黃春勇

摘 要：課前預(yù)學(xué)，課上對(duì)話交流及課后復(fù)習(xí)反思的“三環(huán)節(jié)有效教學(xué)”是以學(xué)生的學(xué)習(xí)為主，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能動(dòng)性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)素養(yǎng)的教學(xué)模式。本文以高中物理必修1“力的分解”為例，在教學(xué)中實(shí)施“三環(huán)節(jié)有效教學(xué)法”，旨在提高物理課堂教學(xué)效率的同時(shí)提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

關(guān)鍵詞：“三環(huán)節(jié)有效教學(xué)法”；對(duì)話交流；力的分解

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）4-0074-4

新課程關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，包括課堂中師生互動(dòng)、自主學(xué)習(xí)、分組合作中的行為表現(xiàn)、參與熱情和探究思考的過程等[1]。我校創(chuàng)新提出的“三環(huán)節(jié)有效教學(xué)法”要求學(xué)生課前自主預(yù)學(xué)——做好課前預(yù)習(xí)，明確新課的重點(diǎn)和難點(diǎn)；在課堂上有針對(duì)性的學(xué)習(xí)——培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力；課中對(duì)話交流——在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)物理情景，讓學(xué)生在體驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題；課后復(fù)習(xí)反思——物理問題來源于生活，建構(gòu)模型，反饋于生活，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣。

本節(jié)課從生活實(shí)際中提煉出模型，理論分析后能應(yīng)用于解釋生活中的物理現(xiàn)象。堅(jiān)持以學(xué)生體驗(yàn)為中心，創(chuàng)設(shè)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)情境：泥坑拉車模型，斜拉物體模型，斜面上物體模型等，讓學(xué)生充分體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)具體問題中力產(chǎn)生的實(shí)際效果，初步掌握力的分解方法，會(huì)用作圖求分力，并能用力的分解知識(shí)解釋生活實(shí)例。

【課前預(yù)學(xué)】

1.力的合成、合力與分力的關(guān)系、平行四邊形定則、作圖法求合力。

2.力的分解的一般步驟、力的分解的生活實(shí)例。

【課上對(duì)話交流】

1 小實(shí)驗(yàn)引入課題

先讓學(xué)生拉綁在兩根棍子間的鋼絲，看能否拉斷？然后老師演示：借助活頁板一掌斷鋼絲，引入力的分解，如圖1。

課堂實(shí)錄1：

一個(gè)男同學(xué)試?yán)?，沒有拉斷，后面變成兩個(gè)同學(xué)一起拉，在比較吃力的情況下拉斷了鋼絲。

[老師] 演示用活頁板一掌斷鋼絲。

[老師] 是老師的力氣變大了嗎？

[學(xué)生] 部分學(xué)生認(rèn)為是，部分學(xué)生認(rèn)為不是。

[老師] 比較輕松地借助活頁板把鋼絲壓斷，為什么呢？（引入力的分解）

老師先用一個(gè)彈簧秤把小車吊起來，然后用兩個(gè)彈簧成一定角度地把小車吊起來對(duì)比兩者的效果，從力的合成引出力的分解，并強(qiáng)調(diào)合力與分力的關(guān)系——等效替代，如圖2。

課堂實(shí)錄2：

[教師] 演示用一個(gè)彈簧秤將小車提起來，再演示兩個(gè)彈簧秤成一定角度地把小車提起來。

[學(xué)生] 觀察總結(jié)：兩次提小車的作用效果是相同的，對(duì)比力的合成，得出力的分解概念。

[學(xué)生] 練習(xí)將一個(gè)已知的恒力進(jìn)行分解，即以一個(gè)恒力為對(duì)角線作平行四邊形，不作限制。

[教師] 選幾個(gè)分力夾角不同的分解方案進(jìn)行展示。

[教師] 提問：不作限制的情況下，能作出多少平行四邊形？

[學(xué)生] 無數(shù)個(gè)。

[教師] 作出總結(jié)，沒有限制的情況下，同一個(gè)力可分解成無數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力，因?yàn)橄嗤瑢?duì)角線的平行四邊形可有無數(shù)個(gè)。在實(shí)際進(jìn)行力的分解時(shí)，我們應(yīng)根據(jù)力的作用效果進(jìn)行分解。

