章和燕

(諸暨市三都中學(xué),浙江諸暨 311800)

實(shí)施物理題組教學(xué) 培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)

章和燕

(諸暨市三都中學(xué),浙江諸暨 311800)

物理教學(xué)中應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì).題組教學(xué)法通過實(shí)施四步教學(xué)來提高學(xué)生的解題能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì),不失為一種值得推行的習(xí)題教學(xué)模式.

思維品質(zhì);習(xí)題教學(xué);題組教學(xué)法;四步教學(xué)

思維品質(zhì)是思維能力的具體表現(xiàn)形式,是衡量一個人智能水平高低的重要指標(biāo)和發(fā)展思維能力的突破口.它主要包括思維的廣闊性、思維的全面性、思維的深刻性、思維的靈活性、思維的批判性和思維的獨(dú)創(chuàng)性.物理教學(xué)的目的除了讓學(xué)生間接地接受前人的經(jīng)驗(yàn),更重要的是培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際生活中運(yùn)用知識分析問題和解決問題的能力.而習(xí)題教學(xué)是整個物理教學(xué)過程中的一個重要組成部分,它可以幫助學(xué)生深入理解和掌握物理學(xué)的基本概念和規(guī)律,促進(jìn)學(xué)生把學(xué)到的理論知識跟生產(chǎn)實(shí)際、生活實(shí)際緊密結(jié)合,在一定范圍內(nèi)能夠運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識解決若干實(shí)際問題,使他們熟悉思考和處理物理問題的某些思想方法,從而培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和獨(dú)立學(xué)習(xí)能力.因此教師要充分利用習(xí)題教學(xué)這一重要教學(xué)環(huán)節(jié)來訓(xùn)練學(xué)生的思維品質(zhì),提高學(xué)生的思維能力.

1 當(dāng)前習(xí)題教學(xué)的困惑和題組教學(xué)法的嘗試

在中學(xué)物理教學(xué)中,為了應(yīng)對高考,師生對習(xí)題教學(xué)都很重視.但往往存在著重知識,輕情感;重解題,輕體驗(yàn);重?cái)?shù)量,輕質(zhì)量的現(xiàn)象.結(jié)果是教師教得累,學(xué)生做得累,效果并不佳,既不適應(yīng)從知識立意向能力立意轉(zhuǎn)型的高考改革,也無法培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì).為此,我們一直在探索良好的習(xí)題教學(xué)模式,初次嘗試題組教學(xué)是源于巴彥淖爾市教研室數(shù)學(xué)特級教師陳河清老師的“題組教學(xué)”、“異步教學(xué)”、“四步教學(xué)”.

2 何謂題組教學(xué)法

所謂題組教學(xué)法,就是針對某一知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)目標(biāo),設(shè)計(jì)出幾組訓(xùn)練題,將有關(guān)物理的基礎(chǔ)知識、基本技能、基本方法與物理思想溶于其中.引導(dǎo)學(xué)生對題目進(jìn)行分析、討論、研究和解答,教師則借題發(fā)揮、畫龍點(diǎn)睛,使學(xué)生在積極主動探索研究中,在解答題目的過程中鞏固所學(xué)的知識,發(fā)現(xiàn)規(guī)律性的東西,同時在題設(shè)條件的變化與拓展中,層層遞進(jìn)拓展思維,培養(yǎng)分析綜合能力.下面談?wù)劚救嗽诟呷龔?fù)習(xí)中實(shí)施題組教學(xué)的一些做法和體會.

3 題組教學(xué)法的實(shí)施

3.1 題組的設(shè)置原則

題組不是幾個題目的簡單堆砌,而是有機(jī)的整合,題組的設(shè)置要遵循以下幾個原則:

(1)題目的選擇要切合學(xué)生實(shí)際,既要給學(xué)生成就感,又要給學(xué)生挑戰(zhàn)性.

(2)題目的編排要有梯度.即每一組題目中,都有容易題、中等題和難題,以滿足不同學(xué)生的不同需求.

(3)物理環(huán)境呈現(xiàn)的方式不同,而物理過程的本質(zhì)可相同.

(4)具體的物理過程不同,而處理問題的方法與手段可相同.

3.2 題組教學(xué)法的教學(xué)程序——“四步教學(xué)”

為了實(shí)施題組教學(xué),就必須創(chuàng)設(shè)適應(yīng)題組教學(xué)的課堂教學(xué)程序.題組教學(xué)法的課堂教學(xué)程序是:在“課題引入”以后,就進(jìn)入“出示題組、探究展示、辨析正誤、點(diǎn)評小結(jié)”這4個步驟,并且對應(yīng)每一組題使用一次4步程序.而在課時的安排上則要根據(jù)教學(xué)需要來定,可以是一節(jié)課解決一個題組或多個題組,也可以是幾節(jié)課解決一個題組.

3.3 題組教學(xué)法的操作案例

案例.“小球在圓形軌道內(nèi)的運(yùn)動問題”題組教學(xué)案例

基本模型如圖1所示.

圖1

出示題組1

題1.光滑圓軌道半徑為R,處在豎直平面內(nèi),如果要使小球不脫離軌道,則小球初速度應(yīng)滿足什么條件?

