摘要:本文就高考熱點(diǎn)題型——運(yùn)動(dòng)信息題的復(fù)習(xí),提出在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)采取的有效對策。即掌握基本規(guī)律、模型,構(gòu)筑知識體系;提升解讀信息能力,養(yǎng)成作圖習(xí)慣;教師示范和組織學(xué)生編制原創(chuàng)題,強(qiáng)化專項(xiàng)訓(xùn)練。以落實(shí)學(xué)生解題能力的全面提高。
關(guān)鍵詞:運(yùn)動(dòng)信息題;物理模型;復(fù)習(xí)教學(xué)
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1003-6148(2008)9(S)-0044-3
近三年,全國高考理科綜合試卷(浙江卷)第23題均有明顯的共同點(diǎn):①聯(lián)系實(shí)際,貼近自然,生活氣息濃郁,學(xué)生面臨的都是喜聞樂見的情境;②以敘述的形式,給予學(xué)生豐富的信息,包含了干擾信息、“冗雜”信息;③主要集中考查勻速、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本知識和規(guī)律的應(yīng)用,分值介于15~16分;④對學(xué)生獲取信息,分析信息、提取信息的能力以及構(gòu)建模型的能力,作圖能力尤其是創(chuàng)新能力的要求突出。(近三年考查情況見表1)
這部分知識是高中物理的核心內(nèi)容和主干知識,在高考中的地位是舉足輕重的。然而,因?qū)W生學(xué)習(xí)時(shí)所遇到的習(xí)題通常都是以“質(zhì)點(diǎn)”、“小車”、“小球”等為研究對象,做規(guī)則運(yùn)動(dòng)或發(fā)生常規(guī)變化。一旦遇到與實(shí)際聯(lián)系的題目就很不適應(yīng),缺乏從具體到抽象又到具體的思維能力,解答時(shí)往往漏洞百出,甚至于無從下手。實(shí)際的考試情況是,只要聯(lián)系了實(shí)際的問題,學(xué)生得分率就不能令人滿意。
那么,我們應(yīng)該怎樣才能搞好這部分內(nèi)容的復(fù)習(xí)呢?
對策1 掌握基本規(guī)律、基本模型和構(gòu)筑知識網(wǎng)絡(luò)
質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)在《考試大綱》中有10個(gè)知識點(diǎn),其中有6個(gè)知識點(diǎn)為Ⅱ類要求(包括位移和路程,勻速直線運(yùn)動(dòng),速度,速率,位移公式s=v t,s-t圖像,v-t圖像,變速直線運(yùn)動(dòng),平均速度,勻變速直線運(yùn)動(dòng),加速度,公式v=v0+at,s=v0t+at2/2,v2-v02=2as,v-t圖像,平拋運(yùn)動(dòng),勻速率圓周運(yùn)動(dòng),線速度和角速度,周期,圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度a=v2/R等),它要求學(xué)生理解所列知識的確切含義及與其它知識的聯(lián)系,能夠進(jìn)行敘述和解釋,并能在實(shí)際問題中運(yùn)用。尤其是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及v-t圖像,瞬時(shí)速度和加速度在實(shí)際問題中的應(yīng)用更是高考考查的重點(diǎn)和難點(diǎn)。(知識結(jié)構(gòu)見表2,規(guī)律等見表3)
