摘?要:在教學(xué)過程中始終把學(xué)生看作處于不斷發(fā)展過程的學(xué)習(xí)主體,把教學(xué)過程當(dāng)作一個動態(tài)的、變化的、不斷生成的過程。文章以“一題多解”“母題變式”“模型重組”及“多題歸一”創(chuàng)建開放性課堂,為學(xué)生搭建展示個性的舞臺。
關(guān)鍵詞:開放性課堂;一題多解;母題變式;模型重組;多題歸一
開放性課堂教學(xué)指的是在教學(xué)過程中始終把學(xué)生看作處于不斷發(fā)展過程的學(xué)習(xí)主體,把教學(xué)過程當(dāng)作一個動態(tài)的、變化的、不斷生成的過程。在高三物理的復(fù)習(xí)過程中,筆者進行了開放性課堂教學(xué)的實踐與研究,在教學(xué)中搭建展示學(xué)生個性的舞臺,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)活力,不斷激起學(xué)生的探索、發(fā)現(xiàn)、想象和表現(xiàn)的愿望,讓學(xué)生的思維、心態(tài)處于開放狀態(tài)。
一、?以“一題多解”構(gòu)建開放性課堂
“一題多解”是指從不同角度,運用不同的思考方式來解答同一個問題。這種方式能使學(xué)生的思維得到最大限度的訓(xùn)練,很受學(xué)生歡迎。
題目:如圖1所示,質(zhì)量均為2m的木板A、B并排靜止在光滑水平地面上且不粘連。質(zhì)量為m的小滑塊C沿A的上表面以速度v0從左端水平滑上A,并在恰好滑到B的右端時與B一起勻速運動。各接觸面的粗糙程度相同,C與B一起勻速的速度是C剛滑上A時的0.3倍。求兩板長度L1與L2之比。
在課堂上,給學(xué)生充分展示和互動的機會。讓學(xué)生之間相互討論,在教師的指導(dǎo)下歸納出下列五種解題方法:分別是(1)運用牛頓第二定律與運動學(xué)規(guī)律求解;(2)運用動能定理求解;(3)運用功能關(guān)系求解;(4)運用圖像法求解;(5)運用相對運動法求解。通過一道題、一節(jié)開放性課幾乎把整個力學(xué)最重要的定理、定律、方法都復(fù)習(xí)到了。
教學(xué)反思:(積極面)“一題多解”題是構(gòu)建開放性課堂很好的素材,在這樣的課堂上,每個學(xué)生總可以根據(jù)自身學(xué)習(xí)實際找到一種解題方法。教師大膽放手給學(xué)生,讓學(xué)生充分思考、分析、展示和表達,通過學(xué)生思維的碰撞,讓課堂的開放性得到全面的釋放。通過一題多解,也能幫助理順物理知識網(wǎng)絡(luò),建構(gòu)知識體系,大大提高課堂效率。(不利面)這種課堂對成績較差的學(xué)生不容易跟上,還有就是課堂會更重視過程的列式,而忽視計算的過程與結(jié)果。
二、?在“母題變式”中實施開放性課堂的實踐與反思
所謂“母題變式”,就是以一道熟悉的題目做為母題,對母題進行變式(具有原創(chuàng)性)。下面筆者在一堂《動量守恒定律的應(yīng)用》課上以兩物體發(fā)生彈性碰撞為母題,變式為“討論題”進行的開放性課堂實踐及反思。
母題:如圖2所示,光滑水平軌道上有兩物塊P1、P2,其中物塊P1以v0=5m/s的速度與靜止的物塊P2發(fā)生彈性碰撞。P2的質(zhì)量m=1kg,P1的質(zhì)量是P2質(zhì)量的k倍。求碰撞后兩物的速度分別為多少?
