”的教育目标。

参考文献：

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[2]季志锋."云物理"教学之科学探究能力培养
——例谈薄膜干涉的实验教学[J].实验教学与仪器.2022(11).

[3]谷慧娟,王焕霞,仇立岗.中学物理教学中学生科学思维的研究现状与热点——基于CNKI期刊论文（2012～2021）的可视化分析[J].中学物理.2023(13).