張惠鈺

（蘇州市第十中學(xué)，江蘇 蘇州 215006）

理解和掌握物理概念是學(xué)好物理的基礎(chǔ)與關(guān)鍵所在，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者李政道教授認(rèn)為，學(xué)習(xí)物理的首要問(wèn)題是要弄清物理學(xué)中的基本概念.物理概念的學(xué)習(xí)和掌握程度直接影響到學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)知、建構(gòu)與拓展.

高中物理教學(xué)應(yīng)當(dāng)致力于讓學(xué)生學(xué)會(huì)思維.建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)的獲取是學(xué)習(xí)者在與環(huán)境交互作用的過(guò)程中逐漸建構(gòu)的結(jié)果，它強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主動(dòng)建構(gòu)性、社會(huì)互動(dòng)性和情境性.在物理概念復(fù)習(xí)的教學(xué)過(guò)程中，教師同樣需要營(yíng)造原汁原味的物理學(xué)習(xí)情境，如體驗(yàn)型情境、研究型情境和拓展型情境等，充分考慮學(xué)生的先前知識(shí)，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，通過(guò)問(wèn)題鏈開(kāi)展小組合作學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生從原來(lái)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)中生長(zhǎng)出新的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，建構(gòu)新的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)；通過(guò)變式訓(xùn)練，疏通思維障礙，幫助學(xué)生建構(gòu)并理解物理概念的內(nèi)涵和外延；完整地經(jīng)歷問(wèn)題研究與解決過(guò)程，通過(guò)演繹、分析、歸納等能力的綜合應(yīng)用，提高學(xué)生的科學(xué)與人文素養(yǎng).

以下結(jié)合摩擦力概念復(fù)習(xí)的教學(xué)案例，談基于問(wèn)題的物理概念復(fù)習(xí)教學(xué)策略.

1 摩擦力概念鞏固復(fù)習(xí)的教學(xué)目標(biāo)

通過(guò)對(duì)摩擦力概念的鞏固復(fù)習(xí)，深刻理解摩擦力的3要素.以生活中實(shí)際的情景作為鞏固復(fù)習(xí)的切入點(diǎn)，通過(guò)問(wèn)題鏈演繹和變式拓展等引導(dǎo)學(xué)生建立物理模型進(jìn)行分析解決問(wèn)題，強(qiáng)化對(duì)摩擦力的理解；在解決問(wèn)題的同時(shí)梳理歸納摩擦力的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，還可以進(jìn)一步引發(fā)新的發(fā)現(xiàn)與研究.

2 摩擦力概念鞏固復(fù)習(xí)的教學(xué)策略

2.1 復(fù)習(xí)切入立足于學(xué)生的認(rèn)知起點(diǎn)

具體策略為創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)型情境，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)討論確認(rèn)學(xué)習(xí)的切入點(diǎn).

對(duì)于已學(xué)習(xí)過(guò)摩擦力基本知識(shí)的學(xué)生來(lái)講，平鋪直敘地復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，然后開(kāi)始解題，這種方式相對(duì)枯燥.于是在開(kāi)始摩擦力鞏固復(fù)習(xí)時(shí)，教師首先設(shè)計(jì)有關(guān)“沙子”的體驗(yàn)型情境，以展開(kāi)對(duì)摩擦力知識(shí)點(diǎn)的鞏固學(xué)習(xí).

教學(xué)片斷1.

師：今天我們一起再來(lái)認(rèn)識(shí)摩擦力.研究問(wèn)題一般從觀察開(kāi)始，各種規(guī)律都蘊(yùn)藏在我們身邊的自然界.對(duì)一些現(xiàn)象，不同的人的觀察角度是不同的，請(qǐng)大家談?wù)効吹竭@些沙漠風(fēng)景（如圖1所示）的體會(huì).

圖1

學(xué)生有的說(shuō)感覺(jué)很震撼，有的說(shuō)是風(fēng)力使然，有的說(shuō)沙漠風(fēng)景真美，也有學(xué)生說(shuō)感覺(jué)這些沙堆的傾斜程度好像是一樣的等等.