學(xué)習(xí)物理的過程,是一個(gè)不斷建構(gòu)認(rèn)知結(jié)構(gòu),完善知識體系的過程。運(yùn)動(dòng)學(xué)知識作為力學(xué)中相對獨(dú)立的一個(gè)系統(tǒng),包括概念、規(guī)律、方法、常規(guī)模型等很多知識組塊。教學(xué)中教師要有意識地指導(dǎo)學(xué)生把零散的知識要素形成點(diǎn),連成線,結(jié)成面,進(jìn)而發(fā)展為一個(gè)較為完善的知識網(wǎng)絡(luò),并在以后的學(xué)習(xí)進(jìn)程中,補(bǔ)充和完善為更寬泛、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹R體系。這些系統(tǒng)化,結(jié)構(gòu)化了的知識有利于學(xué)生知識的傳輸、存貯和內(nèi)化,也有利于知識信息的提取和運(yùn)用,從而可以有效地幫助學(xué)生將知識轉(zhuǎn)化為分析和解決問題的能力。
與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的信息題由于與實(shí)際生活有密切關(guān)系,因此題干對物理情景的描述往往比較詳盡具體。在復(fù)習(xí)教學(xué)中,教師要善于從思維方法角度入手,教會(huì)學(xué)生如何抓準(zhǔn)關(guān)鍵詞,通過先慢后快地安排二次閱讀,劃去描述性的干擾文字來剔除干擾信息,捕捉解題所需的包括過程、數(shù)據(jù)等方面的顯性和隱性有效信息,從而把現(xiàn)實(shí)情境還原為熟悉的物理模型。
物理過程往往是復(fù)雜而抽象的。為了能夠幫助學(xué)生在頭腦中確立清晰的物理圖形,教師要明確要求學(xué)生養(yǎng)成作圖的習(xí)慣。對分析和論證的結(jié)果要繪出草圖(物理過程的示意圖,受力圖,軌跡圖等),目的是展現(xiàn)研究對象受力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的過程,達(dá)到看到圖就能夠把題目描述的基本情況完整反映出來的目的。
此外,教師要讓學(xué)生在解題中不斷積累有關(guān)的生活模型和反映高科技知識的物理模型,培養(yǎng)學(xué)生提取和遷移模型的能力等。這是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程,需要教師長期關(guān)注和留心指導(dǎo),這對解決其他類型的問題也有普遍的指導(dǎo)意義。
對策3 編制原創(chuàng)同類題,進(jìn)行針對性強(qiáng)化訓(xùn)練
(1)教師示范創(chuàng)新,提高學(xué)生專項(xiàng)能力
聯(lián)系實(shí)際信息題的一個(gè)特點(diǎn)就是“起點(diǎn)高、落點(diǎn)低”。作為高考的第一道計(jì)算題,難度上來看是屬于中等題。學(xué)生接觸過一次,知道了題目構(gòu)建的物理模型,就掃除了解題的主要困難,重復(fù)訓(xùn)練的價(jià)值就不大了。為了能夠更有效地培養(yǎng)學(xué)生自主提取信息,建立模型,洞察本質(zhì)的能力,教師應(yīng)該利用好各類教學(xué)資源,編制原創(chuàng)題或通過條件、過程、結(jié)論的合理變換來整合成題。對學(xué)生進(jìn)行有目的的專項(xiàng)強(qiáng)化訓(xùn)練,從而達(dá)到提高學(xué)生分析解決此類題目的實(shí)踐能力。舉例如下。
原創(chuàng)題1 某浴室用的蓮花噴頭上分布著三層共19個(gè)噴孔,最外層的12個(gè)噴孔均勻地分布在一個(gè)圓周上,該圓的直徑為d=4cm。噴頭的表面為一個(gè)圓弧曲面,最外層的噴孔所在的切面與最高點(diǎn)的水平切面大致成角度α=20°(如圖1所示)?,F(xiàn)讓噴頭平放在水平地面上且噴孔朝上,打開自來水閥門,正中間的噴孔噴出的水上升的最大高度約為90cm,試估算水噴出的初速度多大?最外層噴孔的出水在水平地面形成的圓的直徑為多少m? (sin40°=0.64,g=10m/s2)(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
編制思想 取材于日常生活中常用的噴頭。針對學(xué)生抽取模型能力欠缺的實(shí)際,把兩個(gè)物理模型集中在一個(gè)題目中出現(xiàn)。
即正中間噴出的水做豎直上拋運(yùn)動(dòng),最外層噴出的水做斜拋運(yùn)動(dòng)。
解析 以正中間噴孔噴出的水滴為研究對象,由豎直上拋規(guī)律
v2t-v02=-2gH,解得
