蔡淑華

摘 要： “力的分解”中等效思想的滲透、數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用是優(yōu)化學(xué)生思維品質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生解題能力的重要途徑。讓學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)，經(jīng)歷探究過(guò)程，是設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞： 力的分解 等效思想 數(shù)學(xué)方法 解題能力

一、為什么要進(jìn)行“力的分解”教學(xué)？

1.分解法是高中物理解決復(fù)雜問(wèn)題的一種重要的方法。分解的等效替代思想為解決其他類(lèi)似物理問(wèn)題奠定了科學(xué)的思想方法基礎(chǔ)。

2.為位移、速度、加速度等矢量的分解奠定基礎(chǔ)。

3.更深入地了解矢量運(yùn)算普遍守的規(guī)律“平行四邊形定則”。

二、本節(jié)教學(xué)的教學(xué)效果的設(shè)想

效果Ⅰ──學(xué)以致用：明確根據(jù)一個(gè)力的實(shí)際作用效果確定兩個(gè)分力的方向的基本思路。學(xué)會(huì)用平行邊形定則畫(huà)出力的圖示，用數(shù)學(xué)知識(shí)求出分力的大小。用所學(xué)知識(shí)分析觀察到的現(xiàn)象。

效果Ⅱ──培養(yǎng)能力：在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、總結(jié)實(shí)驗(yàn)的能力；在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、探索實(shí)驗(yàn)時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力；在實(shí)際問(wèn)題討論時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的物理建模、數(shù)學(xué)建模及解題能力。

效果Ⅲ──提升境界：在實(shí)際問(wèn)題的討論過(guò)程中注意形成問(wèn)題意識(shí)、條件意識(shí)，通過(guò)對(duì)具體問(wèn)題的感悟，逐步養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

總體效果：逐步培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，形成方案，解決問(wèn)題，交流評(píng)價(jià)等主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

三、達(dá)成教學(xué)效果的設(shè)想

1.引入新課

主要有以下幾種方法：

（1）游戲引入

找一根長(zhǎng)繩，請(qǐng)兩個(gè)男生站在兩邊各持繩的一端，請(qǐng)一位女生在中點(diǎn)沿著繩的方向和某個(gè)男生對(duì)拉，結(jié)果女生都難以拉動(dòng)男生；如果女生改垂直于繩子方向同時(shí)拉兩個(gè)男生，則兩個(gè)男生都可以被拉動(dòng)，即所謂“四兩撥千斤”，這個(gè)女生用同樣大小的力為什么能同時(shí)拉動(dòng)兩個(gè)男生呢？本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們可以了解其中的奧妙。后面再可以把這個(gè)問(wèn)題作為一道例題，既前后呼應(yīng)，又能滿(mǎn)足學(xué)生的求知欲望。

（2）實(shí)驗(yàn)引入

臺(tái)秤上放一毛刷，毛刷上放物體，如果把物塊向上拉，臺(tái)秤的讀數(shù)就會(huì)變小，物塊對(duì)臺(tái)秤的壓力減小，則說(shuō)明物塊受到了向上拉的效果；如果把物塊水平向右拉，毛刷的羽毛就要向右彎，則說(shuō)明物塊受到了向右拉的力。

現(xiàn)在斜向上拉物塊，既看到臺(tái)秤的讀數(shù)變小，又看到毛刷的羽毛向右彎，那么，這就說(shuō)明了這個(gè)斜向上方的拉力產(chǎn)生了兩個(gè)效果。這個(gè)拉力跟這兩個(gè)方向的效果力之間究竟有什么關(guān)系，這就是本節(jié)課需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

（3）復(fù)習(xí)引入

復(fù)習(xí)上節(jié)課學(xué)習(xí)的合力和分力、力的合成的概念，然后就直接過(guò)渡到“求一個(gè)力分力就是力的分解”。

教材上通過(guò)拖拉機(jī)拉耙的情景引入新課學(xué)生由于缺少實(shí)際情景的觀察或體驗(yàn)，因而難以理解這兩個(gè)效果。

2.引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程

物理教學(xué)的一個(gè)重要目的就是培養(yǎng)學(xué)生的理性思維。理性思維是科學(xué)素養(yǎng)、思維能力的最基本表現(xiàn)。用通俗的話說(shuō)就是“說(shuō)話要有根據(jù)、說(shuō)話要合乎邏輯”。而“聽(tīng)到什么結(jié)論就說(shuō)是”，這就是缺少理性思維的表現(xiàn)。為此我們必須讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，體驗(yàn)其中的科學(xué)思想和科學(xué)思維方法，落實(shí)新課程要求的三維教學(xué)目標(biāo)。

