劉繼

摘 ?要：本文主要思考如何提高物理課堂教學(xué)中學(xué)生的參與程度與效果，提出了一些有效方法，并以“機(jī)械能守恒定律”為例進(jìn)行了實(shí)踐與反思。

關(guān)鍵詞：物理;課堂教學(xué);學(xué)生參與;教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1003-6148（2015）9-0071-3

在高中物理課堂教學(xué)中，參與式學(xué)習(xí)能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生體驗(yàn)探究的過程。但從問題的提出到交流評(píng)估這一系列參與活動(dòng)需要一定時(shí)間。在參與活動(dòng)中，學(xué)生充分發(fā)表自己的意見會(huì)占用相當(dāng)長的課堂時(shí)間。由于學(xué)生人數(shù)較多，必定會(huì)有部分學(xué)生表現(xiàn)出求異思維，使討論的問題趨于發(fā)散而占用較多的課堂時(shí)間。由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能不足導(dǎo)致重復(fù)實(shí)驗(yàn)而占用較多的課堂時(shí)間。這樣，教師在其他教學(xué)環(huán)節(jié)上就感到時(shí)間緊張甚至不能完成教學(xué)任務(wù)。教師在備課時(shí)，要認(rèn)真分析學(xué)生的實(shí)際情況和教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，盡可能地預(yù)測學(xué)生學(xué)習(xí)中可能出現(xiàn)的問題和困難，合理制定對(duì)策，優(yōu)化教學(xué)方法，精心設(shè)計(jì)教學(xué)過程。在探究性學(xué)習(xí)中教師要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)，從而避免探究活動(dòng)的盲目和混亂，提高課堂參與學(xué)習(xí)的效率。

1 ? ?要遵循“循序漸進(jìn)，逐步深入”的教學(xué)原則

教師要將一節(jié)課的內(nèi)容分成幾個(gè)大的部分，每個(gè)部分再分解為層層遞進(jìn)的幾個(gè)小問題，這樣會(huì)使學(xué)生的探究目的明確、環(huán)環(huán)相扣、 逐步深入。

2 ? ?將探究性學(xué)習(xí)向課外延伸

在新課之前，教師可以布置學(xué)生圍繞探究的問題查閱相關(guān)資料、制定實(shí)驗(yàn)方案、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材。對(duì)于一些課堂上沒有來得及處理的內(nèi)容，布置學(xué)生課后繼續(xù)研究，將結(jié)果以“研究報(bào)告”“學(xué)習(xí)總結(jié)”等形式交上來，教師批閱后根據(jù)需要對(duì)不同學(xué)生單獨(dú)輔導(dǎo)。這樣，既節(jié)省了課上的時(shí)間，又提高了課堂效率。

3 ? ?合理使用導(dǎo)學(xué)案

導(dǎo)學(xué)案可分為三個(gè)部分：課前預(yù)習(xí)學(xué)案、課內(nèi)探究學(xué)案、課后練習(xí)學(xué)案。導(dǎo)學(xué)案最大的好處就是幫助學(xué)生明確探究目標(biāo)，知道自己要干什么。教師通過問題的設(shè)置，也可以對(duì)學(xué)生的探究給予方向性的指導(dǎo)。實(shí)踐表明，一份好的導(dǎo)學(xué)案可以激發(fā)學(xué)生參與的動(dòng)機(jī)，提高學(xué)生的參與效率。

關(guān)于“機(jī)械能守恒定律”的理論推導(dǎo)，新課程“人教版”教材中是以自由落體運(yùn)動(dòng)為背景推導(dǎo)出來的，“教科版”教材中是以平拋運(yùn)動(dòng)為背景推導(dǎo)出來的。對(duì)于剛開始學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容的學(xué)生來說，往往就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)片面的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為機(jī)械能守恒的條件好像就是只受重力，盡管教材中給出了說明，但這種說明很生硬。在筆者以前的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)中，學(xué)生學(xué)過本節(jié)后，對(duì)于守恒條件無法真正領(lǐng)會(huì)，做有關(guān)考查機(jī)械能守恒條件的習(xí)題時(shí)很容易錯(cuò)，對(duì)于該定律也是亂用亂套，說明學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效果很差。筆者精心計(jì)了三個(gè)典型的物理情景，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用歸納法的思想從中總結(jié)出科學(xué)規(guī)律，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，成功克服了本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)，提高了學(xué)生的參與效率。

4 教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）創(chuàng)設(shè)問題情境

有以下三種實(shí)例，請(qǐng)同學(xué)們利用已經(jīng)學(xué)過的動(dòng)能定理分別研究三個(gè)實(shí)例中合外力做的功與動(dòng)能變化之間的關(guān)系。（要求學(xué)生用h1和h2表示重力做功）

實(shí)例1：如圖1所示，物體自由下落，由位置1運(yùn)動(dòng)到位置2。

實(shí)例2：如圖2所示，一個(gè)物體沿光滑斜面下滑，由位置1運(yùn)動(dòng)到位置2。

實(shí)例3：如圖3所示，一個(gè)物體在斜向下的外力F1作用下沿粗糙豎直面向下運(yùn)動(dòng)，物體由位置1運(yùn)動(dòng)到位置2。

