创设真实情境,提升物理中考复习课效率

2022-11-25 07:08
新课程 2022年30期
关键词:火星车火星火箭

丁 凯

(厦门外国语学校瑞景分校,福建 厦门)

一、问题与对策

考试是检验学生学习成果的重要手段。作为升学考试,中考物理涉及的知识点多,题目灵活,学生在备考中考的过程中必须对八年级和九年级学过的全部物理知识进行系统梳理,达到巩固学科知识和发展关键能力以应对考试的目的。传统复习模式按照课本知识章节顺序再现知识点,将学过的知识点和公式面面俱到地罗列一边,课后布置重复性的作业,学生不断刷题。这样的复习课枯燥乏味,学生没有学习意愿,课堂参与度低,高耗低效[1]。

在复习课中,如何调动学生的积极性,使学生全身心参与到课堂活动中,提升复习课的效率,一直是一线教师非常关心的课题。作为教师,应当统揽全局,打破知识点的章节界限,通过专题复习的形式,帮助学生在解决问题的过程中梳理与构建知识。教师通过创设恰当的问题情境,利用视频、图片等形式精心设计课堂内容,不仅可以激发学生的学习兴趣,还可以引导学生有意识地运用所学知识解决实际问题,实现知识的育人价值[2]。基于真实情境,创设一系列有意义的实际问题,通过专题复习的形式,将一系列的问题融入专题复习课中,能够帮助学生以点带面构建知识框架,达到事半功倍的效果。将真实情境与专题复习相结合,应当遵循以下几点原则:

(一)上课素材情境化

教师复述知识点,学生完成知识点的训练。教师备课节省时间,学生刷题提升分数,看似效率高,但是初三复习课多,学习任务繁重,大量刷题会打击学生的学习积极性。有趣的素材可以激发学生的想象力,吸引学生的注意。切近生活实际的情境,可以让学生发现物理知识与生活息息相关,极大地调动学生的兴趣,让学生有参与感,体会学物理的乐趣。

(二)问题情境化

现在的物理考试,每一个知识点都会融入具体的情境中,没有情境单纯考查基础知识的题目几乎没有。所以学生必须具备分析情境、提炼关键信息的能力。解决问题的第一步是发现问题,学生只有在情境中发现问题、解决问题,才能提升自身的思维水平和探究能力。

(三)以生为本,增强学生的课堂参与度

不仅要创设情境,情境还应当具有连续性。连续性情境是教师根据复习内容创设的彼此之间有关联的一类情境,符合学生的认知发展规律,能够体现思维的连贯性。以主题情境为背景,将不同的情境关联起来,贯穿于教学活动中,情境有关联,问题有层次,形成问题链[3]。

(四)真实情境与专题复习相结合

生活中处处有物理知识。真实的情境往往包含多个物理知识点。通过专题的形式,突出复习主题,条理清晰。如在复习力学知识中,可以创设与过山车相关的情境,考查速度、重力、机械等多个知识板块。在热学复习中,可以结合烧水的主题,涵盖热学重点知识,并且可以和电学相联系,打破章节限制。

(五)精讲精练,减负增效,总结一般方法,重视迁移应用

在“双减”政策的大背景下,不能让学生机械刷题。既要减轻学生的学业负担,又要保证教学质量,这对教师和学生提出了更高的要求。因此,教师必须精心设计练习,重视方法的渗透,使学生能够举一反三,抓住问题本质,跳出题海。学习不仅要获得知识,更重要的是掌握解决问题的方法。不仅要发展思维,提高学生的内在素养,还要兼顾考试要求。适当的练习必不可少,精选练习,通过情境问题,帮助学生归纳解答技巧,可以让学生更轻松地应对中考。

初三复习课的教学过程中可以设计一系列专题复习,通过情境创设的复习模式提升学生的复习效率,使学生沿着“情境—问题—知识—迁移应用”的路径进行专题复习。本文以“航天专题”为例,讨论如何有效创设真实情境,助力中考复习。

二、考点分析与设计思路

纵观近年来的中考与质检题目,结合航空航天背景进行题目的命制是一大趋势。如2020—2021学年厦门市八年级质量检测,创设火箭发射的情境,检验学生对声学知识与力学知识的掌握。同年初三物理质量检测的计算题,结合火箭发射时燃料燃烧,考查热学计算与做功。福建省2020年物理中考,31题计算题给出了“玉兔二号”月球车的相关数据,考查了速度、压强的计算以及质量是物体的属性,不随空间位置的改变而改变。该省2021年中考通过“天舟二号”货运飞船与“天和”核心舱对接,考查了在真空中信息是依靠电磁波传递的。简答题给学生创设“天问一号经历黑色九分钟”这一情境,要求学生通过这个情境自己发现问题并做出解释,考查了力与运动的有关知识。

