反芻俗稱倒嚼,是指哺乳綱偶蹄目的部份草食性動物進(jìn)食時(shí),一段時(shí)間以后將半消化的食物返回嘴里再次咀嚼。動物在反芻的同時(shí)既能把有害的食物吐出來又能充分?jǐn)嚢柘?/p>
在高中物理教學(xué)中由于學(xué)生已有的知識能力的不足,使得教學(xué)目標(biāo)很多時(shí)候不能一步到位,這種情況下如果教師一味拔苗助長、急于求成,這樣做的結(jié)果就會增加教學(xué)難度、加重學(xué)生負(fù)擔(dān),使得學(xué)生覺得物理越發(fā)難學(xué),對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和實(shí)現(xiàn)高效課堂非常不利。反之這時(shí)如果適時(shí)把部分知識點(diǎn)難度降低、點(diǎn)到為止,在學(xué)生的相關(guān)知識和能力到位時(shí)再進(jìn)行反芻式教學(xué),使知識、能力逐級遞進(jìn)、螺旋上升,制定階段性目標(biāo),定能大大降低學(xué)習(xí)的難度,提高教學(xué)效率,真正實(shí)現(xiàn)高效課堂。
接下來筆者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐談?wù)勗诟咧形锢碇兴M(jìn)行的反芻式教學(xué)。
一、反芻能夠順應(yīng)學(xué)生思維加強(qiáng)對知識點(diǎn)理解
加速度教學(xué)中,結(jié)合加速度的定義和矢量的運(yùn)算,學(xué)生能夠算出加速度,但是不能理解為什么加速度有方向是矢量?方向的物理意義是什么?更不能理解為什么加速度方向與速度方向相同為加速運(yùn)動,相反為減速運(yùn)動?部分學(xué)生甚至?xí)J(rèn)為是教師人為的規(guī)定。這顯然與問題的實(shí)質(zhì)相去甚遠(yuǎn)。問題的解決安排在學(xué)了牛頓第二定律后,這時(shí)再把剛才的問題呈現(xiàn)在學(xué)生面前,這時(shí)學(xué)生建立了加速度的方向和力的方向間的關(guān)系自然能夠去理解加速度為什么是矢量及其方向的意義,加速度與速度方向相同即力與速度方向相同,該力對運(yùn)動起促進(jìn)作用所以加速,反之則減速。也很自然能理解了這不是人為規(guī)定。
在摩擦力的新授課教學(xué)中,根據(jù)靜摩擦力與相對運(yùn)動趨勢方向相反判斷靜摩擦力方向和理解摩擦力可以是物體運(yùn)動的動力對學(xué)生有一定的難度,這時(shí)只需列舉簡單的例子讓學(xué)生應(yīng)用,練習(xí)安排不能難度很大,否則費(fèi)時(shí)費(fèi)力。等學(xué)生學(xué)了牛頓第二定律后:
安排類似例題:如圖在F作用下,A和B一起加速前進(jìn)。在運(yùn)用整體法和隔離法運(yùn)用牛頓第二定律講解可以得到A受到向右的靜摩擦力作用。這時(shí)可以適時(shí)安排反芻前面知識:如果A不受靜摩擦力,A將向左相對落后于B(即相對運(yùn)動趨勢方向),A所受的靜摩擦力方向與相對運(yùn)動趨勢方向相反,同時(shí)該摩擦力也是A加速的動力。
二、反芻能夠?qū)χR進(jìn)行深入探究、補(bǔ)充和完善
關(guān)于重力加速度的教學(xué)中,有些教師通常會告訴學(xué)生重力加速度與高度和緯度的關(guān)系,要求學(xué)生進(jìn)行機(jī)械性的記憶。筆者認(rèn)為這樣安排不如干脆不提,在學(xué)習(xí)了萬有引力后,講解重力與萬有引力的關(guān)系時(shí)再引導(dǎo)學(xué)生自行總結(jié)重力加速度與高度和緯度的關(guān)系。
電動勢的教學(xué)中電動勢的定義為把每庫侖的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極非靜電力所做的功,但是對于非靜電力是怎樣做功?能量又是如何轉(zhuǎn)化的?學(xué)生是一頭霧水。這個(gè)問題在學(xué)生學(xué)習(xí)了磁場和電磁感應(yīng)后教師可以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行反芻學(xué)習(xí)深入研究。