變式1?保持母題部分不變,在物塊運動的前方設(shè)置一個電場區(qū)域,考慮物塊是否能越過電場區(qū)域及物塊是從右邊界穿出還是從左邊界穿出來命制討論題。
如圖3所示,水平軌道MN中有一寬為L=0.6m的虛線框區(qū)域,該區(qū)域水平面粗糙且有水平向右場強為E=4.0×103N/C的勻強電場,摩擦因數(shù)為μ,其他部分光滑。若木塊P2帶負電,碰撞前后帶電量不變,帶電量大小為q=1.0×10-3C。取k=23,試討論摩擦因數(shù)為μ取不同數(shù)值范圍時,P2運動過程中克服摩擦力做的功W的表達式。
變式2?保持母題部分不變,在物塊運動的前方設(shè)置一個磁場區(qū)域,考慮物塊通過磁場區(qū)域過程中磁場力的變化來命制討論題。
如圖4所示,把物塊P1、P2改為帶孔,孔徑略大于桿的直徑,P1不帶電,P2帶正電,碰撞前后電量不變,帶電量q=1.0×10-3C。P2的右邊勻強磁場區(qū)域內(nèi)足夠長的軌道是粗糙的。磁感應(yīng)強度為B=4.0×103T,方向如圖所示。試討論k在不同數(shù)值范圍時,P2在磁場中運動過程中,克服摩擦力所做的功。
反思:此變式題還可以在左邊設(shè)置某區(qū)域,其模型可以是“斜面”“平拋運動”“圓周運動”等等。此類題往往沒有一個確定的結(jié)果,需要我們對物理現(xiàn)象和物理過程進行周密的考察,從而得出各種可能的情形。這本身就具有開放性,能使思維不受消極定勢的束縛,實現(xiàn)思維方向的靈活轉(zhuǎn)換,使思維呈發(fā)散狀態(tài)。使學(xué)生積極參與到課堂中來,這是培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新精神的重要途徑,也能使課堂效果得到大的提升。當(dāng)然這種課很容易放得太開,而不容易收,如何做到收放恰當(dāng)是值得我們在以后的教學(xué)中去進行改進和提高的。
三、?在“模型重組”中打造開放性課堂的實踐與反思
高中物理有許許多多的模型,對各種模型進行重組(具有原創(chuàng)性),將會使課堂的開放性得到極大的發(fā)揮。學(xué)生的創(chuàng)造性也能得以開發(fā)和提高。這種課堂的打造要在課堂上完成,效果更佳。下面筆者以產(chǎn)生感應(yīng)電動勢模型與平行板電容器模型為例進行重組,以下模型可以自由的組合,還可以在課堂上現(xiàn)場改變模型進行重組,使課堂更具開放性。
題目:如圖5所示為法拉弟電機模型,勻強磁場垂直銅板所在的平面向下,圓板可繞軸勻速轉(zhuǎn)動。已知磁感應(yīng)強度為B;轉(zhuǎn)動的角速度大小為ω,轉(zhuǎn)動方向如圖所示,半徑為l,不計銅板的電阻。電機與平行板電容器通過電刷ab相連,電容器兩極板間的距離為d,質(zhì)量為m的小滑塊帶負電,電荷量大小始終保持為q,在水平臺面上以初速度v0從P位置出發(fā),沿光滑豎直軌道向右運動,要使滑塊能越過圓軌道的最高點,試討論電機轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)滿足的條件。
答案:ω≤2(mv20-5mgr)d5Bqrl2。
教學(xué)反思:由于高中物理里有大量的各式物理模型,特別是對于情境化教學(xué),更需要我們?nèi)グ丫唧w的情境變成物理的模型。把各式模型進行重組,可以使很多的陳題重新?lián)Q發(fā)出生機,是值得推廣的。
四、?在“多題歸一”中設(shè)計開放性課堂實踐與反思
所謂“多題歸一”就是中學(xué)物理試題中有一類題,從本質(zhì)上說其實是一種類型的題,解法相同,只是物理情境不同。例如帶電粒子在磁場中運動、類平拋運動、傳送帶問題等等。下面筆者以完全非彈性碰撞模型為例,來說明“多題歸一”設(shè)計開放性課堂。
題1?滑塊滑板題2?物塊通過彈性相互作用題3?小球滑上光滑曲面
地面光滑,AB間粗糙,系統(tǒng)損失動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能地面光滑,系統(tǒng)損失的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能接觸面光滑,小物塊達最高點時系統(tǒng)損失的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能
題4?子彈打擊木塊題5?同種電荷相互作用題6?兩導(dǎo)體棒在磁場中運動
子彈打擊木板,達共速系統(tǒng)損失的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能帶同種電荷的小球穿過光滑桿,達共速時系統(tǒng)損失的動能轉(zhuǎn)化為電勢能兩導(dǎo)體棒在光滑導(dǎo)體軌道上,達共速時系統(tǒng)損失的動能轉(zhuǎn)化為焦耳熱
教學(xué)反思:以上模型均發(fā)生類“完全非彈性碰撞”,即相互作用后達共同速度,滿足動量守恒mv0=(m+M)v,能量損失最大均為ΔE=12mv20-12(m+M)v2=mMv202(m+M)。只是損失的能量去向不同。在課堂上讓學(xué)生回憶所復(fù)習(xí)過的題型并加以歸納整理,弄清事物的本質(zhì),總結(jié)出“多題歸一”的題型特點,起到舉一反三,形成知識遷移,課堂復(fù)習(xí)效率也得以提高。
五、?結(jié)束語
每個個體都蘊含著無窮的智慧。開放是課堂教學(xué)充分尊重學(xué)生的人格,全面了解學(xué)生的個別差異和已有經(jīng)驗,并注意學(xué)生的不同需要,為學(xué)生提供廣泛的思維空間和充足的思考時間,引導(dǎo)學(xué)生通過多種渠道去實踐、體驗,主動獲取知識,并學(xué)會學(xué)習(xí),讓其個性品質(zhì)得到全面的發(fā)展。
作者簡介:
熊錦明,廣東省廣州市,廣州市真光中學(xué)。