下面通过实际例子说明如何根据最近的社会热点创设有趣的情境,提升课堂效率。接下来的案例结合中国在航天领域取得的伟大进展,创设了火箭发射、探测器登陆等情境,采用视频动画激发学生的兴趣,层层发问,复习与航天领域相关的一系列中考重点知识,帮助学生巩固相关知识点,学生在用所学知识解决实际问题的过程中体验成功的快乐。

三、设计分析

近些年来我国在航天领域取得了举世瞩目的成就,在探索太空的过程中处处需要用到物理知识。通过发射探测器到火星的情境,可以激发学生的兴趣,吸引注意,通过视频和图片引出这节复习内容。给学生播放天问一号成功发射的视频,既能引出复习主题,又可以调动学生的情绪,民族自豪感油然而生。

环节1:看火箭在发射台点火发射的特写视频

教师:长征系列运载火箭是我国自行研制的航天运载工具,是我们探索太空的基础。在发射的过程中,火箭是如何获得升力的?

学生:火箭点火后,燃料燃烧,火箭尾部仿佛着了火一样,燃烧后的气体向下方喷出,所以火箭可以上升。

教师引导:火箭燃料燃烧后产生的高温高压气体向下喷出,说明火箭对这些气体有向下的力,那为什么对于火箭而言,可以在这个过程中获得升力呢?

学生讨论后补充:由于力的作用是相互的,喷出的

气体对火箭产生向上的反作用力,就是火箭的升力。

教师:火箭的质量往往非常大,如长征五号系列运载火箭的起飞质量约869吨。因此火箭发射需要的升力非常大,为了获得足够的升力,大功率的火箭会采用液氢作为燃料,液氢作为燃料都有哪些优点呢?

学生讨论交流:液氢的热值大,放热多。氢气无毒无污染,燃烧产物是水,是清洁能源。

教师:火箭在发射台发射时会产生强噪音,为了减弱噪声,发射台上的喷水降噪系统向火箭尾部火焰中心喷水,减小和分散噪声能量。喷水形成的水幕可以拦截强喷流噪声。喷水降噪是从什么途径防治噪声的?学生:向火焰中心喷水,减小和分散噪声能量,这是在声源处减小噪声。

学生补充:水幕拦截强喷流噪声,是在传播过程中减小噪声。

教师追问:除了向火焰喷水,发射台下方建有巨大的水池,这可能是为了什么?

学生:高温燃气会破坏发射台,水的比热容大,可以吸收大量热。

学生补充:水汽化也会吸收热量,防止发射台被烧毁。

设计意图:火箭的发射是一个真实且复杂的情境,笔者在各地市质检卷中经常看到命题者通过这个情境考查学生对相关知识点的掌握情况。学生通过电视或者网络都看到过火箭发射的视频。但是在以往看到这些视频的时候往往流于表面,没有深究其背后的科学原理。在这个环节中,通过教师一体机播放火箭在发射台点火发射瞬间的视频,通过教师引导,学生可以注意到一些以往不会留意到的细节。通过视频将学生引入物理知识的复习中,教师针对视频中的各个过程和细节设置一些列问题,学生回答教师提问,在交流讨论的过程中调动学生的学习积极性。通过这个环节,学生对火箭升空原理、燃料热值、物质的比热容、噪声的产生与防治等相关知识点有了进一步的理解。

环节2:播放“天问一号:成功着陆,感觉良好!”

我国首次火星探测任务被定名为“天问一号”,承载着中国人对宇宙千百年来的探索与追问,是中华民族矢志不渝的航天梦想,象征着我们对太空的探索永无止境。2021年5月15日,天问一号着陆巡视器在火星成功着陆,在火星上留下了中国印记,迈出了我国星际探测征途的重要一步。

教师:天问一号着陆过程中需要经过多个减速阶段。天问一号进入火星大气后,首先借助火星大气完成气动减速,接着打开降落伞减速,打开降落伞减速的原理是什么?