例如可以利用以下模型理解該問題。如圖所示,在空間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在磁場中有一長為L、內(nèi)壁光滑且絕緣的細(xì)筒MN水平放置,筒的底部有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球,現(xiàn)使細(xì)筒MN沿垂直磁場的方向水平向右以速度v1勻速運(yùn)動,設(shè)小球帶電荷量不變.試分析小球的運(yùn)動及能量的轉(zhuǎn)化情況。
由于小球水平方向勻速運(yùn)動,小球受到與v1垂直的洛倫茲力恒力F1作用,當(dāng)小球從N運(yùn)動至M,力F1做功為Bqv1L,移送單位電荷做功為Bv1L,該結(jié)果與電磁感應(yīng)部分的動生電動勢建立關(guān)系。所以該電源的非靜電力由F1充當(dāng)。從能量的角度來看,由于沿NM方向速度v2的存在,所以產(chǎn)生洛倫茲力F2的作用,又由于v1勻速,所以管給球彈力FN的作用,對于球,應(yīng)該是洛倫茲力分力F1做正功和另一分力F2做負(fù)功,又因?yàn)槁鍌惼澚Σ蛔龉λ詢晒Υ鷶?shù)和為零,又由于水平方向勻速運(yùn)動FN和F2做功代數(shù)和為零,所以FN做功等于F1做功,再分析絕緣管,要維持v1的不變,管必須受到外力F的作用,且F=FN,F(xiàn)所做功也對于力F1做功為Bqv1L,所以綜上是外力F做功消耗外界能量轉(zhuǎn)化為電勢能。
三、反芻能夠?qū)χR進(jìn)行再創(chuàng)造,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維
磁場部分的應(yīng)用中有磁流體發(fā)電機(jī)和電磁流量計(jì),如圖所示是磁流體發(fā)電機(jī)模型:勻強(qiáng)磁場磁感強(qiáng)度為B,平行金屬板a、b相距為d,將一束等離子體以速度v垂直噴射入磁場,便會在a、b兩金屬板間產(chǎn)生電壓,外電路負(fù)載R中就能獲得電流.求穩(wěn)定時(shí),發(fā)電機(jī)的電動勢。
在磁場部分是這樣進(jìn)行分析的:
正負(fù)電荷進(jìn)入磁場后受洛倫茲力作用分別向b、a板偏轉(zhuǎn),使得b板和a板聚集了正負(fù)電荷,在板間形成電場,從而使得電荷又受與洛倫茲力反向的電場力作用,當(dāng)電場力與洛倫茲力平衡時(shí)兩板即形成穩(wěn)定的電勢差:
在學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)以后可以對該部分內(nèi)容進(jìn)行反芻發(fā)展,首先引導(dǎo)學(xué)生思考表達(dá)式中Bdv的組合,學(xué)生自然會想到與動生電動勢BLv形式,這時(shí)教師可以引導(dǎo)學(xué)生建立兩者之間的關(guān)系,電磁流量計(jì)和磁流體發(fā)電機(jī)可以分別看作液體和氣體導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的動生電動勢,另一方面也可以從微觀上理解導(dǎo)體棒上動生電動勢的產(chǎn)生。
綜上列舉了部分高中物理教學(xué)中的部分反芻式教學(xué)案例,在反芻教學(xué)的過程中,能夠?qū)ψ约旱乃季S過程、思維結(jié)果進(jìn)行再認(rèn)識、檢驗(yàn)、升華過程,反芻具有探究性、自主性、發(fā)展性和創(chuàng)造性,在反芻的過程中,引導(dǎo)學(xué)生自主建立新舊知識的聯(lián)系、探究其中的規(guī)律、對舊知識和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)造性重組和發(fā)展,鍛煉了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力、理性思維能力和創(chuàng)造力。
(作者單位:江蘇省木瀆高級中學(xué))