转变学习方式让物理章末复习更有效

刘成刚

（江苏省江阴市长泾中学，江苏 江阴 214411）

1 章末复习的目标

“章末复习的目的在于：在每章新课学习之后，能让学生系统地梳理和归纳本章所学的知识，加深对基本概念的理解和对基本规律的掌握，澄清在新课学习中的错误知识，解除疑惑，能训练学生用所学的基础知识和技能分析问题、解决问题.”［1］物理教学中的章末复习是对某一个单元物理教学的重要总结和提升，属于一个阶段性的复习.教材编写者把有机练习的内容分成若干小块编入一章的不同节，在一章的学习中，学生独立学习每一节内容中不同知识点.虽然学到后面的节，也会回顾或运用前面节所学的知识，整体来讲学生学完一章后觉得每一节都学得还可以，但是其知识结构整体来讲还处于“散点型”，属于单一认知结构，学生在解决问题时不能把不同节学到的知识点有机结合.这就是当学生学到一章的后段，会觉得很混乱的原因.所以，当一章学习结束时，很有必要对这一章进行一个系统的阶段复习，帮助学生梳理知识点之间的联系，促进学生的知识结构由单一结构水平逐步向多元结构水平转变，达到“可以联系多个孤立事件，不具备融合能力”的水平，之后再升级到关联结构水平，达到“能够将多个事件联系起来，掌握多个物理规律的综合应用”，最后升华到拓展认知结构水平，实现“能将知识抽象、扩展运用”的目标.

2 章末复习的困惑

以下是章末复习最有代表性的3种方式：一是先串讲知识点，帮助学生先回顾本章知识点，并把它们联系在一起，然后通过例题的讲解让学生巩固知识的运用；二是让学生先做题目，然后教师在讲解题目时以题带点，带领学生学习本章知识；三是按照一个知识点一个例题“步步为营，稳扎稳打”的方式.［2］这些方式存在以下弊端：第一，很容易陷入题海战术的泥潭；第二，往往落入轻知识结构，重习题讲解，这样本末倒置；第三，学生的兴趣不能很好地被激发出来，复习课对教师课堂设计的要求尤其高，在复习课中要讲授的东西学生没有完全掌握，也是他们接触过的，如果课堂教学的形式一成不变，教学素材陈旧，学生将会没有太大的兴趣，参与课堂的积极性也大打折扣，教学效果堪忧；第四，上述的复习方法，学生都是被动接受，这样的学习属于机械的无意义学习，效率低下.根据美国缅因州的国家训练实验室研究得出的学习金字塔理论（如图1所示），采用不同的学习方式，学习者在两周以后还能记住内容（平均学习保持率）的多少有很大差别.如果教师讲解来梳理知识点，两周后知识的留存率是很低的，只有5%.

图1 学习金字塔

3 提高章末复习有效性的尝试

俗话说“穷则变，变则通”.章末复习要追求高效课，就要改变课堂的组织形式，在课堂教学素材上推陈出新.这样可以激发学生的学习兴趣，刺激学生学习的动机，也可以帮助学生巩固基本知识点，帮助学生升级知识结构水平.更重要的是通过改变课堂组织形式，突出学生的主体性，让学生在章末复习中的学习行为由接受教师讲解的听，变成主动思考、探究，让学生的学习由无意义的机械被动学习向有意义的主动探究式学习转变，提升知识的留存率，提高课堂效率.

3.1 思维导图，探究知识网络

在章末复习中，要帮助学生复习旧知识、构建知识结构，但如果按照教材的顺序重复，一节课的时间很难完成一章的复习，学生会感到索然无味，教师讲得很多，学生到了后半节课就很难集中注意力.这样简单把知识点罗列呈现，学生的知识结构依然是“散点状”的单一认知结构，学生认知结构不能向多元认知结构水平和关联认知结构水平升级，学生学完后依然会觉得知识很多、茫无头绪.这样的知识梳理，往往还伴随不分主次的缺点.在这样的知识梳理教学中，学生是被动接收.根据教育心理学的观点，这样的学习属于被动的机械的无意义学习，这样的学习“没有生气、枯燥乏味、无关紧要、很快就会忘记”.这样的教学是低效的.

