馬道平
摘? 要:高中物理是非常注重邏輯思維的學(xué)科,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中除了要掌握基礎(chǔ)知識,也須了解如何運用物理知識去解決問題,明確如何思考等,這些都是物理教師需要注重的問題,改變原本自上而下的教學(xué)模式,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思考,從而突破物理教學(xué)存在的困境。文章分析了如何使物理“典型例題”教學(xué)更為高效,旨在促使學(xué)生構(gòu)建完整的物理知識體系,使其能夠達到“做一題通一類”的學(xué)習(xí)效果,切實提升物理教學(xué)的有效性。
關(guān)鍵詞:高中物理;典型例題;課堂教學(xué)
一、在當(dāng)前物理課堂教學(xué)中存在的問題
物理是高中理科基礎(chǔ)科目,對學(xué)生理解能力、情境想象與推理能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力和實驗?zāi)芰Φ确矫娑加休^高的要求,正因為如此,高中物理是比較難學(xué)的科目。很多學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中常會出現(xiàn)的問題是:教師講解基礎(chǔ)原理、公式等,自己可以聽懂,但在實際做題時便找不到解題思路或是思路不正確、計算錯誤等問題,在很大程度上影響了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。為什么會出現(xiàn)這種情況呢?
一是教師在講解知識時,多是采取教師單方面講解,學(xué)生聽的模式,學(xué)生跟著教師的思路去學(xué)習(xí)固然沒錯,但在一定程度上限制了學(xué)生思維發(fā)展,實際上學(xué)生并沒有真正理解物理知識,在自己做題時很容易出錯。
二是物理知識的學(xué)習(xí)實則是學(xué)生融會貫通的過程。高中物理知識復(fù)雜,學(xué)生要應(yīng)用其解決實際問題不僅要掌握堅實的基礎(chǔ)知識,還要以清晰的邏輯思維為前提。但由于部分學(xué)生邏輯推理能力較弱,在學(xué)習(xí)新知識之后去做練習(xí),效果不夠理想。
三是在通常物理課堂教學(xué)過程中,教師會在講解物理基礎(chǔ)知識、概念后再進行習(xí)題課,其目的在于幫助學(xué)生鞏固剛學(xué)到的知識,練習(xí)運用方式。而在習(xí)題課中,教師多以講解單個知識點的題目為主,這導(dǎo)致學(xué)生所接收、學(xué)習(xí)的知識比較零散,未形成一個體系。
二、利用典型例題教學(xué)提升物理課堂教學(xué)效率的優(yōu)勢
(一)寓知識于題目,促使學(xué)生構(gòu)建物理思維
部分教師在物理教學(xué)中忽視了典型例題的重要性,認為典型例題的講解只是起到示范的作用,是課程教學(xué)必經(jīng)的流程,簡單講解就可以,沒有必要花費太多的精力去思考例題講解方式或是預(yù)期達到什么效果。實則不然,典型例題大多涉及物理的核心重點知識及重要的解題規(guī)律、方法和解題思路。這類題的訓(xùn)練不僅有助于學(xué)生準(zhǔn)確理解和掌握相關(guān)物理知識,而且也有助于學(xué)生掌握應(yīng)用知識求解問題的方法和規(guī)律。所以教師運用典型例題可以有效提升學(xué)生物理邏輯思維能力。寓知識于題目,有意識地引導(dǎo)學(xué)生分析,有助于學(xué)生對概念、物理規(guī)律的理解更為深刻。矯正學(xué)生思維方面所存在的典型誤區(qū),提升學(xué)生實際運用能力和應(yīng)變能力。
(二)做一題通一類,幫助學(xué)生完善知識體系
學(xué)生學(xué)習(xí)物理并不是做題越多越好,關(guān)鍵還要練習(xí)之后進行一定的理解、歸納與總結(jié),從而有針對性地提升自身解決問題的能力,達到“做一題通一類”的學(xué)習(xí)效果。教師挑選典型的例題進行教學(xué),結(jié)合學(xué)生實際情況再能做一些適當(dāng)?shù)淖儞Q條件,讓學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到不同條件下解決問題的方法,促使學(xué)生完善知識體系,達到觸類旁通的學(xué)習(xí)效果。通過這樣的方式,讓學(xué)生真正掌握核心知識點,也能消除學(xué)生知識盲點。達到事半功倍的學(xué)習(xí)。
(三)促進學(xué)生主動思考,提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性
