“思辨式思维+问题链”教学模式在高中物理复习课中的实践探索

摘   要：复习课作为物理教学中的常规课，不应就题讲题，而应组织学生展开课堂讨论，对知识点进行评价、总结和迁移提升。教师作为课堂组织者，应有目的地精选复习题，运用“思辨式思维+问题链”教学模式培养学生对物理概念、物理规律的深入理解。思辨式思维作为高中物理深度学习的缩影，能有效帮助学生完善知识结构，提升物理学科素养。通过对复习课中的几个问题进行深度思辨分析，培养学生的辩证思维，让学生在深度学习课堂中享受物理乐趣。

关键词：思辨式思维；问题链；物理复习课

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2024）9-0010-7

１    引   言

在新课程改革与物理学科核心素养的时代背景下，高考已从单纯地考查某些知识点向考查学生在真实情境下解决和分析问题转变，要求学生在有限的考试时间内更快、更准确地完成试卷作答，对学生的思维能力也提出更高要求［１－２］。而思维能力的培养正是当前教育教学中的重要目标，课程教学应注重引导学生发展思维能力，提升思维品质，促进学生核心素养的发展。因此，教师平时教学不应只注重知识点的传授，更需要培养学生的思辨式思维［３－４］。所谓思辨式思维是指人们对已知问题存在认知冲突的情况下，通过辩证角度去分析、思考和解决问题。具体到教学上是指学生围绕某一富有挑战性的问题，教师通过提问引导学生积极主动参与到学习中去，在此过程中让学生不断体验假设、质疑、推理、反思和迁移，从而培养学生触类旁通、解决实际新问题的能力。思辨式思维的五个要素如表1所示。

思辨式思维在复习课中着重强调以问题链形式对所学知识点进行重构，其目的在于课堂上通过问题驱动，让学生学会建构知识体系，学会从本质上解决问题，学会对知识进行迁移。教师在复习课上要不断以“思辨式思维＋问题链”方式启发学生思考、找准问题核心、建构相关物理模型，从而解决新问题［５］。学生从思辨式思维视角中学习新的物理知识，并将知识从已有的物理知识体系迁移到新的学习情境中，从理论高度全方位系统地分析和解决实际问题。然而，大多数复习课都是老师讲，学生听和做笔记，使得课堂成为老师的“个人秀”。这种“机械式”“满堂灌”和“填鸭式”教学模式显然不能充分调动学生学习的积极性和创造性，导致课堂效率低，学生学习兴趣不高。此外，一些老师在复习课中过分强调题目错误率，就题讲题，缺少与学生互动，导致学生对复习课产生厌学情绪。基于此，笔者在综合分析其他优秀学者、专家先进的教育理念下，提出“思辨式思维＋问题链”教学模式在高中物理复习课中的实践探索。该教学模式如图1所示。

其中，教师要在深度学习的基础上，通过精选习题、巧设问题等形式培养学生思辨式思维，进而自我重构知识体系。学生在问题驱动下相互讨论、合作探究，能更深刻地理解相关课本知识点的内涵和外延，能将复杂物理问题简单化，还能促使学生对相关知识进行迁移和延伸，有助于培养学生的物理科学思维。

教师在课堂上应有针对性地提问，通过创设不同问题情境，引导学生自主探究、自主学习，从而促进学生高阶物理思维提升。学生在以问题为导向的课堂上不断锻炼自身思辨式思维，逐步提高学生解决综合性问题的能力。

２    “思辨式思维＋问题链”教学模式在高中物理复习课中的教学案例

２．１    知识与方法多样性相结合

案例１ 如图2所示，一物块（可看成质点）以一定的初速度从光滑斜面底端Ａ点上滑，斜面长为Ｌ，最高可滑到Ｃ点。已知ＡＢ长度是ＢＣ的３倍，物块从Ａ到Ｂ所需时间为ｔ，则它从Ｂ经Ｃ再回到Ｂ，需要的时间是（ ）

Ａ．ｔ Ｂ．

Ｃ．２ｔ Ｄ．

本题在测试中属中低档难度题，从学生实际答题情况来看，结果不容乐观（表2、图3）。出现该问题的原因主要在于学生对运动情境不熟悉，学生掌握的运动学公式多但不知用哪条合适，思维混乱；教师在讲解运动学问题时，走马观花，未抓住问题本质，也未帮学生梳理各种公式的适用条件与规则。因此，教师在评讲习题过程中非常有必要采用“思辨式思维＋问题链”模式进行教学，以促进学生对问题的深层次理解。

