2022級高中物理教學自編（創(chuàng)）情境、情景問題與反饋上海市位育中學伍秀峰總綱：1、絕大部分屬于教材、常規(guī)流程以外的自編情境，難度參差不齊。2、絕大部分以提起學生興趣為主要目的之一。3、因人而異，因時而異，因勢而異，過度使用會適得其反。4、因人而異，自覺和不自覺的學生，效果很可能是相反的。5、我都隨便嘗試講講的而已，有的很困難也不一定準確或正確。6、懂得順勢而為很重要。7、不談計算，看看還能談什么。共78頁，好與不好的共探討。8、三年來真正用過的情景/情境遠遠多于此，課不是那么好上的。9、反饋中的“層次”僅指學生可能做出的應答水平，并非學生本身水平，學生的回答層次還與課堂環(huán)境、心態(tài)等諸多因素強相關，即使物理水平確實一般的學生，也會有他/她的過人之處。我曾對同學說：“你確實沒考及格，但現(xiàn)在所學和將來用的差別很大，你有耐心，如果條件允許，你也還能保持熱情，將來從事物理相關的工作，甚至科研，都沒問題。大師不好說?！鼻榫?：滑雪運動員在空中轉(zhuǎn)身540°設問1：是不是轉(zhuǎn)動的物體一定不能看作質(zhì)點？是不是很小的物體才能看作質(zhì)點？舉例？設問2：取運動員身上哪個點作為研究整體軌跡而替代他的質(zhì)點？頭部行不行？手掌行不行？目標：在描述真實情景的過程中，簡單理解質(zhì)點的概念。效果：層次1：學生對設問1的回答也是含糊不清、缺少底氣，確實沒有思考過類似問題，只能等教師一步步提示和舉例。而對設問2卻基本會回答“重心”這個聽說過的詞，到了頭部是否可以又會出現(xiàn)障礙，沒有主動去粗略描軌跡的意識。層次2：學生在設問1能夠舉出一些例子，但具體問題具體對待的最終結(jié)論可能還是要靠教師引導。設問2簡要說明理由沒有太大困難。反思：雖然是針對真實現(xiàn)象和真實問題，但其實也是在作理想化處理，對于“看作質(zhì)點要視研究的問題而定”的結(jié)論，討論過程中也可以觀察出不同水平的學生的思維遷移、發(fā)散能力是不一樣的，空間想象能力也會看出一些差別。可能從這點開始，就要培養(yǎng)學生勤聯(lián)想、勤動手的良好習慣了。情景2：攝影師高速拍攝出膛的子彈設問：已知兩次拍攝的曝光時間相同，哪顆子彈更快，為什么？目標：在一個稍微有些復雜的真實情境中，應用瞬時速度的概念。提升學習興趣，拓展視野。效果：層次1：學生以步槍和手槍的區(qū)別（猜測或者是既得常識）來說步槍子彈快（也可以算合理的解釋）?；蛘邔W生說相同時間內(nèi)步槍子彈離開槍口更遠（正中預設問題）。層次2：學生能夠關注到子彈糊影的問題，并大致地定性地判斷步槍子彈快，但是難以和曝光時間相結(jié)合進行分析。層次3：學生清晰地知道曝光時間和糊影長度之間的關系，并正確地確定研究的時間和位移，對問題加以解釋。反思：起到了不錯的活躍課堂的效果，多數(shù)情況學生的反應是包含常識和層次2的分析，也起到了了解曝光含義、選擇研究過程的作用（生活應用、做題），可惜當初教學水平、遷移能力還不足，如果能夠再用一些時間作出一個比較夸張的減速的位移時間圖像，將此情景再轉(zhuǎn)化為形象的數(shù)學語言描述，可能能更加深化學生對過程的認識和瞬時速度概念的理解。情境3：簡單視頻播放+假想數(shù)據(jù)列表嘗試問題：是不是加速度為負的，物體一定是在減速？設問1：根據(jù)加速度的定義式，計算三者的加速度并用箭頭標注其方向。設問2：是不是加速度為負的，物體一定是在減速？如何根據(jù)加速度判斷加速減速？目標：基于真實情景抽象出運動模型，用數(shù)學表達的方式輔助理解加速度的概念，糾正慣性思維的觀點。效果：層次1：學生對設問1的活動需要花一定的時間，并且?guī)в幸蓡柕氐贸鼋Y(jié)果，甚至可能是在教師提示下一步步得到結(jié)果，可能還有些不太理解結(jié)果對應的含義。對設問2能夠指出反例，但無法順利或快速地進一步歸納結(jié)論。層次2：學生對設問1毫無疑問地快速作出解答并做好標注，可能會對結(jié)果有疑問，但簡單交流能夠輕易理解結(jié)果的含義。對設問2也能在較短時間內(nèi)舉證并歸納出合理的規(guī)律。反思：雖然是針對真實現(xiàn)象提出的假數(shù)據(jù)問題，但也是在對現(xiàn)實情境理想化的基礎上，針對較困難概念作出的一種比較能將情景、數(shù)據(jù)、概念結(jié)合的情境設置，其實效果還不錯，但實際上當時沒有紙質(zhì)學案之類，學生也缺少動筆記錄的過程，這個歸納結(jié)論的過程走的很順，但可能學生也就當結(jié)論記得了，隔了一段時間后就難以再和情景主動聯(lián)系，而可能在練習題中逐步演變成為純數(shù)學的運算觀點了，這一弱點在后來的牛頓定律的具體分析中會再度體現(xiàn)出來，相當可惜。情景4：如圖，飛機上發(fā)射導彈設問：加速度的大小和速度大小有沒有什么關系呢？能不能舉例說明，比如速度很大，加速度較小或較大的例子？目標：基于真實情景及衍生想象，加深加速度概念的定性認識。效果：層次1：學生對設問要先思考和理解一下“加速度小”的含義，然后再舉出一兩個例子。層次2：學生很快就舉出兩個或以上的例子，并說明分別對應哪種情況。層次3：在層次2的基礎上，學生能夠模糊地解釋現(xiàn)象中如何體現(xiàn)加速度大小。反思：基于此情境之前已有現(xiàn)實情境來建立加速度概念，多數(shù)情況下學生并不會用此圖中情景作為答案，但是中等水平同學都能想到用高鐵或飛機描述高速低加速度的情況，也就是此圖片情景基本失效，或是因為圖片作為靜態(tài)實景，且非生活常見，以此為基礎讓學生想象動態(tài)情況，不如直接讓學生聯(lián)想和討論生活現(xiàn)象，或者藏一張生活常見的情景圖，在適當?shù)臅r候展示出來并進一步發(fā)散思維。而高速或者低速時，高加速度的現(xiàn)象學生的回答還是模棱兩可，尤其運動員起跑瞬間的理解更是抽象，沒動卻要想象他要動，且是很快地加速，這種從位移抽象到速度再抽象到加速度的思維對學生來說是很困難的，一些學生到了高三也只是記得了起跑的加速度大這個結(jié)論而已。而這個可能需要借助現(xiàn)代測量工具從數(shù)學語言角度來加以驗證和說明。情境5：汽車制動測試圖像，兩種縱坐標共用一個橫坐標。設問1：大家通過觀察簡單說一說車的速度是怎么變的？設問2：但是根據(jù)藍線，車的加速度變化不大，這里有沒有矛盾？設問3：如果是勻變速，速度的圖線能否對應上數(shù)學表達式？目標：讓學生在踩坑的過程中培養(yǎng)良好的識圖、運用概念的習慣；鍛煉數(shù)學語言、數(shù)形結(jié)合的能力。有新穎性和挑戰(zhàn)性。效果：層次1：學生幾乎都下意識地說減速得越來越快，提出了設問2才意識到橫坐標的問題，沒有能力自主研究設問3.層次2：學生比較謹慎，注意到該圖的一些提示，在設問1能夠模糊地提出橫坐標的問題而無法下結(jié)論。層次3：學生能自主分析完設問2，給予充分時間可以得出設問3的數(shù)學表達式。反思：沒有一定時間的專門針對圖像的訓練，拿出不常見的圖像作為數(shù)學描述，是可以考察學生的思維能力水平的，本情境作為工具應用、情境辨識、概念理解都有一定的功能，也是學生在用所學知識近似分析簡單的生活現(xiàn)象，有新穎性和研究價值，但是可惜當初實踐時，沒有放足夠時間給學生自主探討，設問3的內(nèi)容被教師很快地提點著順帶過去了，損失了情境的部分功能。情境6：軟板演示（有慢鏡頭顯示板恢復的方向）+圖片討論設問1：木塊放在軟板上，為什么會受到支持力，方向為什么是向上的？設問2：卡車停在水平地面上，支持力和壓力分別來自誰的形變？設問3：物塊放在斜面上，壓力和支持力分別來自誰的形變？方向如何？目標：基于彈性形變的認識后，從產(chǎn)生原因角度幫助學生理解彈力的概念，從具象到想象再到歸納。演示實驗凸顯形變及其恢復方向。效果：層次1：學生幾乎都是常識性地說出力的方向，不太確定地說出對應的形變物體，也可能不正確，沒有進一步對“形變恢復”的分析。層次2：學生能夠比較正確地指出形變物體，簡單以“形變要恢復”指向彈力產(chǎn)生的原因。層次3：學生能自主分析到形變恢復的方向，并在一定的引導下歸納接觸面上彈力方向特點。反思：實際上絕大多數(shù)學生想象力還是有的，尤其是用演示中夸張的具象化形變進行引導后，對于肉眼不可見的形變學生心中都有一定的數(shù)，但真正比較理論化地表述出來，對不同思維水平的學生來說差異較大，可能是因為這不僅是一段有些長度的分析表述，而且還用剛學知識，更有存在研究對象的轉(zhuǎn)換問題，導致學生在分析彈力成因的過程中會有一些障礙。實際上最后憑借大量訓練，中等程度學生對彈力的產(chǎn)生及方向會沒有多大障礙，可能最終也能自己用“形變恢復”的理論來解釋彈力的產(chǎn)生，某種程度上說明本情境還是在學生腦海里留下了一些印象，但最終效果還是淪落為學生識記結(jié)論、為受力分析之類的建模服務了。