廣東省韶關(guān)市仁化縣仁化中學(xué) 虞志平
生活中隨處可見彈力,在高考中彈力也是??嫉牧?。通過例子和實驗探究彈力的規(guī)律,是教師進行這部分教學(xué)的基本思路。本文通過對彈力進行高端備課,希望能有助于教師的教學(xué)和學(xué)生的理解。
彈力在粵教版教材上放在必修一第三章第一節(jié),是本章教學(xué)的一個重點,也是難點。教師用書把本節(jié)內(nèi)容課時設(shè)置為1課時。教材用較大的篇幅和圖片介紹了形變的相關(guān)概念,包括彈性形變,微小形變,彈性限度等。然后給出了彈力的定義:產(chǎn)生形變的物體由于要恢復(fù)原狀,會對與它接觸到物體產(chǎn)生力的作用,這種力稱為彈力。然后舉了一個鐵塊壓在海綿上的例子進行說明。之后對彈力的方向進行了闡述:繩子的彈力沿繩收縮方向,彈力方向垂直于兩物體接觸面。介紹完彈力方向后再用一個實驗與探究得出了彈力大小計算公式,胡克定律:F=kx。
通過以上分析,發(fā)現(xiàn)上課時要優(yōu)化和補充幾個知識點
(1)有關(guān)形變的篇幅過多,上課可以進行優(yōu)化。
(2)彈力產(chǎn)生的條件沒有說明,學(xué)生以后再判斷彈力有無時容易出現(xiàn)問題,對這部分內(nèi)容要進行補充,主要是怎樣用假設(shè)法對微小形變的有無進行判斷。
(3)彈力方向過于簡單,給學(xué)生講解時要進行優(yōu)化拓展。
由于教材存在以上不足,筆者從高端備課的角度,對“彈力”的教學(xué)過程進行優(yōu)化,其教學(xué)流程如下圖
教學(xué)流程更注重教學(xué)邏輯的嚴謹性和知識的完整性,有助于幫助學(xué)生構(gòu)建完整的彈力知識體系。根據(jù)流程圖,實施以下教學(xué)環(huán)節(jié)。
教師首先讓學(xué)生先自學(xué)形變的相關(guān)概念,提醒學(xué)生注意觀察課本中的插圖和例子,進一步通過實驗得出彈力的概念。通過實驗和例子得出彈力定義的好處是使學(xué)生更容易理解概念。
教師要求全班同學(xué)拉彈簧,彈簧發(fā)生了形變,對學(xué)生產(chǎn)生了彈力,讓學(xué)生感受到彈力的存在。設(shè)置課堂實驗,學(xué)生容易參與,體驗真實,課程充滿活力。學(xué)生有了親身體驗,再去分析彈力產(chǎn)生的條件:一是兩物體必須直接接觸;二是物體間必須相互擠壓(即有形變)。
彈力有無判斷里接觸是前提,擠壓是關(guān)鍵,相互接觸的物體是否發(fā)生形變是彈力存在與否的標志。但是,實際上除彈簧、橡皮筋等物體產(chǎn)生彈力時形變較明顯外,大部分物體產(chǎn)生彈力時形變是微小的,肉眼很難觀察出來。
彈力有無的判斷主要有以下兩種方法:
(1)直接法:對于形變效果明顯的情況,可由形變情況直接判斷彈力的存在與否。如彈簧、橡皮筋等產(chǎn)生彈力的情況。
(2)假設(shè)法:撤掉與之接觸的物體,看被研究物體的狀態(tài)是否改變,若改變則存在彈力,否則不存在彈力。
以上通過用實驗體驗和例子講解的方法使學(xué)生去掌握怎樣判斷彈力的有無,學(xué)生的感受會更深刻,理解也會更深入,符合學(xué)生認知規(guī)律。
讓學(xué)生壓縮彈簧,判斷彈簧對手的彈力方向,教師引導(dǎo)學(xué)生進行歸納總結(jié):
彈力的方向與物體形變方向相反,作用在迫使物體發(fā)生形變的那個物體上。
進一步通過舉例子指出:彈力是法向力,彈力垂直于兩物接觸面,具體地分析彈力時,應(yīng)利用到彈力的以下特點,對彈力方向進行分類歸納:
(1)彈簧兩端的彈力方向,與彈簧中心軸線重合,指向彈簧恢復(fù)原狀方向,可以是拉力或壓力。彈簧秤的彈力只能是拉力。
(2) 輕繩(或橡皮條)對物體的彈力方向,沿繩指向繩收縮的方向,即只能為拉力。
(3)點與面接觸時的彈力方向,過接觸點垂直于接觸面(或接觸面切線方向)而指向受力物體。
(4)面與面接觸時彈力的方向,垂直于接觸面而指向受力物體。
(5)球與面接觸時彈力的方向,在接觸點與球心的連線上而指向受力物體。
(6)球與球相接觸時彈力的方向,垂直過接觸點的分切面,通過兩球球心而指向受力物體。
(7) 輕桿可受拉力也可受壓力作用,可沿桿也可不沿桿,彈力的方向應(yīng)視題意而定,常利用平衡條件或動力學(xué)規(guī)律來判斷。
最后通過課本的實驗與探究,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)得出胡克定律:F=kx。
粵教版課本彈力內(nèi)容介紹比較簡單,教材中并沒有給出彈力有無判斷的相關(guān)內(nèi)容,但考試大綱對學(xué)生的能力考查又有要求,根據(jù)課后學(xué)生反映,這部分恰好是學(xué)生學(xué)習的難點。通過結(jié)合教材和考綱,能更好的對上課內(nèi)容進行優(yōu)化和補充。
設(shè)置課堂實驗,學(xué)生容易參與,體驗真實。學(xué)生有了親身體驗,感受就會更深刻,理解就會更深入,符合學(xué)生認知規(guī)律。通過實驗探究,學(xué)生更容易理解彈力產(chǎn)生的條件,以及彈力的大小和方向,過程的用到的學(xué)習物理的一些方法,也有助于提高學(xué)生學(xué)習物理的能力;而且通過實驗探究,消除了科學(xué)研究的神秘感,培養(yǎng)了學(xué)生的物理素養(yǎng)。
分析高考試題特點,讓學(xué)生靈活應(yīng)用物理知識解決問題,是高中物理教學(xué)的現(xiàn)實需要,也是學(xué)生發(fā)展的實際需要。高一學(xué)生不能一下提升到高考的難度,但可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注高考物理試題的命題方向,可以讓學(xué)生了解高考題包含的知識點,更有利于學(xué)生進行針對性練習。
課堂上應(yīng)用體驗法,讓學(xué)生體驗到彈力的產(chǎn)生,并得出和理解彈力的概念;用實驗探究法,讓每一個學(xué)生去感知彈力大小和方向;用分類歸納法,讓學(xué)生進一步明白彈力方向的規(guī)律性;用假設(shè)法,使學(xué)生找到怎樣判斷彈力有無的方法。只有指出使用的方法,才能利于模仿和遷移,從而使教學(xué)效果產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。
很多教師的課堂師物理公式的天下,缺乏課堂活動設(shè)計,導(dǎo)致學(xué)生的動手能力不足。教師應(yīng)該在課堂上多設(shè)計一些實驗,引導(dǎo)學(xué)生從實驗中得到物理規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)物理知識解釋實驗現(xiàn)象。這樣,我覺得我們的物理課堂會更加活躍,學(xué)生的物理動手能力也才會越來越強。