教学过程如下：

师：同学们想想物块沿斜面上滑做什么运动？

生Ａ：做匀减速直线运动，直至到Ｃ点速度减为０。

师：很好！同学们在草稿纸上完成，看选哪个选项。请Ｂ同学在黑板上完成。

生Ｂ黑板板书如下（图4）。

师：非常棒！

生Ｃ：老师，根据这个思路我还有其他方法。

师：不错！说说你的想法。

生Ｃ：可以根据匀变速直线运动平均速度==v求解。Ｂ同学已经计算出v===v，知 t=t=t。

师：同学们思维很活跃，也很有想法。但根据Ｂ同学的板书可以看出，采用运动学公式计算量大、公式多，容易算错。Ｃ同学的思路也是在Ｂ同学得出的结论的基础上运用平均速度定义求解，这种巧妙的思路不是所有同学都能看出来的。那么，同学们想想还有没有其他思路呢？

此时，班级陷入沉默……

生Ｄ：我想到了，物体从Ａ→Ｃ做匀减速直线运动可以看成从Ｃ→Ａ做初速度为0的匀加速直线运动。Ｃ→Ｂ：L=at；Ｃ→Ａ：L=a（tCB+t）2，知t=t=t。

师：这采用的是什么方法？

生（齐）：逆向思维。

师：对的，通过逆向思维把一定初速度的匀减速直线运动转化为初速度为0的匀加速直线运动来处理，使得计算和运动过程都变得简单。那顺着这个思路，同学们还有什么想法呢？

生Ｄ：明白了，可以采用比例法。初速度为0的匀加速直线运动，第１个ｔ内、第２个ｔ内、第３个ｔ内……第ｎ个ｔ内的位移之比 ｘ∶ｘ∶ｘ∶…∶ｘ＝１∶３∶５∶…∶（２ｎ－１），因此tBC=t。

生Ｅ：可以采用图像法（图5）。要保证直角梯形和三角形面积之比为３：１，知t0=t。

师：总结上述同学的各种解法不难发现，对于一道运动学问题，不能只是单一地从基本运动学方面求解，还应该从多维度去思考解决该类问题的方法。老师在黑板上总结各种解决运动学问题的方法，如图6所示。

物理课堂应精心设计有层次的问题情境，保证学生的学习不仅有“深”，还要有“度”。课堂上，教师应从思辨式思维角度提出有效问题，以充分调动学生的探索精神，学生在不断探究问题的过程中体会到获得成功的愉悦。同时，问题情境的创设也能够细化抽象问题，通过形象化、趣味化的活动和实验，充分调动了学习者发现新问题的愿望和探索问题的激情，为学习者探索现实问题和探究新问题创造了条件。

２．２    考点与易错点相结合

案例２ “儿童蹦极”游戏中，两根完全相同且等高的两根橡皮绳拴在质量为ｍ的小明腰间。如图7所示，静止悬挂时，两橡皮绳与竖直方向的夹角为θ，求左侧绳子断裂瞬间小明的加速度为多少？

蹦极游戏是游乐园中比较常见的项目之一，在问题中引入学生熟悉的情境，可以减缓学生的紧张情绪，还可以增加学生探索的求知欲，这也是近年来高考的命题趋势，值得教师和学生深思。此外，牛顿运动定律作为高考的重要考点，历来都备受命题者青睐，作为授课教师有必要引导学生运用思辨式思维去理清公式的本质、内涵和外延。下面将通过问题链形式引导学生去解决该类型新情境问题。

师：同学们讨论一下，橡皮绳有什么特点？小组讨论。

生Ａ：我们小组认为橡皮绳跟弹簧类似，会产生明显形变，当它被拉伸后释放，力不会瞬间消失，而要等到恢复原长度。

师：分析得很好，橡皮绳跟弹簧具有类似特点。那在该情境中，小明左侧绳子断裂对该绳子有什么影响？

生Ｂ：左侧绳子的力立刻变为0。

师追问：刚刚Ｂ同学已经帮我们分析了，左侧橡皮绳断裂瞬间，橡皮绳立刻恢复原长，力变为0。同学们再进一步想想左侧橡皮绳断裂瞬间，右侧橡皮绳的力会怎样呢？请同学们继续讨论。