情景7：“制陶”靜態(tài)圖片（輔助增加gopro視角視頻）活動：畫出手指與陶罐間的摩擦力方向，并說明原因目標：對摩擦力概念學習后的反饋，對相對運動理解的反饋，培養(yǎng)學生從靜態(tài)圖片想象動態(tài)情景，以及可能存在分類討論的意識。引起學生討論的興趣。效果：層次1：學生簡單地畫出了陶罐所受摩擦力的方向，并在引導下能聯(lián)系到陶罐相對于手指的運動方向。層次2：學生能夠比較正確地畫出一對滑動摩擦力的方向，能夠主動說到相對運動，但是手指相對于陶罐的運動需要提示，學生可能會說到圖片中存在的旋轉(zhuǎn)方向的可能性。層次3：學生能自主提出旋轉(zhuǎn)方向的可能性，并選擇其中一種（也有根據(jù)經(jīng)驗指出應有的旋轉(zhuǎn)方向的）作出一對摩擦力方向，并比較清晰地用手指相對于陶罐的運動來進行解釋。反思：中等水平的學生在限定旋轉(zhuǎn)方向的情況下對陶罐受到摩擦力的方向還是沒問題的，畢竟它相對于手指的運動和它本身的運動方向是一致的，但思考到手指本身不動，那么相對于陶罐的運動就需要逆向的想象，也有相當多的學生是用作用力反作用力關系來說明手指所受摩擦力方向的，說明相對運動的想象能力確實是學生沒有太多的思維儲備，這時再用視頻來轉(zhuǎn)換視角進行說明，是可以起到良好的效果的。而能否對旋轉(zhuǎn)方向引起一定程度的討論，也是比較簡單的觀察學生思維水平的一個內(nèi)容。雖然最終學生在多物體受力分析時，用的更多更快的還是作用力反作用力推理另一個摩擦力，但真的問相對運動，還是不少人能說出一點來，總歸是起到了一定的效果。情景8：正常緩慢加速的坦克靜態(tài)圖片及活動板實驗視頻設問：畫出坦克與地面間摩擦力的方向，并說明原因，以及是動摩擦力還是靜摩擦力。目標：對于有一定復雜程度的情景，設置有一定挑戰(zhàn)性、容易引發(fā)探討的問題，進一步理解相對運動趨勢及摩擦力的概念。效果：層次1：學生畫出坦克受摩擦力向后，地面的隨意畫，動靜摩擦力的區(qū)別無法確定（模棱兩可）。層次2：學生能指出正常情況下“不打滑”，所以是靜摩擦力，對坦克（履帶）受的摩擦力方向有可能畫對，根據(jù)相互作用力作出地面受摩擦力方向，但對于相對運動方面的解釋存在疑惑。層次3：學生能明確指出研究點在于履帶，并主動分析出其相對于地面的運動趨勢方向，由此得出靜摩擦力方向（更好的學生可以聯(lián)想人走路的向后蹬腳）。反思：無論是引發(fā)學生探討的興趣，還是落實摩擦力概念及培養(yǎng)學生具體情景中的建模分析能力，都是可以較好地達成預期的目標的一個情境，進一步認識選擇研究對象、分析相對運動的過程在摩擦力分析中的重要性，在探討中讓學生在互相交流中進行學習，起到了不錯的效果。最后輔以演示實驗——可滑動的板上的玩具遙控坦克的加速運動，驗證靜摩擦力的說法及用運動狀態(tài)的改變驗證地面受到的摩擦力方向，達成比較完整的一次情境分析。此后，大多數(shù)學生在類似的情景中都可以比較正確地理解相對運動趨勢的方向，進而分析靜摩擦力。當然更多的真實分析我也在高三出過一次題，關于動量定理的，可惜學生涉及到多物體系統(tǒng)的模型分析還是比較欠缺的，題目如下：（5）但事實上B板還是受到了來自下方滑輪的一些阻力的，其方向為______________，在這種情況下，開動坦克一會后突然斷電，坦克A與板B在很短時間內(nèi)即變?yōu)橄鄬o止，此時板相對于桌面的速度為__________________（選填“水平向右”、“水平向左”或“無”）。情境9：“雙傳感器實時顯示摩擦力和正壓力”演示實驗（或視頻）操作：下方力傳感器顯示的拉力等于秤砣所受的滑動摩擦力大小，上方用皮筋連接秤砣測量皮筋拉力，通過初態(tài)調(diào)零、反號操作，使之顯示出秤砣所受支持力的大小，保持秤砣靜止，不斷地在拉動下方紙板的同時上下移動上方傳感器以改變正壓力，雙蹤實時顯示正壓力和摩擦力的值。（當初條件有限，是借助驗證牛三的軟件界面操作的，現(xiàn)在會更方便）設問1：根據(jù)我們的學生實驗，當材料相同時，是不是越重的物體受的滑動摩擦力越大，或者說重量不變的話，物體受滑動摩擦力大小就不會變？設問2：現(xiàn)在有實驗圖像了，大家觀察一下摩擦力和正壓力大小上有何關系？哦，怎么驗證成正比呢？目標：確立重力和正壓力的區(qū)別，確定滑動摩擦力大小和正壓力的時刻對應的關系，提高學生的學習興趣、科學思維嚴謹性。效果：有趣就行反思：2019年我執(zhí)教了一些“摩擦力”的比賽課，其準備過程比較坎坷，雖然最終呈現(xiàn)的也就那么點內(nèi)容，但是前期準備相當豐富，其中就包含這個f=μN的實驗，但基于當時的教學目標（定性和學生活動）沒有用上，后來我就此撰寫文章并發(fā)表，覺得在時間允許的情況下還是值得讓學生感受一下的，雖然教材里絕無此段（因為這是我想的），而讓學生操作又會漏洞百出，但顯然這里是含有一些從物理學角度看來需要達成的目標的，即使學生不能感悟，最終也就記了公式會做題，但仍然值得演示一次。情境10：演示實驗，一根長繩和兩桶純凈水設問1：有沒有可能用一根繩子，同時將兩桶水拉得滑動起來，還要求比較輕松？設問2：究竟是誰在拉桶？手指的力如何產(chǎn)生了怎樣的效果呢？目標：在有挑戰(zhàn)性的實際應用中，體會力的分解及學以致用。在一個稍有復雜的情境中，從選擇研究對象，到定性效果判斷，再到平行四邊形定則的應用，讓學生在較高的興趣中體會物理知識對生活現(xiàn)象的解釋與指導。效果：層次1：學生經(jīng)過一番討論，各種嘗試后，有人能想出如圖方案，對于設問2這種研究對象轉(zhuǎn)換+模型建構，需要教師一步步引導才能最終得出沿繩方向的分解可以有效用來分析問題的結(jié)論，并且還得檢視一下大部分同學的平行四邊形是否畫的正確。層次2：學生比較快就在腦海里經(jīng)過多種方案并確定了如圖所示的做法且進行嘗試。對于設問二，雖然研究對象可能會有些模糊，但是比較容易得出適合的分解方向的結(jié)論。平行四邊形正確與否還是需要檢查。能夠根據(jù)分解示意圖說明一部分“輕松拉動”的理由。層次3：學生能比較明確研究對象及其受到的力起到的效果，輕松地作出力的分解示意圖，且比較正確地說明“四兩撥千斤”效果的原因。反思：本活動重要目的之一就是引發(fā)學生探索的興趣，效果還是不錯的，只是對不同思維水平的同學，以及認真程度不同的同學，最后的結(jié)論在過一段時間后落實在類似情景的研究、做題上效果不盡相同，可能這方面應當設置學案等工具，讓學生一開始就耐心地從研究對象開始逐步寫下一點東西，會有更好的效果。力的分解其實是一種數(shù)學運算，在此只是為了方便解釋生活現(xiàn)象而選擇了最直接的分解方式，其實最終學生還是使用受力分析更普遍。情境11：演示實驗，定滑輪、繩結(jié)組、質(zhì)量比為5:4:3的鉤碼組。設問1：這里好像是個直角，理想情況下應該不應該是直角？這個角又可能是多少度？為什么？設問（活動）2：以節(jié)點為研究對象，我們可能會用到怎樣的物理原理和數(shù)學工具來理論推理呢？目標：共點力平衡的概念、平行四邊形定則的運用。效果：層次1：學生很容易一口回答出設問1，問其原因就是非常熟悉數(shù)學中的邊長3/4/5的三角形，再問問不出，教師一步步引導設問2，才能最終有一些人能相對完整地表述原理。層次2：設問1基本同層次1學生，但能有人提出可能需要進行對節(jié)點的受力分析，而設問2受力分析沒有太大問題，但平行四邊形畫法會部分出錯，也比較容易找出直角三角形，依據(jù)所畫不難解釋，但在完整表述原理的過程中包括原理在內(nèi)會有疏漏的地方。沒有發(fā)現(xiàn)層次3的學生。反思：本活動重要目的之一就是引發(fā)學生探索的興趣，效果還是不錯的，只是對不同思維水平的同學，以及認真程度不同的同學，最后的結(jié)論在過一段時間后落實在類似情景的研究、做題上效果不盡相同，可能這方面應當設置學案等工具，讓學生一開始就耐心地從研究對象開始逐步寫下一點東西，會有更好的效果。力的分解其實是一種數(shù)學運算，在此只是為了方便解釋生活現(xiàn)象而選擇了最直接的分解方式，其實最終學生還是使用受力分析更普遍。情景12：演示實驗，一個物體靜止在傾斜的長板上，緩慢增加傾角，物體某一時刻開始打滑滑下。設問1：（活動）給你一個量角器，能否大致測出二者間的摩擦因數(shù)？是何種摩擦因數(shù)？設問2（可選）：假定板無限長，則傾角從0增大到90°的過程中，物塊所受摩擦力大小是如何變化的？目標：模型建構、平衡概念、平行四邊形定則等的綜合運用。效果：層次1：學生難以對設問1自主地進行建模分析，并想到“剛好打滑”的臨界點，需要教師一步步引導才能做出來。對于設問2，可能能回答出靜摩擦力減小的結(jié)果（順延設問1的公式描述）。