建构主义学习理论认为，任何知识都是一个积极主动的建构过程，学习者不是被动地接受外在信息，不是简单地复制知识，而是主动地根据先前的经验和知识结构有选择地接收外在信息、解释信息，并生成新的信息，从而内化为自己的知识.教育和发展心理学巨匠皮亚杰认为，教育是认知发展的陶冶过程，就是创造条件，促使儿童与外界相互作用，使认知结构不断成熟和发展的过程.要提高教学效率，就要改变学生被动学习的现状，把学生积极性调动起来，主动构建知识网络.具体做法如下.

图2 “机械能与能源”的思维导图

（1）给学生介绍，并教会学生画思维导图.让学生了解思维导图对学习物理的帮助，并展示教师画好的某一章章末总结的思维导图，顺着思维导图理顺一章的知识点，并鼓励学生尝试着模仿自己画思维导图.

（2）在章末复习之前让学生一起讨论画思维导图.待学生对思维导图熟练以后在章末复习之前让学生自己画思维导图，在画思维导图的过程中遇到疑惑和同学一起讨论，并在思维导图上附上本章学习中经过讨论还没解决的疑惑.

（3）教师根据学生所画思维导图和收集的疑惑，在概念梳理时有针对性地突出重点、难点、疑点.

以《物理》必修2“机械能与能源”一章为例，让学生画出图2所示的思维导图.在画思维导图的过程中，学生既复习了已有的单一知识，也找到知识点之间的联系，使得知识能够向多元认知结构水平和关联认知结构水平转变.学生自主画思维导图，在画图中与同学一起讨论，主动提前参与到课堂中，这学习属于有意义学习.依据学习金字塔理论，画思维导图时，学生自己翻书阅读解决的部分两周后留存10%，和同学讨论的部分能留存50%，讨论中同学有疑惑教会了同学的能留存高达90%，这样的学习会在学生头脑中形成更加牢固的记忆和更加完善的知识网络.

3.2 引入实验，探究习题难点

在章末复习中，梳理知识点之后必然要给出例题，巩固强化知识的理解，教会学生分析问题的方法.虽然现在越来越多的物理教师已经意识到物理习题应该精练精讲，章末复习中梳理概念、构建知识网络一般要用去约15－20min的时间，一节课的时间只剩下约20多min处理习题，故而章末复习中的例题更应该少而精，课堂上选择3－4个比较典型的综合性强一点的习题比较合适.面对少量的习题如何才能讲得高效、出彩，这是在章末复习中必须要思考的.除了选择经典例题，经过变式训练，让学生巩固基本概念、基本规律、构建知识网路，习得物理方法以外，还可以在一些例题中引入实验，让学生在实验探究中加深印象.

例1.如图3所示，AB轨道和一个半径为R的半圆弧相连，将质量为m的小球从距离水平面h高处的A点无初速地释放，整个过程中摩擦力均可忽略，能顺利经过C点，求：

图3

（1）物体到达B点时的速度；

（2）物体到达B点时对轨道的压力；

（3）物体到达C点时对轨道的压力；

（4）如果小球恰好经过C点，则释放小球的高度应该为多少？

本题设问与解答思路分析：（1）用牛顿运动定律或动能定理或机械能守恒求解B点的速度（单一结构水平）；（2）利用牛顿第二定律和向心力的公式计算B点处轨道对小球的支持力，再由牛顿第三定律得出小球给轨道的压力（多元结构水平）；（3）利用机械能守恒定律或者动能定理计算出小球在C点的速度，受力分析找出沿半径方向的合外力，由牛顿第二定律和沿半径方向的合力提供向心力列出方程可得小球在C点所受的支持力，再由牛顿第三定律可得小球此时对轨道的压力（多元结构水平）；（4）先由小球恰好经过C点的条件得到小球在C点的速度vC＝再由动能定理或机械能守恒定律求解释放小球的高度（多元结构水平）.

本题从学生作业反馈的情况来看主要存在两个较大的问题，第一是在第（3）问中.学生对小球在最高点C列出或FN＝mg＋或等典型错误公式，究其原因是学生在C处受力分析思路不清晰，甚至把小球所受的轨道给的支持力方向当成向上的.第二是在第（4）问中，不少学生想当然地认为小球恰能通过最高点C处的速度为0，然后根据机械能守恒定律得出释放小球的高度为2h.

这样两个问题，其实在学习机械能守恒定律之前就已经纠正过几次，在当时效果还行，但现在的情况让人傻眼，怎么办？继续由教师讲解，学生听吗？这样估计过段时间很多人又会忘记.为了避免陷入这样低效的循环，决定更改策略，在这个习题中引入实验，实验装置如图4所示.具体做法如下.