v0=2gH
=2×10×0.9m/s
≈4.2m/s。
以最外層噴出的水為研究對象,認(rèn)為噴頭噴出的水的初速度都是相等的。噴孔與豎直方向的夾角為α。設(shè)初速度在豎直方向上的分量為v01=v0cosα,水平方向上的分量為v02=v0sinα。
在豎直方向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t為
t=2v01g
=2v0cosαg。
t內(nèi)水平方向的射程為x,則
x=v02t
=v0sinα2v0cosαg
=v20sin2αg
=1.13m。
水在水平地面形成的圓直徑
D=2x+d=2.3m。
(2)鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新,落實(shí)能力的全面提高
由于背景、閱歷、思路、水平的不同,學(xué)生編制的題目,才真正是取材廣泛,形式各異,題境豐富的。在分析學(xué)生存在的主要問題后,老師可以組織并指導(dǎo)學(xué)生試著自己動(dòng)手編制題目,這樣做可以讓他們站在更高的層面,去更好地把握題目的內(nèi)涵,促使自己主動(dòng)去琢磨如何去偽存真、去粗取精,獲取有價(jià)值的信息,還原成熟悉的模型。(如原創(chuàng)題2)
原創(chuàng)題2 據(jù)研究,人“一眨眼”的時(shí)間需要0.2s,在2006年北京時(shí)間9月9日晚8點(diǎn),2006賽季F1大獎(jiǎng)賽意大利站進(jìn)入周六排位賽的爭奪。最終,邁凱輪車手萊科寧以0.002s的極微弱優(yōu)勢超越法拉利車手舒馬赫獲得意大利大獎(jiǎng)賽的勝利,這個(gè)時(shí)間僅僅是“一眨眼”的百分之一。若賽車長度為4 547mm,意大利站的賽道單圈長5.793km,選手們在完成總共12r后,取單圈最快成績來決定決賽的排位,萊科寧單圈最快成績?yōu)?min21s484ms,假設(shè)最快成績都是他們在勻速率行駛過程中創(chuàng)造的,如都以單圈最快成績計(jì),當(dāng)萊科寧跑完該圈后,舒馬赫還落后幾個(gè)賽車車身的長度?
(1s=1 000ms,結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
編制思想 學(xué)生在題目來源一欄中說明本題是取材于每晚直播的《體育世界》,其中一條新聞就是《一眨眼時(shí)間有多長?》,通過上網(wǎng)查閱相關(guān)的數(shù)據(jù)資料整合而成。從質(zhì)點(diǎn)做速率不變曲線運(yùn)動(dòng)的基本過程模型入手,定位于運(yùn)動(dòng)學(xué)中最基本也很重要的知識。題干中堆砌了許多有效和無效的信息,干擾性強(qiáng),陳述生動(dòng),結(jié)構(gòu)合理。
解析 舒馬赫單圈最快成績?yōu)?1 486ms,在該圈中的平均速率v,
v=xt=5 79381 486m/ms
=0.071m/ms。
Δx=vΔt=0.071×2m
=0.142m。
令舒馬赫落后n個(gè)車身長
n=Δxl=1424 547
=0.03。
這些生動(dòng)活潑的題目既可以供同學(xué)間互練,也可以給全班練習(xí),甚至可以編入年級試題,署上名提供給學(xué)生統(tǒng)一測試用,從而激發(fā)學(xué)生編制原創(chuàng)題的積極性和主動(dòng)性。當(dāng)然在編制題目過程中,教師在科學(xué)性、邏輯性、嚴(yán)密性、針對性上要把好關(guān),這樣既可以保證訓(xùn)練的真實(shí)性、公正性和有效性,也可以更有說服力地去指導(dǎo)編題的學(xué)生,落實(shí)學(xué)生能力的提高。
總而言之,教師要幫助學(xué)生梳理基本規(guī)律、模型,構(gòu)筑知識網(wǎng)絡(luò),培養(yǎng)學(xué)生的作圖習(xí)慣,提高其解讀信息的能力。并通過教師自身和指導(dǎo)學(xué)生編制原創(chuàng)題,來提升學(xué)生解決運(yùn)動(dòng)信息題的能力,從而最終促使學(xué)生解題素養(yǎng)的全面提升。
(欄目編輯陳 潔)