生Ｃ：右侧橡皮绳的力瞬间也变为0。

师：大家想一想，如果按照上面两位同学的分析，左侧橡皮绳断裂瞬间，两边橡皮绳的力都变为0的话，那小明同学可就危险啦！

此时，全班哄堂大笑……

生Ｄ：根据Ａ同学的分析可知，在剪断左侧橡皮绳瞬间，由于橡皮绳恢复原长需要时间，所以在该瞬间右侧橡皮绳弹力仍然保持不变。

师：同学们在相互讨论中已经逐步把小明接触的两个橡皮绳的受力情况弄清楚了。下面请同学们继续解决小明在该瞬间的加速度。

生Ｅ：这个问题已经不难了。先对小明左侧橡皮绳未断裂前进行受力分析，知F1=F2=，根据前面同学的分析可知，左侧橡皮绳断裂后其弹力立刻变为0，右侧橡皮绳由于恢复原长需要时间，在左侧橡皮绳断裂瞬间，右侧橡皮绳的力仍然不变，如图7（b）所示。根据合力与分力的关系可知，F2是F1和mg的合力。故左侧橡皮绳断裂瞬间，小明的加速度a==，方向与F2反向。

师：同学们非常棒，大家给点掌声表扬一下自己。下面把橡皮绳改成轻绳，大家想想情况会不会变呢？

此时，全班学生陷入沉思……

生Ｆ：老师，把橡皮绳改成轻绳，结果不应该是一样的吗？

生Ｄ：肯定不一样，橡皮绳会发生明显拉伸形变，轻绳则不会。因此，剪断小明左侧轻绳，左侧轻绳的力立刻变为0，但右侧轻绳的力不会保持不变。

师：很好！那右侧轻绳的力会变为0吗？

生Ｃ：不一定，主要是左侧轻绳断裂瞬间，小明同学将沿垂直右侧绳方向运动，其受力情况如图7（c）所示。对力正交分解知mgsinθ=ma，a=gsinθ。

师：非常好！

教师总结：通过上面这个问题的剖析，大家发现对于橡皮绳、轻绳连接的物体断裂瞬间，系统的受力情况是不同的。即剪断谁，谁的力立刻变为0，但系统内其他橡皮绳和轻绳的受力情况完全不同。基于此种类型的连接，主要可以分为两类：一是轻绳、轻杆和硬质接触面连接；二是弹簧和橡皮绳连接。老师将两类连接变化规律写在黑板上，如表3所示。

教师进一步拓展：同学们今后遇到各种接触问题时，除了关注受力情况外，更重要的是要关注系统中存在哪些接触，这些接触在系统发生扰动后需满足什么规律，然后画出系统扰动前后的受力情况，最后根据平衡条件或牛顿第二定律求解。教师在黑板上以思维导图的形式帮助学生总结各种接触问题，如图8所示。

学生本身对轻杆或轻绳连接存在疑惑，教师通过精选恰当的情境题，通过问题链的方式引导学生不断思索、讨论，学生在相互讨论、质疑和总结中已然置身于对问题的深度思考。教师根据学生的讨论结果以思维导图的形式总结该类题型的规律。让学生清晰地认识到该类题型的命题规律是各种类型接触的排列组合，从而帮助学生把知识点由点拓展到面，这种复习方式既能培养学生思辨式思维，也能提高复习课的教学效率。

２．３    定性与定量分析相结合

案例３  如图9所示，将两个相同的“Ｕ”型光滑金属导轨，平行放置于水平面上，导轨所处空间有方向垂直于水平面向上的匀强磁场，两导轨的上轨和下轨所在平面均与水平面平行，两根质量分别为ｍ１和ｍ２的金属杆ａｂ和ｃｄ静置于两导轨面上，且杆与轨道垂直。导轨足够长，导轨内的金属棒和导轨总电阻为Ｒ，金属棒长为Ｌ，现用一水平向右的恒力Ｆ拉ａｂ杆，试分析回路中电流变化情况和两根金属棒运动情况。

本题为２０２４届高三大湾区一模考试中最后一道多选题，属于考查有外力情况下双棒切割磁感线问题，与２０２０年全国甲卷物理第２１题同源。复习课中教师评讲高考题的同源题，学生会更加重视，听课效率也会更高。此外，通过讲评一道典型题，让学生学会理解一类题，也是教师在复习课中的必备技能。对于该类难点问题，教师应通过合理设问，引导学生一步步思考，逐步培养学生批判性解决问题的能力。