（二）學(xué)生自主探究

教師引導(dǎo)學(xué)生先對(duì)物體受力分析，明確哪些力做功，明確研究的過程。學(xué)生通過思考給出正確的解答過程。

實(shí)例1，只有重力做功，由動(dòng)能定理得：

mgh1-mgh2=mv-mv ? ? （1）

實(shí)例2，物體受重力和支持力，但支持力不做功，由動(dòng)能定理得：

mgh1-mgh2=mv-mv ? ? ? ? ? （2）

實(shí)例3，物體受重力、摩擦力F2、支持力（不做功）、推力F1，由動(dòng)能定理得：

WG +W+W=mv-mv

重力做功又可以表示為：WG=mgh1-mgh2

兩式合并可得：

mgh1-mgh2+W+W=mv-mv （3）

觀察思考：我們知道功是一種過程量，而能量是一種狀態(tài)量，同時(shí)我們也知道動(dòng)能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能，大家能否找出三個(gè)實(shí)例中物體重力勢能與動(dòng)能之間的關(guān)系？

學(xué)生通過思考與討論，得到如下結(jié)論：

在（1）式和（2）式中，重力勢能的減少量等于動(dòng)能的增加量;但在（3）式中，由于W和W的存在，重力勢能的減少量不等于動(dòng)能的增加量。

教師繼續(xù)問：如果要使（3）式中的重力勢能的減少量等于動(dòng)能的增加量，需要什么條件？

學(xué)生回答：W+W=0，相當(dāng)于只有重力做功。

教師問：大家能不能研究一下三個(gè)實(shí)例中物體在位置1和位置2上的機(jī)械能關(guān)系？

學(xué)生的討論活動(dòng)。

將（1）（2）式都寫成：

mv+mgh2=mv+mgh1。

即，E+E=E+E，說明物體在位置1和位置2處的機(jī)械能相等。

將（3）式寫成：

mv+mgh2=mv+mgh1+W+W。

即E+E=E+E+W+W，說明物體在位置1和位置2處的機(jī)械能不相等。

教師問：根據(jù)以上分析結(jié)果，請(qǐng)大家討論物體機(jī)械能守恒的條件是什么？

最后由學(xué)生進(jìn)行總結(jié)發(fā)言，水到渠成地得出機(jī)械能守恒的條件——只有重力做功。

教師引導(dǎo)學(xué)生分析只有重力做功的幾種情況：

（1）物體只受重力，如自由落體運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng);

（2）物體受多個(gè)力，但只有重力做功，其他力不做功;

（3）物體受多個(gè)力，但除重力以外的其他力對(duì)物體所做的總功為零。

教師提問：請(qǐng)大家分析一下實(shí)例1和實(shí)例2中能量的轉(zhuǎn)化過程。

學(xué)生：由于重力做功，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，因?yàn)槠渌Σ蛔龉Γ亓菽艿臏p少量等于動(dòng)能的增加量，所以物體機(jī)械能守恒。

教師：回答得很好，這也就是機(jī)械能守恒的實(shí)質(zhì)。并請(qǐng)學(xué)生討論實(shí)例3中的能量轉(zhuǎn)化過程，進(jìn)一步拓展學(xué)生的思維和認(rèn)識(shí)。

關(guān)于只有彈力做功時(shí)機(jī)械能守恒的情況可以放在課后讓學(xué)生自己去證明，教師可以用導(dǎo)學(xué)案的形式給出探究實(shí)例，提高學(xué)生的探究效率。

5 探究實(shí)例（導(dǎo)學(xué)案）

（1）根據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系去分析彈簧彈力做功與彈性勢能的關(guān)系是什么？并通過查閱資料給予證實(shí)。

（2）如圖4所示，質(zhì)量為m的物體P沿光滑水平面向右運(yùn)動(dòng)，與一個(gè)右端固定的輕質(zhì)彈簧相撞。物體剛接觸彈簧時(shí)速度為v1，物體將彈簧向右壓縮的距離為x，此時(shí)物體的速度為v2，彈簧的彈性勢能是E（彈簧在被壓縮過程中始終遵守胡克定律），請(qǐng)你用動(dòng)能定理表示出物體壓縮彈簧的過程中物體所受外力做的功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系。

（3）物體壓縮彈簧的過程中，物體與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)的機(jī)械能包括哪些形式的能？

（4）根據(jù)（2）問得出的表達(dá)式，分析物體壓縮彈簧的過程中物體與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)的機(jī)械能變化情況。

（5）在（2）問中，若用一水平向右的力F推物體，其他條件不變，請(qǐng)你用動(dòng)能定理表示出這個(gè)過程中物體所受外力做的功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，并分析物體壓縮彈簧的過程中物體與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)的機(jī)械能變化情況。

（6）請(qǐng)你根據(jù)以上探究結(jié)論總結(jié)彈力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系，并對(duì)課上所學(xué)的機(jī)械能守恒條件做補(bǔ)充和完善。

通過這樣的精心設(shè)計(jì)，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下主動(dòng)地探究問題、尋找規(guī)律。這樣，不但加深了學(xué)生對(duì)機(jī)械能守恒條件和本質(zhì)的理解，對(duì)于機(jī)械能守恒定律的三種基本表達(dá)形式的得出也顯得水到渠成。在后面的練習(xí)中，學(xué)生能準(zhǔn)確應(yīng)用守恒條件來解題，激發(fā)了學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)物理的積極性和主動(dòng)性。

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（欄目編輯 ? ?鄧 ? 磊）