第1步，在让学生读题、审题之后，把小球从较高的高度释放，让学生观察小球的运动，整体感知小球的运动过程.

图4 实验装置图

第2步，处理第（1）、（2）问.在求解第（2）问时，让学生思考在最低点B处轨道对小球的作用力方向如何？小球所受合力的方向如何？按照不同的方法求解，先用机械能守恒定律列方程，再用动能定理列方程，巩固本章的两个重要定理，更让学生体会用不同规律解题的区别与联系.

第3步，再次演示小球从较高h处释放，让学生观察后思考在最高点C处，轨道对小球作用力的方向是怎样？小球还受到哪些力的作用？什么力提供向心力？并让学生画出受力分析图.对于个别实在搞不明白的学生，让他把手指放在最高点C处，手指与轨道内侧相平，从较高处释放小球让其感受小球对轨道（手指）的力的方向，再思考轨道给小球的力的方向是怎样的，最后列方程解决问题.

第4步，解决小球恰好经过C处的速度，也就是经过C处的最小速度.在轨道上找到高为2 R处，并做好标记.把小球从高2 R处释放，观察小球的运动，学生发现小球做近心运动，离开轨道.有学生会提出实验中有摩擦，此时的摩擦力为滚动摩擦，较小.此外，操作时可以把释放的高度适当增加一点，让增加的这一段高度重力所做的功来平衡摩擦力做的功，发现略微提高释放高度后，小球依然不能到达最高点C.接着师生一起探究，逐渐提高小球释放的高度，当小球能经过C点时记下释放的位置，此时测量一下释放的高度是半径的多少倍，并反复释放让学生观察小球到达C处的速度是不是0.最后，再回到理论探究，计算小球在C点的速度和释放的高度.

3.3 拓展与实践活动，升级认知结构水平

经过前面的知识梳理，学生已经掌握了基本知识，通过练习题的训练很多学生的认知水平也发展到关联结构水平.如果学生能够灵活运用，融会贯通，就要把认知水平升级到抽象拓展水平.处于该水平的学生“不仅能将知识相互关联、概括，还可以把问题迁移到相关的不同情景中，创造性地在新情景中对问题进行归纳和演绎.”［3］给学生创造一些探究性的实践活动，让学生选择测量工具、构建物理模型，在解决问题的过程中，把学生的认知水平升级到抽象拓展水平.在“机械能与能源”这一章中，可以给学生呈现如下实践活动.

例2.测变力做功.请用平抛仪器、弹簧测力计、刻度尺、钢球（有孔）、细线等器材，测出小球沿斜槽下滑时摩擦力所做的功.

在解决本题的过程中学生要完成任务，需要思考如下问题：（1）要测小球沿斜槽下滑时摩擦力所做的功，需要选择哪一段运动为研究过程，该过程中摩擦力是恒力还是变力？（2）恒力做功怎么求？变力做功又该怎么求？（3）该过程中，还有什么力做功？（4）要求该过程中重力所做的功还需要测量什么物理量？（5）该过程的初、末速度是否知道？（6）末速度又该怎么求？（7）该过程的末速度就是小球平抛的初速度，要求这一速度应该测量哪些物理量？（8）测出这些物理量后，如何把该速度表示出来？（9）所测量的这些物理量与摩擦力所做的功之间有什么联系（用什么规律求出摩擦力所做的功）？（10）所给的钢球为什么要有孔，没孔的行不行？

只有通过这些问题的思考，理顺思路，构建物理模型，才能设计出合理的探究方案，顺利完成任务.测出小球的平抛运动水平位移x，竖直位移y，平抛的初速度（摩擦力做功的末速度）v＝测出释放小球处到水平轨道的高度h，设摩擦力做功为Wf，由动能定律得

图5

上述任务完成后，可做如下拓展：（1）请说出小球分别在轨道上运动的过程中和平抛运动过程中能量转化情况，这些能量的转化过程是通过什么途径实现的；（2）根据刚才测量的物理量，算出小球在平抛运动过程中重力做功的平均功率以及小球落到槽里的瞬间小球重力的瞬时功率.

1 黄永生.给你介绍一种物理章末复习策略［J］.物理教学探讨，2007，15（24）：19.

2 晏廷飞.“一例贯通”在物理章末复习中的应用［J］.教学与管理，2012，（34）：75.

3 王较过.SOLO分类法在物理教学形成性评价中的应用［J］.物理通报.2011（10）：103.