層次2：學生經(jīng)過討論可以在一段時間內(nèi)自主地建模、受力分析、列公式等，有可能會想不到“剛好打滑”的臨界點，不過問題不大，可能能表述這是靜摩擦因數(shù)。對于設問2有部分同學可以想到會變成滑動摩擦力而減小。層次3：學生自己把設問1比較完整地做出來了，對于設問2可以有正確的函數(shù)表達，甚至可以衍生出圖像表達、動靜摩擦力存在突變的細節(jié)等。反思：本活動重要目的之一就是學以致用、用以固學，實質(zhì)上是在做題，但學生可能會更有興趣接受這個有挑戰(zhàn)性的任務，所涉及的知識技能相對比較簡單，而且很常見，所以只要不是囫圇吞棗過去，那么經(jīng)過高二、高三若干次類似模型的建構，這種受力分析、正交分解解決問題的思路對學生來說不是太大問題，由于本質(zhì)上是做題，而且重復操練次數(shù)很多，所以到高三與不做此實驗光紙面做題的同學相比差別不大，可能最多也就是給學生留有一個曾經(jīng)探討和解決這個實際問題的印象。情境13：【前期鋪墊：用夾子把重物夾在了繩上某點，且兩繩關于豎直線對稱時，利用繩與豎直線夾角已求出拉力大小與重力間的關系】我們?nèi)绻蛏弦苿覲點，顯然兩繩不再對稱，拉力會有變化。那么現(xiàn)在我們把夾子換成一個假定光滑的動滑輪（器材），也向上移動右端點呢？設問方式1：你們覺得可能會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？我們來演示一下，哦果然如此，兩繩還是關于豎直線對稱，那么繩上拉力變了沒有，為什么？設問方式2：已知，跨過光滑的滑輪兩側(cè)的輕繩上的拉力大小總是相等的，向上移動右端點的過程中，繩的總長L、懸掛點的水平間距D都是不變的，則繩上拉力會如何變化，為什么？目標：模型建構、共點力平衡條件、理論與實踐相結(jié)合的綜合性問題研究。兩種設問方式剛好是相反的步驟，方式1基本上在于讓學生知道此現(xiàn)象，學會畫受力分析，并再次用平行四邊形定則作出解釋，最終教師引入數(shù)學原理。方式2則是希望學生能先從物理規(guī)律、數(shù)學原理入手，推測可能的實驗現(xiàn)象并作出解釋。效果：層次1：學生能夠說出滑輪會活動，猜測平衡時可能兩繩仍然對稱，拉力可能不變，其他什么也做不了。層次2：以設問方式2先行展開一定的討論，能猜測到兩繩與豎直線夾角是不變的，能夠主動地或者經(jīng)提示地以此夾角表示出繩上拉力與mg的關系，記得了滑輪兩邊拉力大小相等的結(jié)論，但無法將幾何角度和“拉力等大”、L、D的關聯(lián)性找出，不過也算達成了目標，最后靠教師演示確定結(jié)論，教師引導能建立夾角與L、D的數(shù)量關系。未見到層次3水平的，先用對稱性以數(shù)學方式解釋了夾角問題，進而分析拉力不變的學生。反思：本活動也不是什么考試的熱點，只是在提升學生學習興趣的同時，進一步鞏固共點力平衡的運算能力，以及認識這種滑輪模型，并用以致學，由于這里面邏輯思路中有較多的數(shù)學關系，所以不要求學生能夠非常詳細、嚴密地作出解釋，更多的就是理論+驗證。實際上這個情境也在功能關系中出現(xiàn)過，考的不多但是能讓學生上臺操作，拓展視野且比較有趣。情景14：設定情景：用不太大的力拉船，船也會逐漸移動起來，假定用等大的力拉輪胎，輪胎卻沒動。設問1：這是否能說明輪胎的慣性大于船，為什么？設問2：如何比較兩只船慣性的大??？目標：理解牛頓第一定律中關于慣性的概念，建立以運動狀態(tài)改變來表征慣性的分析方式。承上啟下。效果：層次1：學生出于生活經(jīng)驗否定設問1，理由就是輪胎的質(zhì)量小，無法聯(lián)系運動狀態(tài)改變的難易程度，經(jīng)過提示可以達到理解輪胎不動是因為受摩擦阻力影響較大的原因。對設問2則還是先說質(zhì)量大小，難以自行設想一個運動過程進行分析。層次2：學生先說到不能這樣比較，因為輪胎受較明顯摩擦阻力影響而不動而不是因為慣性大，但慣性的大小還是只能落在說質(zhì)量大小上，由此引入設問2，一般來說學生可以模糊地描述一種帶有控制變量意思的運動情景。層次3：學生很明確對于不動的物體是無法描述其慣性大小的……最后還能在運動過程的表述中落實到加速度這個物理量上（基本沒見到這層次學生，可能是前面課堂流程過快，沒有足夠理解“運動狀態(tài)改變的難易程度”）。反思：本活動是利用對真實情景的分析，鞏固牛頓第一定律的理解，也算一種有挑戰(zhàn)性的問題活動，學生其實起初都并不覺得存在思路上的障礙，所以能引起興趣進行相對持續(xù)的思考和討論，在高三觀察，一樣的問題具體的正確分析思路已經(jīng)只剩不多的學生能大致說清楚了，不過簡單提點下大多數(shù)學生還是能比較順利地從力和運動狀態(tài)改變的角度回顧分析，而高一沒有做過這樣對比分析的同學是要再理解一段時間的，總體具有一定效果。情景15：直升飛機攝影圖片。（牛頓第三定律的應用拓展）設問：這架直升機能是靜止在原地的嗎，為什么？目標：牛頓第三定律、牛頓第二定律的應用，研究對象的分析與模型建構，可能性思維的拓展。效果：層次1：學生憑感覺否定靜止，但單純的對飛機本身的受力分析也存在困難。層次2：學生能憑感覺對飛機受力分析，說明合力不等于零，來否定靜止，可能能先說到向右下方推出空氣而受到朝左上的空氣反作用力（用上了牛三），可能能依據(jù)力學結(jié)果猜測飛機是向左運動，憑經(jīng)驗可能猜測飛機也可能是在轉(zhuǎn)彎。層次3：學生很清楚地聯(lián)想電風扇等實際經(jīng)驗，從空氣的動向說明對空氣作用力的方向，進而自覺地在示意圖中作出這個力，并結(jié)合反作用力對飛機受力分析，依據(jù)合力方向，比較謹慎地說明向左加速運動是可能性之一等內(nèi)容。反思：利用視覺感官較好的圖片，可以以美感調(diào)節(jié)學生的心理情緒，借此再提出有一定開放性的問題，學生會更有興趣結(jié)合生活經(jīng)驗思考下去，再結(jié)合教師的理論輔導，是能夠讓學生體會學習的價值的。其中的難點之一是要想比較全面地、邏輯連續(xù)地說明飛機的受力情況，其實第一步要對空氣進行常識性研究，也就是存在研究對象的轉(zhuǎn)換。不同的研究對象有可能使用不同的研究手法，這在高三都會是多數(shù)學生感覺到困惑的地方，雖然多物體系統(tǒng)的分析不多，但卻是很好的鍛煉學生選擇規(guī)律的一種途徑。這個情景問題直到高三都可以繼續(xù)使用，包括圓周運動內(nèi)容的應用等方面，實際上飛機的受力分析形式跟很多題目重復，因此這個情景總體出現(xiàn)次數(shù)不多，每次出現(xiàn)就應好好一步步畫完分析好。情景16：跳板跳水視頻，在跳板上的三個瞬間的截圖，已知第一張人為靜止狀態(tài)。設問0：你可以突然讓自己顯得很重嗎？設問1：該過程中人與板都是接觸的，是不是板對人的作用力始終與人的重力等大，有什么證據(jù)？設問2：那么在失重和超重的情況下，把人看作重心處的質(zhì)點，其運動情況是怎樣的呢？目標：超重失重概念的建立，牛頓第二定律的應用，研究對象的模型建構，運動與相互作用觀念的運用。效果：層次1：學生憑觀察形變程度對設問1可以做出回答，對于設問2只能是猜。層次2：學生可以進一步針對設問2，開始著手選擇人為研究對象而受力分析，經(jīng)提示研究加速度，一般可以研究出加速度的方向，說出一部分運動的可能性（也可能是憑經(jīng)驗說的）。層次3：學生很清楚地通過形變表述設問1，通過對人受力分析得出加速度，并清楚地說出可能的運動情況。反思：這個情景其實對學生來說是較常見也容易進一步想象的，直接從具象化的角度顯示超失重現(xiàn)象，再去挖掘規(guī)律，問題0只是提起學生的興趣。由此引入超失重概念比較容易，而且也會比較順利地遷移到看不見形變的“蹬地起跳”的情景中。當這個部分充分研究后，電梯中的實驗就比較簡單了，可以作為先分析后驗證來作為反饋環(huán)節(jié)，進一步加深印象。但通過長時期的觀察，可能是因為學生本身的差異，速度變化的分析到了高三還是有人會失誤，比如說認為人往下掉時，一接觸板就會減速這樣的想法，后來我們認為，這和學生喜歡背結(jié)論，而不愿花時間從受力建模開始慢慢分析有關，顯然在高一以后者方式著手學習的同學到了高三沒有任何問題，還有一些雖然答案對但似乎還是背了結(jié)論，另外一些仍然做不對的可以說是一言難盡，顯然類似的分析我們會經(jīng)歷很多次，也許他們思維模式難以糾正的原因來自之前若干年的學習，也有可能學生認為物理就是做題，沒必要花那么多時間下去，個人觀點這樣的話就沒有必要糾結(jié)這類對他們來說有些“復雜”的過程分析了。情境17：播放地鐵加速時，懸掛物與豎直線出現(xiàn)夾角的視頻。牛頓定律活動：如果測得這個夾角近似為5°，忽略空氣阻力，求列車的加速度？