朱蕾蕾

(秀全中學 廣東 廣州 510800)

?

矛盾激發(fā)思維火花*
——追及相撞問題的教學

朱蕾蕾

(秀全中學 廣東 廣州 510800)

在相撞問題教學中，學生往往不能理解為什么是以兩者速度相等為關鍵來解決這類問題.本文通過創(chuàng)設一個矛盾情境，引發(fā)學生積極思考，從而解決追及相遇專題中相撞問題的教學難點.

矛盾情境 追及相遇 相撞

1 引言

兩個物體在同一直線上運動，通常會涉及追及、相遇、相撞3類問題.其中，相撞問題是學生最難理解和掌握的.教學中，相撞問題通常以此類題為典例：勻減速直線運動的物體追同一方向勻速運動的物體，問兩者最后是否會撞上.想解決這類相撞題，學生必須從根本上掌握為什么兩者速度相等是這類題的臨界條件. 但高一學生往往因思維慣性認為當后者停止時才是判斷相撞的時機.再加上學生不具備此類生活經驗，無法在頭腦里建立清晰正確的物理情境，從而無法真正掌握兩者速度相等這一臨界條件.

如何突破這個教學難點呢？筆者在教學中采取了以下方法，取得了非常不錯的效果.

2 教學過程

2.1 典型題引入 創(chuàng)設矛盾情境

【例題】汽車以v汽=30 m/s的速度行駛，司機突然發(fā)現(xiàn)同一車道前方40 m處有一輛貨車正以v貨=9 m/s的速度同向行駛，于是客車緊急剎車，以a=5 m/s2的加速度勻減速運動，問兩車是否會相碰.

設計意圖:勻減速直線運動的汽車追勻速運動的貨車，是相撞問題的典型題.在這里，教師不需要任何提示，讓學生自己做，讓學生充分暴露他們的思維誤區(qū).

絕大部分學生由于思維慣性認為： 后車速度減為零后，再來判斷撞或不撞.于是這樣解答：

設汽車速度減到零時運動的時間為t,由運動學公式得

0=v汽-at

代入數(shù)據得

t=6 s

在6 s內，汽車的位移s汽，貨車的位移s貨分別是

s貨=v貨t=54 m

因為s汽

這個解答是錯誤的，但絕大部分的學生就是這樣寫的.在這里，筆者不告知他們到底有沒有撞上，而是讓他們帶著問題繼續(xù)算下一題.

追問:汽車剛剎車t′=4 s后，汽車的位移、貨車的位移分別是多少？此時發(fā)生了什么？

設計意圖:給學生具體的時間4 s，是為了降低此題難度.時間設計成4 s是因為此刻的汽車與貨車已撞上.這樣就與之前算出來的不撞的結果形成強烈的矛盾，學生的思維火花就被碰撞出來了.

絕大部分學生可以輕松解答得出這樣的結果：

不用多說，學生就發(fā)現(xiàn)了這是兩個相互矛盾的結果.第一個問題汽車剎車6 s后兩車未相撞，第二個問題實際上在汽車剎車4 s后兩車就撞上了. 這是為什么？到底發(fā)生了什么事情？兩車究竟有沒有撞上？這樣的矛盾情境在學生心里激起了火花，自然能引發(fā)學生的積極思考和熱烈的討論.

2.2 學生討論思考 突破教學難點

在前面矛盾情境的刺激下，經過思考與討論,學生往往能得出這些結論：

(1)汽車早已撞上貨車，不能在汽車速度減為零時，計算兩車有無撞上.

(2)勻減速運動的物體追勻速運動的物體，在兩者速度一樣時，距離最近，要想相撞，就必須在速度相等之前撞上.否則此后距離越拉越遠，兩者將永遠不可能撞上.

(3)臨界條件:兩者同向運動時避免相撞的臨界狀態(tài)是兩者處于相同位置，且速度相等.

在這里，為了讓學生在腦海中建立清晰的物理情境，教師可以帶著學生一起畫兩車運動的情境示意圖.幫助學生建立更具體的情境圖.

2.3 歸納小結 練習鞏固

通過練習鞏固所學，并進行歸納小結.

3 結束語

教學有法，但創(chuàng)意無限.新的教育理念往往強調要讓學生在生動具體的情境中學習.在教學中，教師應努力創(chuàng)設出能引發(fā)學生積極思考的問題情境.矛盾情境就是這樣一個非常好的問題情境，它往往因其矛盾，容易引發(fā)學生的認知沖突，思維碰撞，激發(fā)學生的學習興趣與學習欲望，從而不但能讓學生獲得知識，加深對知識的理解與應用，更能讓學生得到良好的積極的學習體驗.

1 薛金星．怎樣解題——高中物理解題方法與技巧．北京：北京教育出版社，2014.30～31

2 周懷明．合理創(chuàng)設矛盾情境 有效促進物理學習．物理之友，2014 (1)：27

*廣州市教育局青年課題“結合STS談高中物理習題的情境化設計——動力學篇”，項目編號：10B139

2015-09-07)