點(diǎn)評(píng)：剛開始教師的準(zhǔn)備是讓一個(gè)學(xué)生去拉鋼絲是拉不斷的，但是上來了兩個(gè)學(xué)生，把鋼絲拉斷了，兩個(gè)學(xué)生親自體驗(yàn)拉斷鋼絲的“難”，也能反映后面老師借助活頁板一掌斬?cái)噤摻z的“易”，形成學(xué)生感官上的深刻感受，引起學(xué)生的極大興趣。教師開放性地讓學(xué)生體驗(yàn)更能保證學(xué)生的主體地位。教師引入課題后，學(xué)生親自動(dòng)手，不加限制地對(duì)一個(gè)恒力為對(duì)角線作平行四邊形，能作出很多個(gè)，學(xué)生直接對(duì)比各自的作圖成果更容易得出力的分解的多解性。

2 實(shí)驗(yàn)探究

2.1 探究1

從課本示例“拖拉機(jī)拉耙”和生活實(shí)例“拉皮箱”中建立模型——用斜向上的拉力拉水平面上的物體，如圖3。將一小車放在臺(tái)秤上，用一與水平方向成θ角的力F拉小車，讓學(xué)生觀察，研究這個(gè)斜向上拉力的作用效果，如圖4。

課堂實(shí)錄：教師演示一個(gè)臺(tái)秤上面放一個(gè)小車，豎直向上輕拉小車，會(huì)看到臺(tái)秤的示數(shù)變小。然后用斜向上的拉力拉小車。

[學(xué)生A] 可以看到臺(tái)秤的示數(shù)也變小，說明拉力有豎直向上的作用效果，小車還可以被拉向前，說明拉力還有水平向前的作用效果。

[教師] 我們可以將斜向上的拉力F分解到水平方向和豎直方向，當(dāng)確定兩個(gè)分力方向，能作幾個(gè)平行四邊形呢？

[學(xué)生] 在課堂同步練習(xí)上進(jìn)行嘗試，得出只能作一個(gè)平行四邊形的結(jié)論。

[學(xué)生] 通過平行四邊形定則在課堂練習(xí)上畫出分力，用幾何知識(shí)推導(dǎo)分力大小。

[教師] 展示學(xué)生B求解的結(jié)果：F1=Fcosθ，F(xiàn)2=Fsinθ。

[教師] 拓展：如果將作用于物體上的力改為斜向下，你認(rèn)為該力產(chǎn)生什么效果？

點(diǎn)評(píng)：斜力拉車、拉行李等實(shí)例在生活中十分常見，學(xué)生都有體驗(yàn)。對(duì)此建立模型，讓學(xué)生體會(huì)建模過程，通過把小車放在臺(tái)秤上拉動(dòng)，讓學(xué)生直觀感受到斜向上的拉力拉物體的作用效果，這種容易觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有效減低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。

2.2 探究2

從正在水上滑梯滑下的人和大橋引橋上的汽車建立模型：用塑料尺子當(dāng)作斜面，尺子頂端掛彈簧，彈簧下連著一輛小車，討論斜面上物體所受重力產(chǎn)生的作用效果，如圖5。

課堂實(shí)錄：

[教師] 課件展示大橋引橋和水上滑梯，提出問題，假如滑梯和引橋的坡度互換會(huì)怎么樣？

[學(xué)生C] 大橋太高了，假如變得比較陡，很難爬上去，滑梯假如變得比較平緩，那滑得都不爽，就是太慢了。

[教師] 在引橋上的車和滑梯上的人可以統(tǒng)一為一個(gè)物理模型——斜面上的物體，下面我們通過一些實(shí)驗(yàn)來探究一下斜面上的物體的受力情況。