例如“如果沒(méi)有任何條件限制，一個(gè)力成兩個(gè)共點(diǎn)力可以有無(wú)數(shù)解”，如果教師直接板書(shū)，或者放一段課件等，則學(xué)生也能接受，但是學(xué)生失去了歸納、發(fā)現(xiàn)這些結(jié)論的過(guò)程，學(xué)生的思維就不能從中得到鍛煉，對(duì)這些知識(shí)的理解就必然是膚淺的，并且容易養(yǎng)成“什么都是依賴(lài)?yán)蠋熤v，自己不去思考為什么、不去想結(jié)論是從哪里來(lái)的”的惰性。反之，假如讓每一個(gè)學(xué)生都能夠經(jīng)歷畫(huà)多個(gè)平行四邊形共用一條對(duì)角線的作圖過(guò)程，相信同學(xué)們對(duì)力的分解的不確定性就會(huì)有更直觀的感受和深刻的理解。

3.教學(xué)難點(diǎn)的突破

本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)主要是三個(gè)細(xì)節(jié)內(nèi)容，即合力作用效果的分析、分解力的平行四邊形的作圖、應(yīng)用三角函數(shù)的知識(shí)進(jìn)行定量分析。

實(shí)驗(yàn)探究是解決“合力作用效果的分析”這個(gè)難點(diǎn)的有效手段。實(shí)驗(yàn)探究也要注意循序漸進(jìn)，要重視方法指導(dǎo)，不能簡(jiǎn)單地推給學(xué)生完成，缺少指導(dǎo)的學(xué)生探究就會(huì)變成盲目的動(dòng)手操作。

教師可以先利用圖1所示的支架進(jìn)行演示，讓學(xué)生觀察拉力F的作用效果是使橡皮膜發(fā)生了如圖1所示形變，說(shuō)明了拉力F可以同時(shí)產(chǎn)生拉上桿和壓下桿的效果。我們?nèi)绻啡，分別使用拉力（F■）和壓力（F■）兩個(gè)力則同樣可以產(chǎn)生這樣的效果。由此可見(jiàn)，我們可以用F■和F■等效替代F，即F■和F■是F的兩個(gè)分力，沿著水平桿方向拉及沿著傾斜桿壓就是兩個(gè)分力的方向。然后在黑板上板畫(huà)出合力及兩個(gè)分力的方向，接著要求學(xué)生在自己的筆記本上作出分解力的平行四邊形，教師對(duì)學(xué)生作圖的情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。最后提供角度及合力F等條件，要求學(xué)生用三角函數(shù)的知識(shí)具體求出分力的大小和方向。

這個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，沒(méi)有急于讓學(xué)生體驗(yàn)，其的目的在于理順?biāo)悸?，指?dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法，步步深入、環(huán)環(huán)相扣。

接著可以安排學(xué)生的體驗(yàn)活動(dòng)，同桌配合，一人把胳膊擺成類(lèi)似圖1姿勢(shì)，一人下壓胳膊肘?；蛘邊⒄?qǐng)D2的方法，感受一下拉力F的作用效果，嘗試將拉力F進(jìn)行分解。由此體會(huì)如何分析一個(gè)力（合力）產(chǎn)生的效果。

由于時(shí)間關(guān)系，讓每一個(gè)學(xué)生參與體驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)畢竟有限，更多的方法還是通過(guò)演示等形式，通過(guò)師生互動(dòng)、合作學(xué)習(xí)，針對(duì)各種實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行探究，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。為此，可以按照“實(shí)驗(yàn)展示→效果分析→確定分力方向→畫(huà)出平行四邊形→定量計(jì)算”的順序，選用圖3進(jìn)行分析討論。這個(gè)過(guò)程中，要逐步提高學(xué)生的參與度，重點(diǎn)讓學(xué)生自主活動(dòng)，教師發(fā)揮啟發(fā)和引導(dǎo)作用。

4.習(xí)題難度的控制

首先，解決靜力學(xué)問(wèn)題，“共點(diǎn)力的平衡法”比“力的分解法”簡(jiǎn)便?！傲Φ姆纸夥ā苯虒W(xué)的價(jià)值不是在于應(yīng)用，其主要目的是滲透一種思想——等效替代；其次，就是讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，體驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的科學(xué)思維方法。至于，用力的分解法解決靜力學(xué)有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，難度不宜過(guò)大，過(guò)程不宜復(fù)雜。