功率活動：上次我們測得了加速度，那么已知單節(jié)車廂質(zhì)量，總共八節(jié)，假定阻力恒定，若加速時間持續(xù)了12秒，則機組輸出的最大功率是多少？與標稱額定功率有差距，可能什么原因？目標：模型建構、運動和相互作用觀念的綜合運用。效果：層次1：學生需要提示才選擇對懸掛物體受力分析，然后可能是想當然地正交分解拉力求解加速度。對功率問題可能轉(zhuǎn)到車的受力分析也需要教師進行引導，加上運動分析、材料分析，難度顯高了。層次2：學生可以比較自主地對懸掛物進行力學分析，并說出正交分解或者二力合成在方向上的依據(jù)。對功率問題一般可以做下去，但有人會在牽引力、合力的表達上出問題。層次3：學生選擇研究對象沒什么問題，自主計算加速度并說明理由，同時把光滑板上球的模型也能自主受力分析求出加速度來。對功率問題不存在力學問題，自行計算和討論即可。反思：這是一次比較有趣的“身邊實驗”研究，針對常見的題目，讓學生能夠在現(xiàn)實生活中看到題目所對應的情景，在提升興趣的同時讓學生感悟?qū)W以致用并（對比資料）有一定的獲得感，從做題角度來說也就是一次模型建構和規(guī)律應用，但其實也是在暗中鼓勵學生多注意身邊的現(xiàn)象，能夠有時間時嘗試用所學的知識去科學地解釋現(xiàn)象，同時結(jié)合討論與反思，一定程度上鍛煉學生解決真實問題的能力。當然，對于不同學生起到的效果是不一樣的，實際上在易混淆的處理方式上，即使中等偏上的學生也會把握不了正確的思路，比如說拿這里的受力分析后的正交分解方式和單擺運動中力的分解方式作對比，也是需要在長時間中多次操練才能逐漸讓學生明確或者說記得這里的處理方式所對應的力與運動的關系。情景18：水平勻速飛行的飛機投彈側(cè)面視圖等。問題活動：根據(jù)大量圖片，我們發(fā)現(xiàn)無論是側(cè)面視角，還是駕駛員視角，炸彈基本是豎直排列下墜的，那么在地面上的人從側(cè)面觀察，如果忽略空氣阻力，炸彈是作自由落體運動嗎？請同學上來嘗試對這顆炸彈大致畫一畫它放出之后的軌跡，并簡單說說畫的理由。初始設問：平拋運動是二維的，直接定量研究有些復雜，有沒有可能把它分解為兩個比較好研究的直線運動？如果可以的話，怎樣分解？說一說理由。課堂結(jié)尾設問：在空氣阻力影響不明顯時，為什么炸彈排列在一條豎線上？如果是間隔相等時間投彈，為何越往下間距越大？額外設問：最后一張圖的炸彈在空中的軌跡能否算拋物線？目標：作為一個比較復雜的需要發(fā)揮學生想象的平拋運動內(nèi)容的引入，運用運動與相互作用的觀點，讓學生從力的角度給出分析思路，并可以直接進一步導出平拋運動的規(guī)律及其應用。效果：層次1：學生能夠否定這是自由落體運動，畫軌跡有些困難，理由更說不清楚。層次2：學生可以定性畫出軌跡，說出模糊的理由，并且在“初始設問”中選擇水平、豎直兩個方向分解，也能經(jīng)引導說出兩個方向上運動的特點。層次3：學生很清楚地用曲線運動規(guī)律為理由畫出軌跡，并依據(jù)理想化的受力情況選擇分解方向，且自主地根據(jù)受力分析推理運動規(guī)律。反思：如果這個引入進行得較好，就可以推理完畢后，把實驗作為驗證過程。對于“結(jié)尾設問”，由于軌跡和排列其實并不一樣，不同學生接受的程度區(qū)別也明顯，不過很多情況下平拋運動的問題落實在了定量運算上，所以到了高三無論是背答案的同學還是充分理解并能畫出一組軌跡進行描述的同學，都很明確水平分速度不變的規(guī)律，沒有這個情景的話，題目照樣做，因此本情景也只是起到了承上啟下、引起學生興趣、滲透力學模型的作用。情景19：山地車上坡圖片嘗試設問：我們知道變速車上坡時可以通過調(diào)節(jié)變得更輕松一些，調(diào)節(jié)了什么呢？設問：為了解決問題，我們假定蹬腳踏板形成的角速度為ω，如果想算出后輪邊緣的線速度，還需要知道什么，怎么算？目標：角速度線速度關系的應用，在真實問題中識別和選擇規(guī)律。效果：層次1：學生是說不出需要知道哪些物理量的，所以設問要修改為我們常見的已知各種半徑的樣子，可能會憑直覺把題做下去，但不一定能說出每一步的理由，也可能需要教師帶著才能一步步做下去。層次2：學生可以經(jīng)過討論（也可能是憑借生活經(jīng)驗或者圖片顯示）分析出所需的物理量，然后進行求解，并可以比較清楚地說明調(diào)節(jié)變速比的方式，能看出圖中是如何使用低變速比的。層次3：本問題比較簡單，層次3的學生帶著層次2學生一起討論和回答就可以了。反思：本情景說白了就是做題，然后代入學生的生活體驗，用物理的視角解釋簡單的現(xiàn)象，能引起學生思考的興趣，當然從解題角度來說，最終與不進行情景討論的同學其實差不多，所以主要是在課堂后期活躍氣氛，也能讓學生感到學有所得。實際上我們也只是解決了表象問題，比如為什么慢速就省力？為什么后輪邊緣線速度大小等于車前進速度？這都沒有解決，而第一個問題確實難以在中學生知識范圍內(nèi)去嚴格論證，所以當初我可能也就是假借初中的簡單機械省力不省功等搪塞過去，第二個問題到了高三也就是簡單講解了一次，屬于相對運動的范疇。所以看似簡單的真實問題，真的要分析起來處處都是問題，在有限的時空內(nèi)，我們只能選擇其中簡單的一部分內(nèi)容呈現(xiàn)給學生。情境20：“旋轉(zhuǎn)飛椅”第一人稱視角視頻、截圖。設問：為什么外側(cè)座椅的掛繩與豎直線夾角更大一些？轉(zhuǎn)速變大夾角又會怎么變？目標：模型構建、向心力概念及其規(guī)律的應用，解決簡單的真實情景問題。效果：層次1：學生可能會用受到“離心力”進行模糊的表述，現(xiàn)階段我們需要修正這種說法。學生的認識還停留在憑感覺上，因為這是個綜合性問題，可能教師需要從角速度相同開始一步一步進行引導，或者不使用此情景而直接用題目計算向心力。層次2：學生可以說到外側(cè)的人（和椅子）需要更大的向心力，能自主或者經(jīng)提示說出原因，可以對質(zhì)點進行受力分析，求出受力分析后向心力的數(shù)學表達式。對于轉(zhuǎn)速變大的問題的解釋可能還局限于經(jīng)驗型的表述。層次3：學生可以從角速度相同開始分析，并自行受力分析得出數(shù)學關系，而且經(jīng)過提示后，可以基于較真實幾何結(jié)構、比較正確的自定參數(shù)得出數(shù)學表達形式，并能發(fā)現(xiàn)關于角度的結(jié)論是不需要關注質(zhì)量大小的，從而正確解釋現(xiàn)象。對于離心現(xiàn)象可以以向心力的供需關系作出解釋。當年高一時沒有發(fā)現(xiàn)層次3的學生，也可能是沒有給出充分的活動時間。反思：這其實是一個非常常見、隨手可做的比較有趣的現(xiàn)象或?qū)嶒灒@里的主要目的還是學以致用，核心任務之一是從情境中抽象出模型，所以具有一定難度，而且初始問題基本沒有給什么具體的物理量，需要學生自己設參數(shù)再用數(shù)學語言表達，所以在當初教授的過程中，沒有給出充足時間、沒有討論充分的話效果只能說是一般，不過這個模型在經(jīng)歷幾次操練后，中等水平學生到高三在做題上沒有太大困難，只是看起來給他們的印象只剩下做題了，有些可惜。情境21：短視頻“太陽系各行星表面重力加速度比較”。前提：已用萬有引力定律將地表重力加速度與地球質(zhì)量相聯(lián)系。設問1：觀察截圖，視頻中其實是怎樣表現(xiàn)星球表面重力加速度大小的？設問2：這些加速度是真的上去做實驗測得的，還是可能先知道了別的什么物理量？（附加設問）：為什么這些星球表面引力產(chǎn)生的加速度約等于重力加速度？活動：如果要你估測太陽質(zhì)量，怎么做？目標：模型構建和萬有引力定律的應用。效果：層次1：設問1的定性回答，自由落體運動規(guī)律通常問題不太大，設問2也能猜測到是先知道了星體的質(zhì)量，設問3就不太能自主研究下去了，因為用的模型與前一環(huán)節(jié)的有區(qū)別。層次2：學生可以輕松地度過設問1、2，設問3需要思考或者討論一下，能想到勻速圓周運動向心力模型，并能選擇地球為研究對象進行一定的計算，會出現(xiàn)各種單位、數(shù)量級等失誤，對公式及其使用的物理量，可能會存在迷茫或混淆。層次3：學生從定性到定量及表述、解釋都沒什么太大問題，本情境問題本身并不困難，附加問題也有較大概率回答的清楚。。反思：說起來確實是做題，其實也是一次觀點運用、模型轉(zhuǎn)變以及略微帶有探究意味的活動，說起來沒有什么真實情景，但合理的利用媒體資料，搭配遞進的、讓學生感覺有探究價值或者探索想法的問題，就可以讓課堂比較活躍，也簡單地解決了一部分真實問題，至少培養(yǎng)了學生規(guī)律應用的能力。當然根據(jù)到了高三的情況，這類問題操練了若干次，其實也就是提升熟練度，但也不是絕大部分學生都能輕松地選擇合適的規(guī)律解題，可見即使是不難的問題，涉及到模型轉(zhuǎn)換、規(guī)律選擇時，總會對一部分學生造成障礙，尤其是只喜歡背記、套公式而懶于畫模型、受力分析的學生?？