以往物理典型例題都是教師帶領(lǐng)學(xué)生梳理,導(dǎo)致學(xué)生只是過一遍就可以,教學(xué)效果不佳。教師可以借助典型例題豐富的教學(xué)模式,給予學(xué)生自主探究、分析問題的機會。這樣,不僅能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)主動性,也能讓學(xué)生自主參與到分析物理過程當(dāng)中,有助于發(fā)展學(xué)生物理思維,強化其學(xué)習(xí)效率。
三、巧用典型例題培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的方式
教師在實際教學(xué)中應(yīng)當(dāng)明確,在講解典型例題時,應(yīng)讓學(xué)生掌握主動權(quán),并鼓勵學(xué)生積極表達出自己的理解,這樣做不僅可以使教師進一步了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的誤區(qū),還能幫助學(xué)生完善知識體系。以“牛頓第二定律”相關(guān)案例為例,分析教師在教學(xué)中的教學(xué)方式。
(一)讓學(xué)生自主做例題
首先,在經(jīng)過基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)后,學(xué)生進入到練習(xí)階段,這時教師讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)主動權(quán),使其自主練習(xí),結(jié)合所學(xué)習(xí)的知識分析并解決典型例題。
例1:如圖1所示,一個傾角的光滑斜面體,用細繩拴著質(zhì)量為0.5kg的小球,細繩平行于斜面。斜面體水平向左以4m/s2的加速度做勻加速直線運動,不計一切摩擦,試求細繩對小球產(chǎn)生的拉力是多少?小球?qū)π泵娴膲毫κ嵌嗌??(g=10m/s2)
這是一道典型的考查牛頓第二定律和彈力的習(xí)題,教師引導(dǎo)學(xué)生自主分析,并嘗試解決,學(xué)生解答情況如下:
首先,對小球進行受力分析,分析圖如圖2所示,在此基礎(chǔ)上可以列式:
①ma=T·cosθ-N·sinθ;②N·cosθ+T·sinθ=mg。把已知數(shù)值代入①②兩式中可得:T=5.2N,N=1.4N。
(二)結(jié)合學(xué)生實際學(xué)習(xí)情況,分析其思維存在的誤區(qū)
這一例題重難點在于判斷小球在運動的過程中會不會出現(xiàn)飛離斜面的情況,雖然學(xué)生最開始的判斷是正確的,但實際上卻未把握好該題型的解決方式。這一問題正確的解題思路應(yīng)當(dāng)是先判斷小球飛離斜面的臨界條件,再分析其支持力的多少。結(jié)合學(xué)生解答情況,教師如果直接告訴學(xué)生正確的答案,而未直接指出學(xué)生解題過程中的錯誤,那么學(xué)生在后續(xù)遇到類似問題時仍舊會沿用錯誤的解題方式。因此,教師不是直接告訴學(xué)生答案或指出其解題思路中的問題,而是在此問題的基礎(chǔ)上設(shè)置小球飛離斜面的條件,運用變式,促使學(xué)生深入思考原本解題中存在的漏洞。
變式一:如圖1所示,一個傾角的光滑斜面體,用細繩拴著質(zhì)量為0.5kg的小球,細繩平行于斜面。當(dāng)斜面體水平向左以10m/s2的加速度做勻加速直線運動時,不計一切摩擦,試求此時細繩對小球產(chǎn)生的拉力是多少?小球?qū)π泵娴膲毫κ嵌嗌??(g=10m/s2)
學(xué)生由①ma=T·cosθ-N·sinθ;
②N·cosθ+T·sinθ=mg
可以計算出:N=-1N,T=7N。
(三)對比問題中的矛盾點,促使學(xué)生深入思考
學(xué)生在運用原本的計算方式計算變式一中的問題時,便出現(xiàn)了矛盾點:壓力怎么會出現(xiàn)反向的情況呢?這時,教師可以借助該問題的矛盾點,引導(dǎo)學(xué)生深入思考。
教師:“同學(xué)們在分析時,是不是感覺很困惑?為什么在上一個題目中就能計算出正確的答案?但是一旦變換了條件,計算出的結(jié)果就出現(xiàn)了問題呢?先不考慮這個問題,我們先回到問題的物理模型上,首先分析當(dāng)斜面靜止時,小球是什么狀態(tài)呢?”
生:“小球在斜面上,受到重力、細繩的拉力以及斜面的支持力這樣三個力,處于平衡狀態(tài)?!?/p>
教師:“若現(xiàn)在給斜面體一個向左的加速度,那么當(dāng)加速度越來越大時,小球會出現(xiàn)什么情況呢?”
生:“小球會飄起來?!?/p>
教師:“分析得很正確,這就存在一個問題。當(dāng)壓力剛好減小到零時,小球剛要離開斜面,那么,此時斜面體的加速度是多少?”
生:“經(jīng)計算,可以得出加速度值為a=7.5m/s2?!?/p>
教師:“非常準(zhǔn)確。這個值就是小球剛要離開斜面時的加速度的臨界值。那么,當(dāng)斜面體的加速度大于7.5m/s2時,會出現(xiàn)什么情況呢?”
生:“小球就會離開斜面體,這時小球就只受重力和拉力了?!?/p>
教師:同學(xué)們回答得非常準(zhǔn)確。那么,同學(xué)們知道為什么同樣的公式,在變式一中解不出正確的答案了嗎?