師：不同的人的感悟是不同的，面對(duì)沙的世界，攝影家用不同視角的照片來(lái)表現(xiàn)它，畫(huà)家用畫(huà)筆來(lái)描繪它，文學(xué)家用優(yōu)美的文字來(lái)描述它，這些描述不僅是對(duì)現(xiàn)象的藝術(shù)加工，更有描述者很多的情感和觀點(diǎn)附加在里面.如英國(guó)詩(shī)人威廉·布萊克的《天真的預(yù)言》的詩(shī)云：“一沙一世界，一花一天堂，雙手握無(wú)限，剎那是永恒……”這其實(shí)表達(dá)了“見(jiàn)微知著”、“芥子納須彌”的意思.

現(xiàn)在我們就從物理學(xué)科的角度來(lái)研究沙堆中的秘密.剛才有同學(xué)已經(jīng)觀察到這些沙堆的傾斜程度好像是一樣的，那么是否是因?yàn)樯衬械娘L(fēng)力使然呢？我們可以從堆沙實(shí)驗(yàn)開(kāi)始研究.

堆沙過(guò)程可以每個(gè)學(xué)習(xí)小組進(jìn)行，也可以用視頻方式進(jìn)行，以利于學(xué)生的觀察.之后請(qǐng)每組學(xué)生用語(yǔ)言描述觀察到的現(xiàn)象.

學(xué)生的描述比較凌亂，不能完整地表達(dá)清楚.

師（引導(dǎo)）：如果要清晰地描述這一過(guò)程，我們可以記錄下這一過(guò)程的一些瞬間（如圖2所示），然后建立模型，用圖解的方法（如圖3所示）來(lái)表達(dá)我們的想法.

圖2

圖3

通過(guò)圖解過(guò)程，教師引導(dǎo)學(xué)生完整地表述堆沙的過(guò)程，并提出問(wèn)題：（1）沙子之所以能堆起來(lái)，靠的是什么？（2）小沙堆變?yōu)榇笊扯训倪^(guò)程有什么特點(diǎn)？請(qǐng)解釋這一現(xiàn)象.

第（1）個(gè)問(wèn)題學(xué)生很容易回答是因?yàn)槟Σ亮?第（2）個(gè)問(wèn)題因?yàn)橛辛诵蜗蟮匿亯|，學(xué)生發(fā)現(xiàn)一開(kāi)始堆沙時(shí)，表面與水平面的傾角不斷變大，堆到一定程度后，沙堆表面的傾角不再發(fā)生變化，始終保持一定的角度.

師：如何解釋這一現(xiàn)象？

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)一粒沙演繹出對(duì)摩擦力的再思考的一系列問(wèn)題，處理問(wèn)題的過(guò)程蘊(yùn)藏對(duì)實(shí)際情景的模型化處理方法，一方面可以提高學(xué)生對(duì)生活情景的觀察能力，另一方面又能提高學(xué)生分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

2.2 復(fù)習(xí)鞏固立足于對(duì)問(wèn)題研究的展開(kāi)

具體策略為創(chuàng)設(shè)研究型情境，引發(fā)問(wèn)題，通過(guò)變式訓(xùn)練提高學(xué)生對(duì)概念的鞏固與理解.

當(dāng)學(xué)生在面臨實(shí)際問(wèn)題時(shí)，需要將實(shí)際情景建立物理模型，教師需要設(shè)計(jì)系列的研究實(shí)驗(yàn)，通過(guò)猜想、預(yù)測(cè)、建立模型、分析研究、小組合作等系列行動(dòng)解決問(wèn)題，提高學(xué)生處理實(shí)際問(wèn)題的能力.同時(shí)教師設(shè)計(jì)變式訓(xùn)練以討論的方式組織學(xué)生由淺入深地進(jìn)行知識(shí)、思維方法等方面的拓展訓(xùn)練，力求以點(diǎn)帶面，在變式訓(xùn)練中提高學(xué)生對(duì)摩擦力概念的理解和應(yīng)用能力.