上У氖?，附加設問由于平常不怎么做題涉及到，到了高三再問學生，很可能是一問三不知，學生對規(guī)律應用的條件或者類似的看似“旁枝末節(jié)”的東西重視程度是相當?shù)牡?。情?2：模擬圖片“土星和土星環(huán)、地球和衛(wèi)星”。設問1：我們發(fā)現(xiàn)土星環(huán)其實有內(nèi)外層的區(qū)分，則（1）如果環(huán)是土星本身的一部分，哪個圈層跑得快？（2）如果環(huán)是一顆顆繞土星飛的物體組成，哪個圈層跑得快？作個不恰當?shù)念惐龋斘覀償嚢杩Х葧r，內(nèi)快外慢，是不是也會看出分層的現(xiàn)象？設問2：如圖是假想從地球北極上方俯視的情景，赤道上的物體A、近地衛(wèi)星B、同步衛(wèi)星C都在朝同一個方向繞地心作勻速圓周運動，則它們的線速度由小到大排序是？力與運動關系上說得通嗎？目標：相對有些復雜的萬有引力定律應用于解釋衛(wèi)星運行現(xiàn)象。效果：層次1：設問1的定性回答有可能是正確的，但基于本問屬于建立模型和規(guī)律選擇類問題，所以要想說明判斷的依據(jù)就很困難。如果能很仔細地幫助學生進行了分析，則對于設問2還是能提高不少正確率的。層次2：對于設問1，學生一定程度上可以自主或通過討論，一部分人能歸納出正確的處理方式，如果給予時間還可以通過公式表述的方式解決設問1，但是設問2仍然是比較容易混淆，容易找不到正確的針對兩類研究對象的分析基準點。層次3：學生可以輕松地半定量解決設問1，表述清晰，大部分對于設問2可以在一定的分析或討論后，自己挑選合理的對比對象并使用正確的規(guī)律半定量地進行比較，獲得正確結(jié)論。當然力和運動關系的說理差強人意也很正常。反思：基于半真實半虛構情景設置問題，鞏固剛學的知識和技能，確實就是在做題，不過問題也是比較能引起學生的興趣，因為容易產(chǎn)生思維的沖突，但由此難度也是對初學萬有引力定律的學生來說較大，其中設問2到了高三后期，對我們學校的學生而言仍有困難，這也并不是說當初沒有教到的問題，而是本身就存在基于模型區(qū)別而選擇研究對象，還要選擇合適的規(guī)律，還要避開A、B“運動半徑相等”的迷惑等問題。但這個題也就這一題，可以在高三作為“規(guī)律選擇”大塊的一個小小的組成部分來繼續(xù)幫助學生糾錯補漏。情景23：圖片“靜止的和運動的保齡球”。前提：在簡略的科學史描述及回憶中凸顯了“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”設問1：假定地面是水平的且完全光滑，保齡球靜止在這里，地面、瓶子有沒有對保齡球做功？設問2：如果我們研究的過程是保齡球勻速運動過去后撞倒瓶子的過程呢？為什么地面對球仍然沒有做功，球明明是有位移的？目標：功的概念回顧及功的定義式的引入。效果：設問1很簡單，應用初中知識即可應對，當然水平較高的同學會聯(lián)想“能量轉(zhuǎn)化”并應用在其表述中。設問2也簡單，回顧“力方向上的位移”即可解決地面對球是否做功的問題，水平較高的同學可能會結(jié)合能量轉(zhuǎn)化進行多角度論證，而撞瓶子做功的問題則會有區(qū)別：層次1：應該是做功了，怎么做功的弄不清楚，純定性感覺。層次2：可以根據(jù)能量轉(zhuǎn)化確定做功，也可能對球進行受力分析和運動分析，說明存在做功，不過也會有疑惑。層次3：毫無問題地綜合能量轉(zhuǎn)化和力學分析說明做功的存在，甚至再去研究瓶子、正負功的概念問題。反思：這真的是一個非常簡單的情境問題，但確實是一個值得玩味的問題，無論是定義式還是功能關系都可以在此體現(xiàn)，書本上并不出現(xiàn)，可以作為一個額外的例子進行分析，后續(xù)引入功的正負的運算和概念相當容易，還能在有一定的功能關系知識的基礎上，引申作用力反作用力做功、動能定理等內(nèi)容。雖然學生絕大多數(shù)最后在機械運動中還是通過力和位移來判斷做功，而將能量轉(zhuǎn)化放到了一邊，也基本忘記了我們曾經(jīng)研究過這個情景，但基于物理本身的觀念，這個很小的切入點還是值得一試的。情景24：圖片“彈出小球的初末狀態(tài)”設問1：裝置對小球的彈力是否做了功，為什么？設問2：如果假定一開始對小球的力大小為F，而作用距離為S，則能否估算彈力對球做的功？目標：功的概念和某一種典型變力功問題，圖像的應用。效果：設問1很簡單，但回答的情況也因人而異，分為判斷做了功、因為球加速判斷對球做正功、根據(jù)球的初末狀態(tài)判斷速度（動能）增加而判斷對球做功。設問2具有一定難度：層次1：有朦朧的計算的初步想法，但沒有具體的可實施做法，但一般來說還是不會同意W=FS這樣的算法的。層次2：能夠比較順利地想到用“平均力值”的觀點定量計算，有可能說出鑒于胡克定律這樣的條件。層次3：不僅提出平均力值的做法，還能基于（假定）胡克定律，選擇利用圖像求面積的方式求功，并且在求解前能進行一些條件假設或概念說明。反思：作為高一剛學，一般不會有學生說到“力關于位移的平均值”或者“力與位移呈線性關系”等非常專業(yè)或標準的表述，但實際上對于中等學生來說這個取個平均值的想法問題是不大的，也很容易與彈性勢能的表達式相聯(lián)系，從高三表現(xiàn)來看，具體的此類問題只要不是那么的數(shù)學要求高的話，在計算上并無太大障礙，反而上真的讓學生寫出功能關系的公式表達且表達式所用物理量不出問題，比如這里如果給出球的末動能，求彈簧一開始儲存的彈性勢能，倒是有些困難的，實際上一是跟高一在此內(nèi)容階段沒有給予足夠多的時間將能量轉(zhuǎn)化觀點一步步地讓學生消化，二是到了高三很多規(guī)范化表述有所遺忘，本身功能關系就是一大難點，而對其的描述又需要更多的平穩(wěn)心態(tài)下的逐步分析。這也從側(cè)面體現(xiàn)了無論是教師還是學生，其實都一定程度上存在急躁心態(tài)。情景25：圖片“牛三課上出現(xiàn)過的”設問：這些都是我們在作用力反作用力一節(jié)中曾經(jīng)見到和分析過的情景，大家討論一下對于物體整體的機械運動而言，可不可以有：作用力做功，而反作用力不做功；作用力反作用力都做負功；都做正功的情況？進而歸納作用力反作用力做功的關系。目標：功的概念和選擇研究對象、力學及運動的分析。實際上作用力反作用力的名稱就是按研究對象來取的。效果：層次1：如果之前正功負功的概念落得比較實，則這里找到都做負功、一個力不做功還是容易的，可以引導后想象出都做正功的過程，進而由老師歸納結(jié)論。層次2：能夠比較順利地舉例說明各種情況，一定程度上可以使用具體的力學分析和運動分析來回答問題。層次3：經(jīng)過一定討論，無論是根據(jù)動能變化的分析還是力學加運動學的分析，都不會有太大問題，還可以對磁鐵情景自行創(chuàng)設情景得出進一步例證，有可能說到兩種力做功無關的本質(zhì)原因在于作用于不同物體這樣的概念。反思：實際上本情境問題，并不太會在正規(guī)大型考試中出現(xiàn)，因為要舉出很多例證，且其研究目標也就是針對了一點點概念，應用價值并不大。但有的時候最終會發(fā)現(xiàn)，對于中等水平的同學來說，在更加緊張的高三階段，心平氣和地合理選擇研究對象并對其正確的受力分析和運動分析，都有可能會成為一種奢望，然而學生在高一等階段又有可能存在眼高手低、不屑于沉下心來好好訓練這樣一種基本技能，我們也只能靠不斷地追問為什么來提高學生基礎的思維連貫性和邏輯嚴謹性。當然，對于不同水平的學生情況是不一樣的。情境26：圖片“龜兔”、“冷柜銘牌”設問1：龜兔賽跑，假定二者同時到達終點，且克服阻力做功一樣多，你覺得誰的功率大呢？設問2：請大家仔細觀察冰箱銘牌，結(jié)合初中知識，你認為冰箱的電功率是多大？目標：平均功率和瞬時功率概念的建立及應用，可能引出瞬時功率的Fv類算法。效果：層次1：即使是物理學科水平比較一般的學生，也會對設問1有疑惑，明明兔子跑的時候很快，功率應當是大的，卻不知該怎么表達，但經(jīng)提點平均和瞬時的概念區(qū)別后通常沒有理解困難。對于設問2，可能出現(xiàn)24h耗電能單位不太認識、初中電功率UI不清晰等問題，進而導致設問2未起到應有效果。層次2：能夠比較順利地根據(jù)設問1，一定程度上自主地提出平均功率和瞬時功率的概念或差不多的描述，對于設問2可以找到24h耗電能，并可以轉(zhuǎn)化為標準單位瓦特，但這里埋的UI伏筆只能是有一定概率被學生自主挖掘出來。層次3：學生可以自主討論，并毫無疑問地對設問1達成一致意見，對設問2也可以自主地應用上剛學的平均和瞬時的概念。反思：其實有可能存在學生在初學高中功率時，先用電功率引入反而容易引起共鳴的現(xiàn)象，畢竟這種白紙黑字印出來的數(shù)據(jù)文件，對學生來說還是容易解讀的，并且貼近日常生活，實際上機械運動的功率反而可能是對當前的生活經(jīng)驗的學生來說是更抽象的物理量。