張青青
高中物理課程改革要求,重視學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),同時(shí)要兼顧到學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)以及實(shí)踐精神的形成,對(duì)學(xué)生情感態(tài)度和價(jià)值觀進(jìn)行正確的引導(dǎo),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)生素質(zhì)的全面提高.針對(duì)這一要求,課前教師要積極分析教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn),從而安排好教學(xué)設(shè)計(jì);教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生在探究中構(gòu)建物理認(rèn)知,并實(shí)時(shí)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),協(xié)調(diào)好預(yù)設(shè)和生成的關(guān)系;教學(xué)后教師要及時(shí)對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)過(guò)程進(jìn)行反思,以課堂教學(xué)過(guò)程的效果和學(xué)生反映為主要研究對(duì)象,全面深刻地分析和總結(jié),從而使自身教學(xué)能力得到提高.下面以“飛機(jī)投彈與平拋運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)為例,談?wù)劰P者在相關(guān)環(huán)節(jié)中的處理和思考.
一、創(chuàng)設(shè)物理情境,引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建模型
在教學(xué)中,筆者讓學(xué)生玩一個(gè)flash游戲——飛機(jī)投彈,讓學(xué)生以飛行員的角色實(shí)施對(duì)敵方艦隊(duì)的轟炸.游戲是最切合學(xué)生興趣的活動(dòng).對(duì)于這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),學(xué)生全身心投入,積極思考釋放炸彈的時(shí)機(jī).平拋運(yùn)動(dòng)的基本形式,在這個(gè)過(guò)程中潛移默化地植入學(xué)生的腦海.再通過(guò)扔粉筆的方式,模擬飛機(jī)投彈的過(guò)程,將平拋運(yùn)動(dòng)直接呈現(xiàn)在學(xué)生面前,并藉此引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)平拋運(yùn)動(dòng)的基本特征.筆者繼續(xù)介紹了斜拋運(yùn)動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生對(duì)兩種運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行對(duì)比和區(qū)分,從而幫助學(xué)生明確平拋運(yùn)動(dòng)的發(fā)生條件和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn).
二、以問(wèn)題為階梯,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想
在教學(xué)中,筆者提出如下問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生思考.問(wèn)題1:已經(jīng)知道飛機(jī)的飛行高度和速度,要讓空投的炸彈能夠擊中目標(biāo),需要在哪一位置投放炸彈?要解決這一問(wèn)題,就必須研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.學(xué)生答案:空投的炸彈會(huì)進(jìn)行曲線運(yùn)動(dòng),下落的同時(shí)也在向前推進(jìn).也就是說(shuō),炸彈在水平和豎直兩個(gè)方向同時(shí)發(fā)生運(yùn)動(dòng).問(wèn)題2:有沒(méi)有辦法對(duì)二維運(yùn)動(dòng)進(jìn)行處理,將其轉(zhuǎn)化為一維直線運(yùn)動(dòng)來(lái)分析?如果可以,會(huì)在哪些一維方向呢?學(xué)生結(jié)論:可以將平拋運(yùn)動(dòng)分解到兩個(gè)方向,即水平方向和豎直方向.物體在水平方向不受到外力,因此該方向上為勻速直線運(yùn)動(dòng);其豎直方向初速度為0,且只有重力的存在,因此該方向上的運(yùn)動(dòng)形式就是自由落體運(yùn)動(dòng).問(wèn)題3:運(yùn)動(dòng)的分解和力的分解有相似之處,也有明顯的差別,如力往往對(duì)應(yīng)某一狀態(tài),運(yùn)動(dòng)卻必須對(duì)應(yīng)過(guò)程.請(qǐng)聯(lián)系合力與分力的關(guān)系,思考:平拋運(yùn)動(dòng)兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)之間有著怎樣的關(guān)系?其與平拋運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)又有什么關(guān)聯(lián)?學(xué)生猜想:可以將平拋運(yùn)動(dòng)的物體理解為同時(shí)參與兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng),即水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng);兩個(gè)運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行,不會(huì)相互影響;兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng),即為物體實(shí)際進(jìn)行的運(yùn)動(dòng).筆者告知學(xué)生,他們的有關(guān)猜想和伽利略的相關(guān)假設(shè)是吻合的,以此對(duì)學(xué)生的積極思維和大膽假設(shè)進(jìn)行鼓勵(lì),并提出要求:怎樣證實(shí)猜想呢?
三、以實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證,引導(dǎo)學(xué)生形成結(jié)論
在教學(xué)中,筆者從學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生圍繞猜想中有關(guān)分運(yùn)動(dòng)彼此間互不干擾的結(jié)論構(gòu)建驗(yàn)證思路.在學(xué)生適當(dāng)思考之后,筆者介紹本節(jié)課的主要實(shí)驗(yàn)儀器:平拋運(yùn)動(dòng)演示儀.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)演示進(jìn)行觀察,學(xué)生的猜想獲得證實(shí).學(xué)生據(jù)此形成結(jié)論:發(fā)生平拋運(yùn)動(dòng)的物體,水平方向分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng).這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立、互不干擾.筆者借助教材上的頻閃實(shí)驗(yàn),繼續(xù)幫助學(xué)生強(qiáng)化認(rèn)知.學(xué)生從平拋運(yùn)動(dòng)的頻閃照片中分析出:平拋物體在相同時(shí)間間隔內(nèi),有相同的水平位移,即其水平分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng);相同的時(shí)間間隔內(nèi),其在豎直方向的位移比值為1∶3∶5∶7,再次確認(rèn)物體在該方向的運(yùn)動(dòng)屬于自由落體運(yùn)動(dòng).上述實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,進(jìn)而為學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)的合成與分解打下基礎(chǔ).
四、從數(shù)學(xué)來(lái)推導(dǎo),促使學(xué)生深刻理解
在幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)平拋運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí),為了拓展他們的思維,并進(jìn)一步啟發(fā)他們深化認(rèn)識(shí),筆者引導(dǎo)他們從數(shù)學(xué)的角度推導(dǎo)出軌跡的函數(shù)方程.筆者首先介紹伽利略有關(guān)平拋運(yùn)動(dòng)研究的相關(guān)描述,然后在此基礎(chǔ)上介紹二維運(yùn)動(dòng)和三維運(yùn)動(dòng)的常規(guī)操作:運(yùn)動(dòng)的合成與分解.
五、以例題促提高,引導(dǎo)學(xué)生交流和評(píng)價(jià)
在教學(xué)中,筆者提供例題,讓學(xué)生在交流和評(píng)價(jià)中提高相關(guān)認(rèn)識(shí).例題:一架正在高空沿水平線勻速飛行的飛機(jī),依次釋放了若干個(gè)鐵球,每?jī)蓚€(gè)鐵球的間隔時(shí)間為1s.在不考慮空氣阻力的前提下,分別以飛機(jī)和地面為參考系,鐵球的運(yùn)動(dòng)情形如何?所有鐵球在空中的排布情形有何特點(diǎn)?鐵球的落點(diǎn)有何分布特點(diǎn)?學(xué)生運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以及軌跡特點(diǎn)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決,并嘗試用示意圖將物理情景清晰地表達(dá)出來(lái),從而在彼此的交流和討論中加深了對(duì)規(guī)律的理解.筆者通過(guò)動(dòng)畫(huà)模擬,進(jìn)一步幫助學(xué)生強(qiáng)化認(rèn)識(shí).