教學(xué)片斷2.取沙堆表面的一粒沙為研究對(duì)象，它處于一個(gè)傾角可以調(diào)節(jié)的斜面上.結(jié)合堆沙的過(guò)程可以提出以下的問(wèn)題，由學(xué)生展開(kāi)討論.

問(wèn)題1.如圖4所示，水平放置的粗糙的長(zhǎng)木板上放置一個(gè)物體m，當(dāng)用力緩慢抬起長(zhǎng)木板一端時(shí)，物體受到的摩擦力將怎樣變化？

學(xué)生甲認(rèn)為：當(dāng)木板緩慢抬起時(shí)，θ增加，據(jù)f＝mgsinθ可知，f增大.

學(xué)生乙認(rèn)為：當(dāng)木板緩慢抬起時(shí)，θ增加，據(jù)f＝μN(yùn)＝μmgcosθ知，f減小.

請(qǐng)你做出判斷，這兩位學(xué)生說(shuō)的對(duì)嗎？你的觀點(diǎn)是什么？

設(shè)計(jì)意圖：?jiǎn)栴}1的設(shè)計(jì)意圖是將沙堆表面的一粒沙的動(dòng)力學(xué)情況具體化為可供學(xué)習(xí)小組討論的問(wèn)題，通過(guò)組織學(xué)生先獨(dú)立思考，后小組討論，再進(jìn)行小組間觀點(diǎn)交流的方式促進(jìn)每位學(xué)生的思維發(fā)展.同時(shí)，也可以用身邊的器材如直尺與橡皮來(lái)模擬這一動(dòng)態(tài)的過(guò)程以加強(qiáng)對(duì)這一過(guò)程的理解.

學(xué)生在分享觀點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生很多有意義的爭(zhēng)論與補(bǔ)充，這些對(duì)促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展很有價(jià)值.

在問(wèn)題1之后，為提高學(xué)生對(duì)滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力大小的不同計(jì)算方法，還可以對(duì)問(wèn)題1進(jìn)行變式拓展，請(qǐng)學(xué)生思考，并通過(guò)小組討論及交流的方式分享觀點(diǎn)，以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念和規(guī)律的理解.

圖4

（1）如斜面傾角增大至θ＝90°，則此時(shí)下落的物體是否受到滑動(dòng)摩擦力的作用？

（2）設(shè)墻足夠高且粗糙，如對(duì)靠墻的物體施加一水平向左、從0開(kāi)始逐漸變大的壓力F.判斷摩擦力的大小如何變化（如圖5所示）.

通過(guò)以上動(dòng)態(tài)分析的過(guò)程可以提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，提高對(duì)兩種摩擦力的處理分析能力.

圖5

2.3 復(fù)習(xí)拓展立足于實(shí)際的生活情景

具體策略為創(chuàng)設(shè)拓展型情境，融實(shí)際情景于問(wèn)題，提高應(yīng)用概念處理實(shí)際問(wèn)題的能力.

學(xué)習(xí)概念的目的是為了回歸生活、處理具體的問(wèn)題，因此，問(wèn)題1處理完之后，可以回歸到生活中堆沙的問(wèn)題，以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)這一模型的理解.

教學(xué)片斷3.

問(wèn)題2.建筑工地上的黃沙堆成圓錐形，而且不管如何堆其角度是不變的.若測(cè)出其圓錐底的周長(zhǎng)為l，高為h，如圖6所示.

（1）試求黃沙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

（2）若將該黃沙靠墻堆放，占用的場(chǎng)地面積至少為多少？

這一問(wèn)題也可以用建筑工地的堆沙處理方式來(lái)引入，在工地上要放一堆沙，請(qǐng)問(wèn)如何放可以節(jié)約占地面積？然后開(kāi)展小組討論與分享觀點(diǎn).

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)沙子引發(fā)一系列的問(wèn)題，也反映了看似小小的一粒沙，其中也潛伏了摩擦力的大奧秘.說(shuō)明生活中處處存在著科學(xué)知識(shí).

在此基礎(chǔ)上，教師組織學(xué)生梳理所涉及的摩擦力的知識(shí)點(diǎn)，可以以問(wèn)題的形式展開(kāi)，也可以做思維導(dǎo)圖（如圖7所示）以拓展學(xué)生對(duì)摩擦力概念的理解.