本情境問題實際上到高三大概率不再是什么問題，但在高一引入時，還是著眼在于學生已有的認知基礎及知識的遷移運用，而且對比分析的思想也能體現(xiàn)一點辯證思維，雖然辯證類型的題在最終考試中出現(xiàn)概率很小，但與之相似的選擇規(guī)律的內(nèi)容卻是很常見的，實質(zhì)上從學生思維判斷角度來說是一類問題。情境27：視頻“直線加速摩托車第一人稱視角”（可以看若干遍），先介紹主要的兩個大表盤的意義。前提：恒定功率的加速過程已分析過了。設問1：在第一檔中，這個實際的車輛大致是勻加速的，那么你觀察到發(fā)動機輸出功率隨時間大致是如何增大的呢？假定阻力恒定，為什么會這樣呢？設問2：是不是在一檔達到了額定功率就不能再加速了？換擋其實瞬間改變了什么？目標：模型分析、牛頓定律、牽引力功率的進一步應用。效果：層次1：能夠根據(jù)視頻獲取信息，但力學模型的建立和進一步的理論分析存在困難，基本只能教師一步步手把手教。層次2：能夠比較順利地受力分析并且寫出一點公式，經(jīng)過討論或者教師提示后，雖然未必能寫出最終的關系式，但也能結(jié)合已有公式輔以語言基本上表述正確?？梢韵鄬樌赜脠D像語言理解。層次3：除非不認識表盤，否則整個推理流程沒有任何問題，我們甚至還可以適當拓展圖像語言、轉(zhuǎn)速表的含義等。反思：這其實是變相的做題，不過拿出一個真實可見的、有一定挑戰(zhàn)性問題的情景，并半理想化后交給學生分析，在高一階段還是很有利于提升學生的學習興趣的。當然實際上用情景和不用情景，從高三的表現(xiàn)來說差異不大，但個人認為如果物理課局限在講了一點東西就開始做題鞏固這樣的范圍內(nèi)，可能并非符合物理學科的初衷。情境28：圖片“騎自行車”，視頻“測溜車距離和時間”設問1：你們覺得怎樣估算勻速騎自行車的功率？需要測哪些量？設問2：視頻中的同學們是怎么解決阻力的測量的？假定勻速騎行的速度為5m/s，估算騎車功率？目標：牽引力功率、牛頓第二定律等的綜合型應用活動。學習興趣及學以致用。效果：層次1：在設問1可能能答到要測牽引力和速度，可能會想到用彈簧秤測牽引力。設問2較難，建議改為給出數(shù)據(jù)的練習題。層次2：其實在設問1也就比層次1好了一點，學生可能會討論出不止一個方案針對牽引力，有可能會想到測阻力，甚至可能有一定生活經(jīng)驗地否定某些測量方式，但只能到理想化測量方式為止，對于設問2還需要一定的提示。層次3：能自主完成層次2對設問1的所有討論及獲得結(jié)論，有概率出現(xiàn)以運動學的方式解決牽引力或者阻力的方案，但一般很難得出視頻中的方案，對設問2沒有任何問題。反思：這個半探究活動可以輕易地活躍氣氛，但難度較大，不過讓學生在提方案和提困難之間相互交流，還是能讓他們有所得的。雖然最終的方案基本上還是教師帶著學生去做，但應該還是能讓學生體驗到多角度尋求方法解決問題的歷程，不僅答案上對比查表資料是很符合的，而且其實流程簡單，有可能激發(fā)學生主動去體驗這個研究過程的想法，這樣的話，我們的目標就不再局限于運動學、牛二、功率的模型分析這樣的狹隘的物理課范圍之內(nèi)了。情境29：“重球從斜面上由靜止下滑后推動滑塊做功視頻”設問（活動）：粗略量了一下，第二次在斜面上的加速距離大約為第一次的1.5倍，而發(fā)現(xiàn)推動滑塊移動距離也大約為1.5倍，看起來二者大致成正比，那么假定球在斜面底端速度為v，則它對外做功的能力與v是否也成一種比例關系呢？目標：較復雜的多段運動中的模型建構、功能關系的運用，回顧運動學等知識。并能引出動能具體表達式的推演。效果：層次1：難以回答個所以然，都是猜測，所以不建議使用此情境，直接推理動能表達式更合適。層次2：有一定的想法和模型分析基礎，在教師引領下可以不斷地糾錯和填補邏輯漏洞，最終達成差不多的目標。層次3：可以推理出正確答案，不過真要其表述可能還是有些地方有疏漏需要提醒或填補。反思：這個半探究活動可以說是隨手可做，甚至課堂上當場讓學生體驗都行，生活經(jīng)驗比較切實際，顯然這里的目標并不是動能與v的關系了，而是一些既得知識的綜合應用，并能非常輕易地在生活中檢驗，學生對這種竟然能近似簡單地成正比的興趣是比較高的，并且容易讓學生出現(xiàn)思維上的碰撞，因此推理出我們所要的結(jié)論的過程也會學習得比較認真，個人覺得雖然在這里是耗費了相當?shù)臅r間，但比后面那個直接推理帶有1/2的動能表達式的效果更好，也更加符合科學認知的邏輯順序一些，當然對于高一的學生來說是有難度和挑戰(zhàn)性的。情境30：“相同的四個小球最速降線實驗”視頻（多次播放）設問1：大家有沒有發(fā)現(xiàn)，雖然先后不同，但四個小球幾乎砸在與桌邊距離相同的點上，如果忽略摩擦等阻力，沿哪條軌道下滑的過程中重力做功最多？為什么？半演示過程：我們簡單畫一條軌跡，為什么重力做功不看路徑呢？對長段范圍內(nèi)顯然不均勻的過程，我們可以怎樣處理將其變得比較均勻、容易定量研究？設問2：既然大家都說重力做功等于mgΔh，那么這里重力做正功還是負功？起到了怎樣的能量轉(zhuǎn)化效果？由于功是能量轉(zhuǎn)化的量度，重力做了多少功，就代表重力勢能減少了多少，我們假定初末位置離地高度為h1和h2，從數(shù)學表達式來看，過程中重力做功究竟在減少什么呢？目標：重力做功的特點、重力勢能表達式的引出。效果：層次1：設問1也可以朦朧地說到做功相等，可能會說到平拋的初速相等作為理由。剩下基本都是教師在講。層次2：設問1可以比較合理地結(jié)合平拋運動提出軌道底端速度相等，大致可以從功能關系說明重力做功相等。半演示過程為教師一邊提示，學生一邊說，對于其實很簡單的設問2，如果在動能表達式的推理中沒有出現(xiàn)過類似的表述，就比較懵。層次3：設問1學生自述基本沒有問題，半演示過程可以變?yōu)閷W生自己推理，設問2也能順利通過但可能會不自信。反思：這個有點像探究的環(huán)節(jié)實質(zhì)上是有一定難度的，內(nèi)涵也比較豐富，使用效果因人而異，但視頻中實驗結(jié)果也確實比較新穎且能引發(fā)學生思考，不同的處理方式應當可以適應不同的學生，實際上其核心內(nèi)涵還是在于恒力做功的模型建構，以及與勢能的數(shù)量關聯(lián)，實際上結(jié)論學生很可能是知道的（提前預習或者其他學習途徑），也很簡單，但這里能夠基于所需模型幫學生找一個大致能說明問題的真實情景，幫助學生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，應當還是有一定成效的，從高三來看，高一這類情景問題能夠表述得較全面的，高三的邏輯嚴密性也是更高的。情境31：“機械運動的組圖”設問：忽略一切阻力和動力，把這些物體當作質(zhì)點，假定在最低點具有相同大小的速度，那么運行到最高點時，上升的高度都一樣嗎？為什么？目標：運動特點的分析、模型分析、機械能守恒觀點。效果：層次1：不是很清楚最高點的上升高度究竟看什么，大概能憑感覺猜測，可能會用到類似豎直上拋的意思把最高點速度作為0去解釋。層次2：可能能比較順利地理解上升高度與重力勢能增量的關系，并比較順利地指出一些在最高點速度取0的例子，應當可以說明標槍的最高點就不是那么高，但真要詳細說明，可能還是有些含糊。層次3：輕松地獲得結(jié)論，無論是定性地比較最高點動能，還是定量轉(zhuǎn)化為v與h的關系，都沒有太大問題，可能在剔除質(zhì)量這個因素上需要提示，學生可能主動地討論過山車在最高點速度可以為0或者不為0的問題。反思：這顯然是針對以前出過的題目提出的情景型問題，其與生活經(jīng)驗的貼切性決定了它在學生心目中的可討論性，而過程中又有一定的挑戰(zhàn)性包括模型判斷、分類討論、思維碰撞等，實際上相當于將一個其實比較簡單的用公式就能解決的題目，轉(zhuǎn)化成了在生活現(xiàn)象的解釋中去理解守恒思想及其公式應用，在高三遇到相應的題目時，有印象的學生就沒有任何問題，當然，學生的遺忘率還是比較明顯的，這里的模型也挺多，在我們可觀測的范圍內(nèi)，不局限于本情境，幾乎所有的綜合兩個或以上概念或知識點的問題，都會對普通學生造成障礙，個人覺得這障礙也只能努力去削弱，而不可能消除，否則本學科就不會有什么區(qū)分度了。情景32：“教材機械能一章章首圖”設問：已知小球在兩側(cè)最高點恰好被拍到，那么這張頻閃照片能否大致揭示一點周期和擺長的關系？怎么看？目標：簡單的信息獲取、模型構建。效果：層次1：不是很清楚問題指向與本情景是如何轉(zhuǎn)化的，經(jīng)提示后大致知道通過數(shù)數(shù)對比周期，經(jīng)提示后可能代公式嘗試比較，多數(shù)情況下還是教師自己在講，成為講題。層次2：經(jīng)過一段時間討論，學生基本上知道問題指向，并基本上得出周期之比，經(jīng)提示可以輕易轉(zhuǎn)化到擺長之比并簡略驗證。