[學(xué)生] 展開活動(dòng)：用尺子當(dāng)作斜面，斜面頂端掛有彈簧，彈簧下連著小車。

[學(xué)生D]我觀察到放上小車以后尺子變彎了，說明小車壓尺子，彈簧也變長(zhǎng)了。

[教師] 說明小車的重力有往哪個(gè)方向的作用效果呢？

[學(xué)生D] 有垂直于尺子（斜面）向下和拉彈簧的效果。

[教師] 我們用規(guī)范的用語可以表達(dá)為重力有垂直于斜面向下和沿斜面向下的作用效果。

[教師] 重力可以分解到垂直斜面向下和沿斜面向下的兩個(gè)方向，如圖6。

[學(xué)生] 展開活動(dòng)：在同步練習(xí)上對(duì)斜面上物體的重力進(jìn)行分解。利用幾何知識(shí)求解得G1=Gsinθ，G2=Gcosθ。

[教師] 隨著斜面與地面的夾角增大，觀察尺子和彈簧如何變化？

[學(xué)生] 增大斜面夾角，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

[學(xué)生E] 看到尺子彎曲程度變小了，彈簧被拉得更長(zhǎng)了，這說明重力沿斜面向下的分力變大了。

[教師] 回到開始時(shí)引橋和滑梯的問題，能用物理知識(shí)分析了嗎？

[學(xué)生E] 水上滑梯需要很陡，是為了增大斜面傾角，增大沿斜面向下的分力，可以快速滑下，更加刺激。大橋引橋比較長(zhǎng)是為了降低坡度，減小沿斜面向下的分力，容易爬坡。

[教師] 上坡的時(shí)候需要降低坡度，減少阻力，那下坡的時(shí)候呢？同樣也不能太陡，太陡了下坡會(huì)很快，這樣不安全，出行的時(shí)候安全才是第一的。

[教師] 拓展，解釋盤山公路。

點(diǎn)評(píng)：學(xué)生在用尺子作為斜面這個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)中直觀地看到了重力所產(chǎn)生的兩個(gè)作用效果，并從逐漸增大斜面傾角的體驗(yàn)中了解坡度變化導(dǎo)致兩個(gè)重力分力大小的變化，從而容易解析大橋引橋和水上滑梯坡度的設(shè)計(jì)原因，也能輕易解析盤山公路等生活實(shí)例。

2.3 探究3

從如何單人把汽車從野外的泥坑中拉出來這個(gè)實(shí)際問題出發(fā)讓學(xué)生思考和討論，尋找各種方法，然后把條件限定為只有一根繩子如何把汽車?yán)弦粋€(gè)小臺(tái)階去建立模型。