圖6

圖7

2.4 課堂延伸立足于開(kāi)放與拓展研究

具體策略為創(chuàng)設(shè)開(kāi)放型情境，聯(lián)系時(shí)事科技熱點(diǎn)，增進(jìn)學(xué)生的情感體驗(yàn)，促進(jìn)概念學(xué)習(xí)的可持續(xù)發(fā)展.

教學(xué)的目的是為了解決一個(gè)問(wèn)題，引發(fā)另一個(gè)新的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生不斷探索的興趣，課堂教學(xué)的結(jié)尾可以是一個(gè)開(kāi)放性的結(jié)尾.

教學(xué)片斷4.請(qǐng)學(xué)生對(duì)最初的堆沙問(wèn)題再思考，繼續(xù)設(shè)問(wèn)：建筑工地上的黃沙堆成圓錐形，而且不管如何堆其角度是不變的.說(shuō)明表面的沙子處于平衡狀態(tài)，且摩擦力為最大靜摩擦力.如在此基礎(chǔ)上，對(duì)這一模型加一向下的壓力，可知它仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，好像鎖住一樣，這是為什么呢？

此時(shí)教師提出自鎖現(xiàn)象之后，可以請(qǐng)感興趣的學(xué)生在課后對(duì)生活中的自鎖現(xiàn)象開(kāi)展研究性學(xué)習(xí).

圖8

教師也可以進(jìn)行一些自鎖研究的啟發(fā)與引導(dǎo)，如建立了斜面上的自鎖模型（如圖8所示）后，可以拓展到螺絲帽的原理；如引導(dǎo)學(xué)生研究水平面上或豎直面上的自鎖和摩擦角的特點(diǎn)等，并舉一些例子如爬電線桿用的輔助裝備，自鎖式壓榨機(jī)的原理等，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中的一些現(xiàn)象，并想辦法解釋和研究自鎖現(xiàn)象.

課的結(jié)尾也可以是一個(gè)充滿(mǎn)詩(shī)意的結(jié)尾，以加深學(xué)生對(duì)摩擦力這一概念的理解與應(yīng)用.

教學(xué)片斷5.通過(guò)本節(jié)課，我們?cè)俅位仡櫤蛷?fù)習(xí)了摩擦力的相關(guān)知識(shí).摩擦力是受力分析中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，對(duì)摩擦力從認(rèn)識(shí)、理解到熟練應(yīng)用，是一個(gè)長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)過(guò)程，可以用詩(shī)來(lái)表達(dá)我們對(duì)摩擦力的學(xué)習(xí)感悟.以下是題為“致摩擦力”的小詩(shī)，獲得了廣大學(xué)生對(duì)摩擦力學(xué)習(xí)體會(huì)的共鳴.

曾長(zhǎng)久地視你為阻力／不管動(dòng)靜／總是阻攔我前進(jìn)的腳步／消耗了我多少能量／面對(duì)誤解／你沉默不語(yǔ)／順從于自然的規(guī)律／知道你／理解卻不容易／素不知你只是客觀的存在／原來(lái)你只是與我相對(duì)／他人眼中／或許／你還助我前行／從此感悟／你的用心良苦／身負(fù)的壓力／不一定與你有關(guān)／只是阻礙你我相對(duì)的運(yùn)動(dòng)／觀動(dòng)靜／辨方向／求大?。髁藙?dòng)靜做功的特點(diǎn)／熱情／釋放于你我之間

3 結(jié)語(yǔ)

課堂是觸及理智和心靈的地方，在開(kāi)展物理概念鞏固復(fù)習(xí)過(guò)程中，正如一粒沙中蘊(yùn)藏著豐富的世界一樣，教師首先體會(huì)生活與自然中的感性美與理性美，然后引導(dǎo)學(xué)生用自己的眼睛和心靈發(fā)現(xiàn)生活、自然中的美，感受到世界的奇妙所在，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)樂(lè)趣，促使學(xué)生主動(dòng)地理解和掌握物理概念，完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展.