学生:降落伞张开,可以受到火星大气的阻力作用,因此会减速。

教师追问:为什么有阻力就会减速呢?

学生讨论补充:阻力方向与运动方向相反,力可以改变物体的运动状态,所以可以减速。

教师:在距离火星表面100米时,着陆器通过反推发动机向下喷气进行动力减速,进入悬停阶段,然后缓速下降抵达火星表面。着陆器可以在火星表面上方处于悬停状态的原理是什么?

学生:着陆器靠近火星表面时会向下喷出气体,对气体产生一个向下的力,由于力的作用是相互的,气体对着陆器产生一个向上的力。该力与重力平衡,所以着陆器悬停在火星上空

教师:着陆器成功登陆火星后,火星车驶出平台。祝融号火星车重约240千克,在火星上着陆后,它将用它的6个轮子跋涉翻越各种地形。火星车的轮子为什么要比较宽大?

学生:轮子宽大,增大了受力面积,可以减小压强。

教师追问:受力面积越大,压强越小,这个结论严谨吗?

学生补充:应当补充在“压力一定时”的前提条件。根据p=F/S,当压力一定时,受力面积越大,压强越小,帮助火星车应对火星复杂的地形。

教师:火星车的轮子表面为什么设计成凹凸不平的形状?

学生:在压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。

教师:火星车上还有四片太阳能板,太阳能是可再生还是不可再生能源?太阳能板将光能转化为哪种能量?

学生:太阳能是可再生能源,太阳能电池板可以将光能转变为电能。

教师:火星车配备了地形相机、多光谱相机,它拍摄照片时物距满足的条件是什么?此时经过镜头成像,成的像有什么样的特征?

学生:物距大于二倍焦距,像是缩小倒立的实像。

教师:这些照片是怎么传回地球的?

学生:通过电磁波。

设计意图:物理简答题往往取材于生活,考查范围广,是学生非常容易丢分的题型。学生在作答简答题时往往找不到问题,表述口语化,不懂得结合公式、原理进行分析,无法体现物理素养。通过创设情境,采用情境简答题的方式激发学生的探究欲望,帮助学生转换思维,寻找解答思路[4]。本节课中,学生作答压强相关简答题时,出现了表述不完整的问题,不能完整地分析问题。经过教师引导后,学生能发现自身不足,经过讨论交流后可以给出完善的答案。接下来总结简答题的一般思路,帮助学生应对此类题目:

(1)仔细审题,找出与问题相关的所有信息。

(2)根据已知信息和要解答的问题之间存在的物理原理、规律,确定回答问题的依据。

(3)按照从条件到联系再到结论的方式进行叙述。

(4)检查表述是否清晰明了,有无片面之处。

环节3:情境问题

问题:探测发射前,火星车在水平地面上进行了一系列测试。火星车匀速直线行驶240 m用时60 min,若车的质量为120 kg,受到地面的摩擦阻力为300 N,网状轮子与地面接触的总面积为0.04 m2。求:

(1)地面受到火星车的压力;

(2)火星车对水平地面的压强;

(3)火星车在测试过程中的功率。

学生独立自主进行计算练习,教师巡视,关注学生的解答进度,帮助有困难的学生,给予提示,同时对解答优秀的学生给予鼓励和肯定。解答完成后,投影学生的解答情况,强调计算题的解答要点。然后师生共同归纳总结计算题的一般解答步骤,培养学生良好的解题习惯[5]:

(1)仔细审题,理解题目目的,确定所要求解的问题,找到题目已给条件和隐含条件。

(2)分析综合,找到解答问题的方法方向,选择所要用到的公式。

(3)列出表达式,推导出待求物理量的计算式。

(4)带数据求解,将各个物理量单位统一后代入算式,运算求解。

四、结语

这节课的情境都与我国在相关领域取得的成就有关,不仅有趣味、效率高,还可以引导学生关注我国航天领域取得的进步,激发学生的爱国之心和民族自豪感,体现物理学科立德树人的育人价值。

以往的物理课重视基础知识的学习和基本技能的培养。如今社会发展日新月异,科学家正在试图让机器像人一样思考,我们的教育不能把学生培养成“做题机器”。如今的课程标准重视对学生物理核心素养的培养。学生不仅要学知识,还要会用知识。学生在进行物理学习的过程中经历科学思维和科学探究过程,将知识内化为物理观念,并具备科学态度与责任,落实学科核心素养的培养。

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