課堂實(shí)錄：

[教師] 喜歡自駕游的人開車到野外時(shí)，有可能碰上泥濘的路而陷進(jìn)泥坑里，這個(gè)時(shí)候如何把車?yán)鰜砟兀?/p>

[學(xué)生] 可以在輪子底下墊木板；可以打救援電話；可以找人幫忙拉；可以往泥坑里放碎石頭……

[教師] 引導(dǎo)學(xué)生建立模型：假如只有一根繩子，沒有其他人幫忙，能不能把車?yán)鰜恚?/p>

[學(xué)生] 體驗(yàn)用兩根橡皮筋拉起小車，逐漸增大兩橡皮筋的夾角，仔細(xì)觀察。

[教師] 讓兩個(gè)學(xué)生到講臺(tái)上來，用一根繩子把一桶水吊起來，逐漸增大兩繩夾角。

[學(xué)生F] 隨著夾角的增大，橡皮筋被拉長(zhǎng)了，拉力增大了。

[教師] 引導(dǎo)：小車的重力變了嗎？

[學(xué)生F] 小車的重力沒有變化，橡皮筋對(duì)手的拉力增大了。

[教師] 小車的重力可以怎么分解？小車對(duì)橡皮筋的拉力隨夾角的增大如何變化？

[學(xué)生F] 小車的重力可以分解到沿繩子伸長(zhǎng)的兩個(gè)方向，并且在合力一定的時(shí)候，隨著兩個(gè)分力的夾角越大，分力越大。

[教師] 給你一根繩子，能不能把汽車?yán)弦粋€(gè)臺(tái)階？如圖7。

（讓學(xué)生觀看視頻：用一根繩子綁住汽車和一棵樹，讓繩子繃緊，側(cè)拉繩子，把汽車?yán)蟻恚鐖D8。）

學(xué)生解析生活現(xiàn)象——一掌斷鋼絲模型轉(zhuǎn)化：

[學(xué)生G] 往下壓活頁板的過程中，兩活頁板的夾角越來越大，產(chǎn)生的分力越來越大，故能把鋼絲撐斷。

[教師] 拓展：高壓電纜，石拱橋。

點(diǎn)評(píng)：這里從泥坑里把汽車?yán)鰜淼纳顚?shí)例提出問題，讓學(xué)生想方法解決，不做限制的時(shí)候?qū)W生思維具有發(fā)散性，能想出很多有個(gè)性的方法，不管方法是否能實(shí)現(xiàn)都應(yīng)加以鼓勵(lì)，這里突出了學(xué)生個(gè)性發(fā)展，留給學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力的空間。在學(xué)生充分想象以后拋出限制條件——單人用一根繩子把汽車?yán)弦粋€(gè)小臺(tái)階，學(xué)生也能朝著老師引導(dǎo)的方向?qū)Ρ戎八w驗(yàn)過的實(shí)驗(yàn)想出解決問題的辦法。在對(duì)話交流中發(fā)現(xiàn)學(xué)生的各種想法，因勢(shì)利導(dǎo)，把學(xué)生的思維引導(dǎo)到物理分析的道路上來，能夠充分鍛煉學(xué)生的思維能力，并相應(yīng)地完成具體的物理教學(xué)，學(xué)到知識(shí)。

3 本課小結(jié)

課堂作詩總結(jié)：力的效果定方向，平行四邊作圖像，幾何知識(shí)求大小，學(xué)好分解心飛揚(yáng)！

【課后反思】

要在課中引導(dǎo)學(xué)生思考討論本節(jié)課的學(xué)習(xí)核心，老師需要做到以下3個(gè)方面：

（1）充分的準(zhǔn)備。對(duì)“力的分解”相應(yīng)知識(shí)和生活實(shí)例的豐富儲(chǔ)備，對(duì)創(chuàng)設(shè)物理情境所需物理實(shí)驗(yàn)條件的準(zhǔn)備，對(duì)學(xué)生體驗(yàn)、思考、討論過程中所衍生問題的充分考慮。

（2）開放的課堂。合理而適時(shí)的設(shè)疑，讓學(xué)生充分思考和討論，允許犯錯(cuò)，允許走偏，貫穿整個(gè)探索過程的對(duì)話，從中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，重視學(xué)生思考、分析和得出結(jié)論的過程。

（3）協(xié)作學(xué)習(xí)。學(xué)生之間協(xié)作學(xué)習(xí)，相互討論能導(dǎo)出新問題、新想法、新方法。本節(jié)課準(zhǔn)備的6個(gè)實(shí)驗(yàn)全部來源于生活并分類呈現(xiàn)，逐個(gè)展示，層層遞進(jìn)，學(xué)生在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中都能體驗(yàn)到相應(yīng)的物理知識(shí)，充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈明光.關(guān)注物理探究過程 創(chuàng)新多元探究方法[J].物理教學(xué)探討，2008，26（11）：10—13.

[2]黃純.“問題教學(xué)”在物理課堂中存在的問題及思考[J].物理教學(xué)探討，2011，29（2）：27—29.

（欄目編輯 鄧 磊）