層次3：比較輕松地自建模型并定量論證和驗證（也就是直接轉(zhuǎn)化為了解題），并可能提出不嚴謹?shù)牡胤绞菙[角過大，所以只是大致觀察的結(jié)果，不能作為嚴謹?shù)慕Y(jié)論。反思：這顯然就是做題，只不過把題目的問法改為了對現(xiàn)象中物理規(guī)律的認識，實際上也是在提示學生對于單擺運動除了振動的規(guī)律外還包含能量等各方面的分析，可以引申出各種問題去針對高三復習，當然就這里的問題而言，難度較低，到了高三也不是太大的問題，但反思其他的與能量、力學相結(jié)合的更多高三中表現(xiàn)出來的學生問題，如果在此階段能夠花更多時間綜合地進行模型分析打?qū)嵰恍┗A的話，可能會好很多。情景33：“沙灘與波浪”設問1：課本上說在靠岸時，海浪波會傾向于轉(zhuǎn)向垂直于海岸的方向傳播，大家在圖中能找到證據(jù)嗎？已知我們研究的范圍內(nèi)，水波的波速與水深正相關，可能近似有。設問2：為什么在峭壁型海岸幾乎無此現(xiàn)象呢？設問3（高三）：圖3可能涉及水波的哪些現(xiàn)象？目標：教材信息的拓展研究、模型構建。這里不分析設問3.效果：層次1：由于模型建立較困難，此問題效果不大，最多教師帶著學生看看作為一個經(jīng)驗型的例子。層次2：學生能順利建立模型化的波面圖，指出傳播方向，并根據(jù)波速的關系，能討論出大致像隊列拐彎的情景的說明方式，或者另一方面僅是對應教材前面實驗中的水波折射實驗，用波速說明折射方向。能簡略地提到峭壁海岸起不到改變波速的作用。層次3：順利地利用波面作為證據(jù)，既可以結(jié)合教材上的實驗結(jié)論，也可以自建模型、結(jié)合水深說明這種傳播方向的連續(xù)變化，對于峭壁，表述會更謹慎一些。反思：既然教材對海浪的現(xiàn)象只是提了一下，顯然就是為分層教學作的準備，這里只是給出更合理的配圖，引導學生鞏固波面等模型的知識，還多給出了一點水波波速知識串聯(lián)了教材演示實驗和此現(xiàn)象，可以讓學生的認知框架更加完整一些，基于現(xiàn)象的真實和些許趣味性，學生也會覺得存在研究、討論的價值。當然事實上這個情景對應的問題到了高三，如果是對于追求速度和有些浮躁學生來說，很可惜就變成了背結(jié)論的內(nèi)容，而我們的關注點其實是波速的分析，沒有達成此目標的學生就會出現(xiàn)問題，比如在聲波從空氣進入水的折射方向就成了相當難理解的點。情景34：“聽覺視頻：隧道視角的聲浪和隨車（無人機）視角的聲浪”設問：在這里，多普勒效應的出現(xiàn)是取決于波源的運動，還是接受者的運動？（還是二者的相對運動？）目標：對教材內(nèi)容的現(xiàn)象上的補充效果：不談效果，最終可能就是讓學生記得這個概念。操作：對于高水平學生，可以在時間允許的情況下，羅列更多的問題比如：究竟在空氣中傳播的聲波波長變了沒有？接受者感受的頻率可以圖示說明嗎？可不可以從定量的角度來說明這個現(xiàn)象？反思：沒有反思，似乎大型考試中也不太出現(xiàn)類似的題（可能因為要確切地去論證就是需要定量計算），所以只是個視野拓展，針對自己的學生選擇合適的處理方式即可。情境35：略設問1：（如果還放有鹽顆粒就更好，初中或者化學中提過名詞最好）圖中能讓你想到幾種晶體？加熱到足夠高溫時是不是都會熔化，那么從微觀上來說離子、分子、原子的運動從熱學上來說有沒有相同點？設問2：初中就學習過擴散現(xiàn)象，氣體、液體的現(xiàn)象我們都見過，結(jié)構緊密的固體間能否擴散呢？可能所需的時間如何？在哪里可能看到相應的物件？圖中能不能找到證據(jù)？你們覺得擴散從微觀上能說明什么？（此處不能將固體擴散慢和分子運動劇烈程度直接關聯(lián)）設問3：這是一個靜態(tài)的圖片，請大家想象這個情景，你能肉眼看到的灰塵顆粒的運動是不是布朗運動，為什么？目標：1：熱運動“分子”概念的提出。2：回顧分子不停的運動和間隙。3：反饋布朗運動概念及尺度觀點。僅對3說效果。效果：層次1：真有可能說是布朗運動的，實際上最起碼學生已經(jīng)記得布朗運動是顆粒的運動了。層次2：一般就算一開始說錯，也會經(jīng)過學生自己的討論后得出是氣體驅(qū)動的結(jié)果，可能會說明其現(xiàn)象一般是顆粒定向的運動。層次3：比較順利地得出層次2的結(jié)論，同時還能指出灰塵顆粒應當是可以有布朗運動的，但不是這樣的現(xiàn)象，有可能自己對比花粉實驗裝置提出或經(jīng)教師提示得出“看得見的顆粒過大，看不出布朗運動”的結(jié)論。反思：實際上對微觀世界的研究多數(shù)是間接測量/觀測的性質(zhì)，也是當前觀測手段所迫，但微觀可能是宏觀表現(xiàn)的本質(zhì)所在，為什么這樣表征，怎么體現(xiàn)微觀解釋的，實際上教材這一部分相當多的內(nèi)容是存在一條暗線串聯(lián)的，即研究問題的尺度觀點。當然這一點對學生來說感覺要么就是背背記記，要么就是“邊角料”知識，難以和物理觀點、物理學研究史實等相結(jié)合，本人也未能整理出相當順暢的邏輯鏈幫助學生理解。情境36：“鉛塊提重物”視頻和“破裂的杯子”圖。已經(jīng)介紹過分子力隨間距的變化。設問1：實驗者將鉛塊的接觸面刮平整且用力按壓在一起的目的是什么？設問2：那么玻璃碎裂的面看起來也挺光滑的，用力將兩片按在一起，是不是就能變回完整的杯子，為什么？可以怎么辦？目標：分子間作用力為“短程力”的理解。效果：層次1：需要經(jīng)提示回顧剛才的知識，才能想到讓分子間距小到一定程度，否則只能說感覺上“粘”起來了，感覺玻璃粘不起來。層次2：一般可以討論出讓鉛分子距離足夠近，以及玻璃碎裂面看似光滑實際上微觀看并不平整，一般能說到可能玻璃分子間距沒有足夠小。加膠水的方案問題不大。層次3：一般可以順利地描述為“足夠多”的分子間距的解釋方式，可以解釋一下鉛比較軟相對于玻璃的優(yōu)勢，說膠水等方案時會主動說明填塞間隙獲得足夠小分子間距。反思：玻璃這個情景是生活中非常常見的現(xiàn)象，讓學生通過學過的知識對自己熟悉的現(xiàn)象作出解釋，既能引起學生興趣和共鳴，體現(xiàn)出問題研究的價值，實際上也是在默默地讓學生逐漸接觸宏觀現(xiàn)象的微觀本質(zhì)。情境37：“各種水珠圖片”設問1：為什么空中自由下落的、空間站里的水球穩(wěn)定時那么球?qū)ΨQ？而荷葉和玻璃上的水珠卻有點扁？設問2：雖然都是扁一些，荷葉和玻璃上的水珠形狀還有沒有區(qū)別？大家感覺一下可能是什么原因？目標：過渡，形狀的表象引出浸潤概念。效果：總體來說表面層級的回答學生基本都能做到，因為只需要觀察即可，深層級的猜測比如親水和疏水類似的表述也可能在較好的同學中討論出來?？傮w是為了給出浸潤相關的現(xiàn)象為后續(xù)理論作鋪墊。反思：玻璃水滴情景最好是自己拍攝，網(wǎng)上找到的合適視角的圖極其困難。另外針對不同水平的學生，選擇的關注點可以是識記、簡略理論分析（定性）、參數(shù)理論分析（拓展、半定量），對于第三種建議僅針對學有余力（自我感覺教材內(nèi)容不夠的）的、有興趣挖掘物理潛力的學生。情境38：“熱針尖點在鐵片上導致石蠟熔化”視頻。設問：請大家觀察后討論一下，鐵的導熱現(xiàn)象體現(xiàn)了各向異性還是各向同性？那么純鐵是晶體還是非晶體，如何解釋？目標：多晶體概念的提出和理解。效果：層次1：如果前面鋪墊足夠，回答各向同性沒有太大問題，但是初中學過的熔點等知識都聯(lián)系不起來了。層次2：一般可以說各向同性和鐵具有熔點應當是晶體，但可能會陷入思想矛盾，只能等待教師提示或者解決概念問題。層次3：能自主地有理由地說明層次2的結(jié)論，并比較堅信鐵是晶體，堅信的理由是熔點比較體現(xiàn)微觀結(jié)構這個本質(zhì)特征，可能能提到“存在雜亂無章的排列”但說不出是什么在雜亂排列。反思：雖然給出了一塊顯示斷面的鐵，但也很難讓學生主動想到多晶體這樣的概念，到最后絕大多數(shù)學生還是依靠識記熔點來判斷晶體，識記單晶體的各向異性表現(xiàn)，而并沒有充分理解，可能的原因是當時在這一段處理時比較急躁，沒有足夠多地花時間針對宏觀、微觀作出更多的描述和思考，但實際上這種與尺度相關的看不見的模型建構，一直都是學習的難點，個人認為也不需要學生“探究”去得到結(jié)論，能夠知道結(jié)論并在以后的分析中用上就很好了。情境39：圖片“登山表”和準備視頻“水浴乒乓球”設問1：登山表為什么需要堅實的表面？如果會爆的話是向外還是向內(nèi)爆？設問2：有什么辦法可能能讓這個癟的乒乓球再鼓起來呢？目標：半理論半實際，解決真實問題。效果：層次1：一般會止步于定性說說結(jié)論，理由比較含糊。層次2：經(jīng)過討論可以確定到高海拔其實表內(nèi)壓強是變小的，但一般可以說明可能外界的氣壓變得更小，所以是向外爆。