生:“知道了,因為加速度已經(jīng)超過了臨界點,所以這時的小球已經(jīng)離開斜面,所以仍以原本的方式求解出的是錯誤的?!?/p>
學(xué)生在教師的引導(dǎo)下分析出問題所在,雖然做出了正確分析,但還沒有真正理解這一問題的規(guī)律,在此基礎(chǔ)上教師可以和學(xué)生一起歸納總結(jié)案例中出現(xiàn)的知識點和解題的及規(guī)律,促使學(xué)生真正掌握求解該類問題的方法。
教師:在做題時,如果遇到這一類問題的話,首先應(yīng)當(dāng)判斷臨界加速度的大小,也就是小球離開斜面時的加速度,加速度從零增加到臨界加速度的過程中,繩子的拉力T越來越大,而N越來越小,當(dāng)?shù)竭_臨界值時,N剛好就變成了0。
(四)借案例出新題,促使學(xué)生掌握不同情景下的做題方式
學(xué)生在解決這一問題后并不是結(jié)束,教師可以借案例出新題,變換不同的情景,促使學(xué)生進行自主分析,運用上一題總結(jié)的知識點去解決新的問題,通過練習(xí),促使學(xué)生更為牢固地掌握物理知識點。
案例二:如圖1所示,一個傾角θ=53°的光滑斜面體,用細繩拴著質(zhì)量為0.2kg的小球,細繩平行于斜面。已知繩子能承受的最大拉力值是3N,若斜面體水平向左做加速度由0逐漸增大的加速直線運動,若在運動過程中不計任何摩擦力,那么繩子剛斷時斜面體的加速度是多少?(g=10m/s2)
學(xué)生分析:
該題型與案例一有異曲同工之處,在求解時,同樣需先明確繩子斷裂時小球是否還在斜面上,這個模型的特點就是小球所受繩子的拉力,是隨著加速度的變化而產(chǎn)生變化,加速度由零開始不斷的增大,而小球所受的拉力也在不斷增強。因此,要想解決這一問題,需要先求解出臨界狀態(tài)下小球所受繩子的拉力大小,再與T=3N進行比較。
學(xué)生解題:
首先需要分析小球剛漂起時的受力情況,有小球自身的重力和繩子的拉力,根據(jù)公式T·sinθ=mg,可以求解出:T=2.5N<3N,由此判斷出當(dāng)繩子出現(xiàn)斷裂的情況時,小球已經(jīng)離開了斜面。
之后結(jié)合公式①ma=T·cosa;②T·sina=mg。
可以求解出加速度a=5m/s2。
(五)總結(jié)知識點,提升學(xué)生綜合能力
最后,當(dāng)學(xué)生可以自己解決類似的問題之后,教師與學(xué)生一起總結(jié)物理知識點,分析解決這類問題需要注意的事項以及具體步驟等。
首先,遇到類似問題時需先判斷臨界點,明確斜面體在加速時共存在三種狀態(tài)。一是加速度未達到臨界值,小球受到的拉力分力大于其加速所需合力,小球所受支持力隨著加速度的增大而減小;二是加速度達到臨界狀態(tài),小球剛好離開斜面;三是加速度大于臨界值,小球已經(jīng)完全離開斜面,斜面對其支持力消失,小球只受重力、拉力,加速度增加,拉力也會增大。通過總結(jié),幫助學(xué)生梳理該知識點解決的具體過程,促使學(xué)生形成深刻的印象,在之后遇到類似問題時,腦海中能夠主動反應(yīng)解決思路,借此提升學(xué)生解決問題的能力,也提升學(xué)生邏輯思維能力。
總而言之,借助典型例題可以檢驗學(xué)生對物理知識點的掌握情況,在此基礎(chǔ)上教師通過變式教學(xué),從學(xué)生存在的誤區(qū)入手,引導(dǎo)學(xué)生進行分析和思考,激發(fā)學(xué)生探究欲望,從而幫助學(xué)生掌握解題思路和知識點,促使其構(gòu)建完整的物理知識體系。最后引入不同的情景,全面提升學(xué)生的能力素養(yǎng)。
(責(zé)任編輯:汪旦旦)
參考文獻:
[1]耿紹凱. 整合例題,突破高中物理核心專題——以描繪小燈泡伏安特性曲線實驗為例[J]. 高中數(shù)理化,2021(18):47-49.
[2]范良蘭. 關(guān)于教師在物理教學(xué)及高考中如何用好教材并指導(dǎo)學(xué)生回歸教材的策略研究——源于教材的高考物理試題研究[J]. 考試周刊,2021(77):4-6.
[3]齊妙. 基于科學(xué)思維拓展的高中物理模型教學(xué)實踐與思考[J]. 云南教育(中學(xué)教師),2021(Z1):36-37.
[4]趙財昌. 對高中物理新教材中一道例題的評析及教學(xué)建議[J]. 理科考試研究,2020,27(23):41-43.