出示題1后,給學(xué)生3～5分鐘的時間思考和解答.

探究展示

搜集學(xué)生各種解答進(jìn)行展示,既要有正確的,又要有不正確的,既要有規(guī)范的,又要有不規(guī)范的.

辨析正誤

師生共同探討辨析各種解答.歸納起來主要錯誤有以下2種:

(1)認(rèn)為小球恰能到軌道的最高點(diǎn)時速度為零;

點(diǎn)評小結(jié)

做題后由學(xué)生自己來談體會,作出點(diǎn)評.結(jié)果發(fā)現(xiàn)他們感受頗多,點(diǎn)評得非常好,最后由教師歸納總結(jié)如下:

(1)審題要仔細(xì),考慮問題要全面,要深刻理解物理語言的含義;

(2)一個運(yùn)動的發(fā)生并不只是遵守能量守恒就可以了,還得符合力與運(yùn)動的關(guān)系;

(3)圓形軌道內(nèi)的曲線運(yùn)動一般可以綜合運(yùn)用向心力知識與功能觀點(diǎn)來解決;

(4)是否脫離軌道的本質(zhì),在于軌道彈力是否為零.

題2.如果在豎直平面內(nèi)加一豎直向下的勻強(qiáng)電場E,并且給小球帶上正電荷q,要使小球能在軌道內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動,則小球初速度應(yīng)滿足什么條件?

題3.如果在豎直平面內(nèi)加一豎直向上的勻強(qiáng)電場E,并且給小球帶上正電荷q,要使小球能在軌道內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動,則小球初速度應(yīng)滿足什么條件?

這3個題是在題1的基礎(chǔ)上引進(jìn)了復(fù)合場的概念,變換了小球運(yùn)動的環(huán)境,但是物理過程的本質(zhì)仍是相同的,旨在強(qiáng)化圓周運(yùn)動需要向心力的特點(diǎn)和符合能量守恒的規(guī)律,培養(yǎng)思維的廣闊性、深刻性,并且在難度上有一定的梯度.題2較為容易,題3需要討論,題4需要尋找等效最高點(diǎn),教師可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況給出適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo).在課堂上,全體學(xué)生快者快做,慢者慢做,“八仙過海,各顯其能”,人人都有事干;在課堂上,學(xué)生沒有干與教學(xué)無關(guān)的事情的,一節(jié)課下來,人人都能進(jìn)步.這是其他教學(xué)很難實(shí)現(xiàn)的一個良好局面.

圖2

題5.如圖2所示,組裝成S形的軌道平放在水平面上,Oa部分由薄壁細(xì)圓管彎成,半徑為R,ab部分半圓形軌道的半徑為r=1.6m,兩部分在a處圓滑連接.在水平面內(nèi)有一足夠大的勻強(qiáng)電場E,場強(qiáng)大小E=2.0×105V/m,方向水平向左.一個質(zhì)量m=0.01 kg、帶正電荷q=5×10-7C的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),以10m/s的速度從管口O點(diǎn)進(jìn)入軌道,發(fā)現(xiàn)帶電小球恰好能從b處飛出,試求Oa部分的半徑R.(不計(jì)一切摩擦,小球運(yùn)動過程中電荷量不變,取g=10 m/s2.)

由于受思維定勢的影響,許多學(xué)生仍將情景定位在豎直平面而無法解答,反映出來的主要錯誤有以下3種情況:

(1)審題不清:軌道是水平放置還是豎直放置未看清,導(dǎo)致不能正確處理重力問題;

(2)認(rèn)為小球到b處時速度恰好為零;

(3)認(rèn)為小球到b處時速度恰好為gr.

題5雖然在具體過程上跟前幾題不同,但是處理問題的方法與手段是相同的.為了使學(xué)生能夠應(yīng)對各種題境,提高審題、辨析能力和物理建模能力,最后筆者再安排了一個開放性設(shè)置情景的環(huán)節(jié),由學(xué)生來暢想各種可能的情景,他們還真提出了不少的想法,例如:(1)可以再加磁場;(2)將軌道由光滑換成粗糙;(3)將軌道換成彎管;(4)將軌道換成輕繩;(5)將軌道換成輕桿;(6)將裝置放到月球表面等等一些有創(chuàng)意的想法,這有利于培養(yǎng)學(xué)生物理思維的廣闊性、靈活性、批判性和獨(dú)創(chuàng)性.

布置課后作業(yè)

題6.(2009年全國統(tǒng)一考試安徽卷第24題,20分)過山車是游樂場中常見的設(shè)施.圖3是一種過山車的簡易模型,它由水平軌道盒和在豎直平面內(nèi)的3個圓形軌道組成,B、C、D分別是3個圓形軌道的最低點(diǎn),B、C間距與C、D間距相等,半徑R1=2.0 m、R2=1.4 m.一個質(zhì)量為m= 1.0 kg的小球(視為質(zhì)點(diǎn)),從軌道的左側(cè)A點(diǎn)以v0=12 m/s的初速度沿軌道向右運(yùn)動,A、B間距L1=6.0 m.小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,圓形軌道是光滑的.假設(shè)水平軌道足夠長,圓形軌道間不相互重疊.重力加速度g=10m/s2,計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字.試求:

(1)小球在經(jīng)過第1個圓形軌道的最高點(diǎn)時,軌道對小球作用力的大小;

(2)如果小球恰能通過第2個圓形軌道,B、C間距L應(yīng)是多少;

(3)在滿足(2)的條件下,如果要使小球不脫離軌道,在第3個圓形軌道的設(shè)計(jì)中,半徑R3應(yīng)滿足的條件;小球最終停留點(diǎn)與起點(diǎn)A的距離.