一般來說加熱乒乓球的方法可以想到，簡略理由也能說得還不錯。層次3：能自主地提出在爆之前是屬于等容變化，關聯(lián)控制變量的思想，能夠主動地轉(zhuǎn)換研究對象到表面，分析內(nèi)外的力學問題來相對完整地說明問題，可能會提出要查詢海拔溫度、氣壓等資料。對乒乓球?qū)嶒灥谋硎鲆矔容^注重體積不變的過程和球皮的力學分析。反思：這看似簡單，但其實需要仔細分析，還有一點點認知沖突的問題，其實質(zhì)上還是在于選擇研究對象和對比對象、宏觀的力學分析等，要求學生堅定地依據(jù)所學知識，嚴謹?shù)氐贸鼋Y(jié)論，適當?shù)赜懻撜鎸崿F(xiàn)象，在學生的表述中也是比較能觀察其思維邏輯的連貫性和嚴謹性的。實際上情景問題也是看到了相應的計算題而想到的，在課堂上進行這樣的物理思維訓練，課后鞏固中再練練具體的運算，應當算是比較物理地去解決了這樣一個比較真實的問題。到高三基本沒有機會再讓學生去嚴謹?shù)乇硎鲞@樣一個過程，但總有學生還是記得曾經(jīng)這樣去說明過這個問題。情境40：圖片“吹氣球”和“液氮冷卻氣球”視頻設問1：如果我們借助化學中提過的這個方程，你覺得理想氣體的等壓變化會表現(xiàn)出什么規(guī)律？吹氣球是不是我們這里說的等壓變化？設問2：實驗者說理論上氣球容積應大約為原來的1/4，但實際上小很多，他想表達什么意思？（大家可以再回顧一下理想氣體的概念……）目標：主要針對了三大氣體定律的條件的概念。效果：層次1：一般在設問1還是可以答一答的，畢竟公式都給出了只是變換一下樣子，設問2的1/4的結(jié)論需要花時間當作一個例題讓他們做一下才能理解，后面基本上教師說概念。層次2：總體沒什么太大問題，可能氣體液化之類的想法或描述也會出現(xiàn)，學生也清楚這里是在強調(diào)理想氣體和實際氣體還是有區(qū)別的，當然對理想氣體概念可能需要回顧一陣，而低溫/高壓下實際氣體出現(xiàn)的問題及其微觀解釋并不需要學生知道的很多很清楚，學生能說則說，教師帶著學生說也能獲得學生的響應。層次3：本問題不需要層次3級別的、或者很專業(yè)的回答。反思：在效果中已有一定描述，其實現(xiàn)象很有趣，分析也很直接：現(xiàn)學現(xiàn)用，只是讓學生注意一下公式、概念的適用條件，雖然高三做題時，絕大多數(shù)學生直接用PV=nRT處理問題了，但是在當前階段通過現(xiàn)象和討論，讓學生能有一點感覺：物理并不只是公式和運算，而更重要的是理念，應當還是在培養(yǎng)人方面能起到一定效果的。情境41：磁現(xiàn)象實物、圖片，“靜電排斥”視頻設問1：大家對比一下現(xiàn)象，圖中所圈的空間內(nèi)，在有磁鐵和沒磁鐵的時候，是不是都僅有空氣這個物質(zhì)而沒有區(qū)別，為什么？為什么這叫磁場？設問2：小帶電物附近的空氣內(nèi)是不是也多了一種特殊物質(zhì)，你會把它叫什么，為什么？它是哪里來的呢？設問3：（靜電場定義）這里面出現(xiàn)了兩個“電荷”，在這個描述中的作用是一樣的嗎？目標：靜電場概念的建立。類比表述的手段。效果：層次1：一般說說結(jié)論沒有太大問題，因為這里的答案導向非常顯眼，理由就說不下去了，會說叫磁場的原因是因為是磁鐵產(chǎn)生的，但初中也提過電流能產(chǎn)生磁場，所以基本需要教師不斷地引導和糾正。層次2：類比輕松，也能比較容易地說到依據(jù)為力的作用（效果），會在磁場、電場的名稱上出現(xiàn)矛盾，需要教師正確引導。設問3能朦朧說想法，難度也不大。層次3：比較輕松且相對完整地進行表述，產(chǎn)生磁場還有電流的理由一般能自己討論出來，能夠根據(jù)磁場概念準確地把電場概念表述出來，設問3也能相對準確地提出類似“場源”、“檢驗”的描述。反思：引用初中知識類比引出電場概念相對容易，雖然過程簡單不花俏，但學生還是比較喜聞樂見這類簡單的實驗，因為很容易和生活中的現(xiàn)象相對應，而且思維負擔不大。前面也有說過，如果能輕松達成呈現(xiàn)目標，這種微小型隨手演示裝置的性價比很高，只是需要教師隨時想起來去準備一下而已。實際上學生對磁現(xiàn)象的真實操作演示興致更高，就是因為它是現(xiàn)場做的，還有很多可以隨手做的演示實驗，其實都暗含在告訴學生如此簡單的裝置都可以有不錯的現(xiàn)象，那它表示的規(guī)律就是比較普遍適用的，你也可以試一試?？上г谕瑢W們繁忙的學業(yè)之余，恐怕沒有那么多精力再投入動手探究活動中，可能這類課堂經(jīng)歷最終僅是轉(zhuǎn)化為了做題的印象。情境42：“電場斥力”圖片，理想情況下應配有真實實驗驗證（或探究）設問：顯然靜電場中各個點上的強弱可能是不一樣的，你覺得現(xiàn)在小物塊所在的點是強還是弱？既然力學性質(zhì)是電場的本質(zhì)屬性，那我們提出一個量來表它的話，是不是就是電場力？也就是帶電體在這里受力大，就代表這里電場強？怎樣比才公平？光有電場力不夠，怎樣做才算是去掉了檢驗電荷的影響？活動：根據(jù)庫侖定律求電場強度。目標：電場強度概念的建立。效果：層次1：一般來說就是認為電場力是表征電場力的性質(zhì)的物理量，偶然能討論出“比較單位電荷受力”。層次2：很多同學也是認為電場力是表征電場力的性質(zhì)的，所以這里的設問才會有這么多鋪墊和臺階，一般能順著教師的提示討論下去，正常得出結(jié)論。層次3：教師可以少一點提示，只問是不是電場力和怎樣去掉檢驗電荷的影響。活動的效果取決于學生對庫侖定律公式的熟悉度。反思：最近觀課看到已有同仁將此概念的歸納過程轉(zhuǎn)化為了定量的實驗且效果還比較精準，如果能順利在課堂展開作為最后確定電場強度定義的一種驗證將會比較完美，可惜當年我們教課時沒有相應的實驗，也是非常困難地引出了場的本身屬性這樣的概念，但可惜根據(jù)高三的表現(xiàn)，學生絕大多數(shù)還是把電場強度當作一種公式運算，還是會有人認為電場力代表了電場力的性質(zhì)，確實也好理解，比值定義就是想定義出電場本身的、更加抽象的特征量，沒有電場力那么外顯，學生需要被反復提醒才能大致理解去除檢驗電荷這個因素的意義。情景43：圖片（可以配視頻）“靜電吸水”和“水分子模型”設問：鐵屑在磁場中被磁化成為磁體，受力排布順著磁場方向，但怎樣想象碎紙屑這樣的不帶電物在電場中受力呢？水分子是個極性分子，受電場力作用會轉(zhuǎn)向，大家能否猜想一下這玻璃棒產(chǎn)生的電場線樣子，討論它吸引水的合理解釋。目標：電場相關作用中的模型分析，知識拓展+反饋。效果：層次1：一般來說講不出啥，但感興趣因為事關生活經(jīng)驗，靠教師講。層次2：對多數(shù)學生來說這都是比較難的問題，所以才有系列的鋪墊，大致可以根據(jù)提示跟著教師畫模型圖、根據(jù)電場的非勻強性得出結(jié)論。層次3：可以直接如上鋪墊和提問后，讓學生自己討論、畫、分析，沒有太大問題，學生對極性分子這樣的概念很清楚，也可以自行聯(lián)想紙屑等也會存在分子的正負電荷重心發(fā)生偏移的情況。反思：除了習題練習外，基本已經(jīng)學完了靜電場的力的性質(zhì)，研究這樣一個環(huán)節(jié)實際上是對電場最開始的引入——“電”的詞匯來源——靜電現(xiàn)象之“琥珀吸引”作出的解釋，也能聯(lián)系磁場的磁化機理，雖然比較困難但是是有價值的問題，即使最終考試中不太會出現(xiàn)但也是應當讓學生體驗的，包括且不限于現(xiàn)象感悟、庫侖定律、電場概念、微觀模型、辯證思想等。用到了水分子結(jié)構也算是一點點跨學科綜合分析的嘗試，但最重要的是相對科學地解決學生心中的疑惑，所以學生的興趣也是較高的。失誤情境44：“含霧樹林”圖片、“靜電除塵”裝置圖和模型圖設問：摩擦起電是最常見的使物體帶電方式之一，結(jié)合剛才的微觀解釋，大家討論一下為什么圖示的環(huán)境通常被稱為負離子氧吧？空氣中漂浮著帶負電的微粒。追加設問（另外一節(jié)課）：已知在電場強度大的地方更容易將空氣分子電離，而粉塵吸附了飄散開來的帶電微粒后也帶上電荷，最終受電場力作用而運動到外側(cè)壁被吸附而從空氣中除去，為何外殼A是連高壓電源正極，大家能不能和之前的“負離子氧吧”相聯(lián)系一下？目標：靜電小知識點的綜合運用。反思：教學中自創(chuàng)情境首先需要教師自己本身的學科、跨學科等相關知識基礎扎實，不行就查閱資料，不然就會出問題，而學生當然是不知道這么多的，也會被我們糊弄過去，甚至記得了一些不太正確的東西。比如這里的負離子氧吧，當年我是認為摩擦起電會有電子被“摩擦出來”，被小顆粒或者液滴帶上而漂浮在空中，但剩余帶正電的離子是比較重的，容易沉降，所以漂浮的液滴、粉塵更容易帶上負電荷，去解釋現(xiàn)象的，后來覺得不對，帶正電的離子比顆粒的重量相差還是很多的，吸附在顆粒上沒有增大多少重量，所以查了