圖3

課后作業(yè)的設(shè)置仍要有梯度,以滿足不同學(xué)生的不同需求,使每個學(xué)生都有所收獲,都能獲得學(xué)習(xí)成就感,而且要對學(xué)生的作業(yè)給出及時的、鼓勵性的指導(dǎo)和評價.

由于這塊內(nèi)容是高中物理的重點(diǎn)和難點(diǎn),所以這套題組教學(xué)在課時的安排上一般是2～3個課時,而類似的原創(chuàng)題我們可以去搜索歷年各省市的高考卷,如2009年高考浙江卷第24題(遙控賽車比賽問題)結(jié)合了圓周運(yùn)動與平拋運(yùn)動;2008年高考山東卷第24題(“2008”字樣的玩具軌道內(nèi)小球的運(yùn)動).通過不斷變換物理環(huán)境和物理過程,讓學(xué)生感受到:物理環(huán)境呈現(xiàn)的方式雖不同,而物理過程的本質(zhì)是相同的;具體物理過程雖不同,而問題處理的方法與手段是相同的.實(shí)踐證明,通過這一套題組的教學(xué)后,學(xué)生對解決豎直平面內(nèi)的圓運(yùn)動這一類問題的能力就會大有提高.

4 題組教學(xué)法的教學(xué)功效

高中物理總復(fù)習(xí)中的題組教學(xué)法的成功嘗試,證明了它是一種值得借鑒的效果較好的復(fù)習(xí)方法.它改進(jìn)了教材的組織形式和呈現(xiàn)形式,用有針對性、有層次的“問題”為核心,激發(fā)學(xué)生求知的迫切心理,使復(fù)習(xí)在生動、活潑中進(jìn)行,改變了傳統(tǒng)的教師羅列梳理知識、學(xué)生教條地記憶,教師例題示范、學(xué)生套用模式的教學(xué)方法.

(1)實(shí)現(xiàn)了班級授課制下的“分層教學(xué)”,從而減小了學(xué)習(xí)成績的“兩級分化”

由于我們編擬的每一組題,都是圍繞教學(xué)目標(biāo),由易到難、由舊知到新知逐步過渡,還有為”學(xué)有余力”的學(xué)生專門設(shè)置的難題,以解決他們”吃不飽”的問題,可以滿足不同學(xué)生的不同需求,所以能使每個學(xué)生都有所學(xué)有所獲,從而實(shí)現(xiàn)了班級授課制下的“分層教學(xué)”,減小了學(xué)習(xí)成績的“兩極分化”.

(2)切實(shí)體現(xiàn)了“教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體”的教學(xué)原則,極大地提高了課堂教學(xué)效益,提高了學(xué)生的解題能力,培養(yǎng)了學(xué)生的物理思維品質(zhì).

在實(shí)施過程中教師和學(xué)生都各司其職:教師要命題,要指導(dǎo)學(xué)生解題,要組織學(xué)生展示解題的結(jié)果和進(jìn)行討論、辨析,還要對物理知識和物理思想方法進(jìn)行總結(jié).這樣,課堂的進(jìn)程完全掌控在教師的手中,真正地體現(xiàn)了教師是學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者和合作者;而學(xué)生要親自參與解題、展示,參與辨析正誤.他們中的每一個人都有充分的發(fā)言機(jī)會,以表達(dá)各種不同的想法和意見.特別是在解決問題的過程中,無論教師提示、指導(dǎo)到什么程度,但最后問題的解決,還是要由學(xué)生親自去完成,教師絕不包辦代替.這樣,學(xué)生真正地成了學(xué)習(xí)的主人,真正地有了自己的物理思維能力.

5 題組教學(xué)法的實(shí)施心得

實(shí)施題組教學(xué)一年多以來,感覺到比較辛苦又費(fèi)時的事就是編擬題組.這項(xiàng)前期準(zhǔn)備工作既需要每個教師善于搜尋和積累題組素材,又需要同學(xué)科組教師的分工合作.我們的做法是:在開始一個單元的復(fù)習(xí)之前,先由同學(xué)科組教師共同商定本單元要開展哪幾個題組的教學(xué),然后再分工到各個教師去準(zhǔn)備,每個教師對分到的內(nèi)容都要精心選題、精心組題.雖然辛苦了點(diǎn),但是學(xué)生的積極性很高;剛開始實(shí)施時雖然比較吃力,但是熟練以后會得心應(yīng)手,總體感覺是題組教學(xué)既愉快又高效,值得我們進(jìn)一步為之努力和改進(jìn).

2010-06-08)