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        稚化思維順勢而導深究錯因構(gòu)建真知

        2017-09-25 07:05:37陸艷芳江陰市第一中學江蘇無錫214400
        物理通報 2017年10期
        關(guān)鍵詞:小物塊錯因傳送帶

        陸艷芳(江陰市第一中學 江蘇 無錫 214400)

        稚化思維順勢而導深究錯因構(gòu)建真知

        陸艷芳
        (江陰市第一中學 江蘇 無錫 214400)

        教學中教師放低姿態(tài),降低思維起點,從學生思維角度看問題,這樣所采取的教學策略會更有針對性,學生更容易接受.教學中可順著學生思路,采取引發(fā)認知沖突、錯中尋對更正錯解、開展變式教學等3種策略.

        稚化思維 順勢而導 錯因 構(gòu)建

        稚化思維,要求教師在課堂教學中,更加熟悉學生情況,熟悉學生思維過程.在設計教學環(huán)節(jié)時,換位思考,站在學生思維的角度和起點思考問題,用學生的思維方式和知識儲備分析問題,把思維起點放低,把思維觸角深入到學生的領地.教學中,教師采用稚化思維順勢而導的教學策略,順著學生思路,在探究錯因中構(gòu)建真知,可以使得教學過程更貼近學生的最近發(fā)展區(qū),教學才能引起學生共鳴,激發(fā)學生學習興趣.學生才能更加積極主動參與到課堂中,真正成為課堂的主人,才會有更多思考機會,課堂思維含量才會更豐富,更有質(zhì)量.

        1 順勢而導 引發(fā)認知沖突

        學生會出各種錯誤,糾正錯誤時,若采用灌輸式,教學效果一般不理想,正解在學生心中留存時間也不長久,若能從學生思維原點出發(fā),順著學生思路,一步步探究,引發(fā)學生認知沖突,探究錯因,構(gòu)建真知,學生才能不僅清楚怎樣才正確,更清楚原來錯在何處.引發(fā)認知沖突后的探究式學習會讓學生對自己的錯誤印象深刻,取得更好的教學效果.

        圖1 例1題圖

        【例1】如圖1所示,木板A質(zhì)量M=1 kg,置于光滑水平面.小物塊B質(zhì)量m=2 kg,放在木板最右端,處于靜止狀態(tài).A和B間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,g=10 m/s2,用水平外力F作用在A上,當A和B相對滑動時,F(xiàn)大小至少為多少?

        圖2 木板受力分析圖

        學生錯解:對木板受力分析如圖2所示,f=μF壓=μmg,當F≥f時,A和B之間有相對滑動,故而F最小值是10 N.學生錯誤原因在于A,B之間有相對滑動的判據(jù)出錯.這暴露了學生混淆了“物體的運動”與“物體間的相對運動”.如果采用灌輸式講解,教學效果并不理想.采用探究教學,順著學生思路分析,設置問題引發(fā)學生認知沖突,可改善教學效果.具體教學如下.

        師:請畫出小物塊的受力分析圖.

        圖3 小物塊受力分析圖

        學生得到圖3后教師追問:小物塊摩擦力為何向右?

        生:F作用在木板上,小物塊B只能相對于木板向后滑動,故木板對小物塊的摩擦力向右.

        師:很好,請求小物塊的加速度.

        生:由牛頓第二定律得

        師:如果拉力F為10 N,木板的加速度是多少?

        生:合力等于零,加速度為零.

        師:此時B相對A滑動方向是怎樣的?

        生:向右.不對,F(xiàn)作用在A上,水平面光滑,B相對于A不可能向右滑動,應該是向左的.

        師:能及時發(fā)現(xiàn)問題非常好,但問題出在何處呢?

        師:水平面光滑,力F作用在木板上,木板和小物塊相對水平面向什么方向運動?它們加速度方向如何?

        生:都向右做初速度為零的勻加速直線運動,加速度向右.

        師:木板和小物塊之間要有相對滑動,條件是什么?

        生:二者速度不相同.

        師:但本題初速度都為零,要滿足什么條件二者的速度才會不相同?又該如何判斷?

        生:加速度不一樣.

        師:就本題而言,誰的加速度大呢?

        生:木板的加速度大于小物塊的加速度.

        師:很好,請在剛才討論的基礎上根據(jù)牛頓第二定律列方程求解F的最小值.

        生:對木板F-f=Ma1,對小物塊f=ma2,a2=5 m/s2,a1>a2,所以F>15 N.

        為了讓學生更清晰理解這一運動過程,可追問如下.

        師:如果F<15 N兩物體將做什么運動?

        生:做勻加速直線運動.

        師:加速度為多大?

        生:由整體法得兩物體加速度.

        師: A,B有運動嗎?A,B之間有相對滑動嗎?A,B之間摩擦力是滑動摩擦力嗎?

        生:有運動,無相對滑動,A,B之間為靜摩擦力.

        2 順勢而導 錯中尋對 更正錯解

        有時學生雖然錯了,但其錯誤并非一無是處,有時甚至錯的有道理.面對學生這樣的錯誤,教師順著學生的思路,因勢利導,在學生原有錯解的基礎上,慢慢發(fā)現(xiàn)錯因,并更正后得到正確解答.這樣的教學有3個好處:第一,給了學生思考的機會和時間,突出了學生的主體地位,增加了學生課堂參與程度;第二,降低了思維起點,學生更容易理解問題解決過程;第三,解答過程建立在學生原解的基礎上,學生會感覺到親切,會更有興趣投入到學習中.

        【例2】如圖4所示,車廂內(nèi)用OA和OB兩細繩系住一個質(zhì)量為2 kg的小球,OA與豎直方向夾角θ=37°,OB水平.小車在水平面上以5 m/s的速度向右開始做勻減速運動,經(jīng)過12.5 m停下.求該過程中,兩繩拉力TA和TB是多少?

        圖4 例2題圖

        圖5 例2學生錯解圖

        學生雖然做錯了,但并非一無是處.學生能夠想到用合成法來處理力,這值得肯定.合成法在處理力時是一種重要的方法.在以往的解題經(jīng)驗中,尤其是物體只受3個力作用處于平衡態(tài)時采用合成法更簡便.教學中如果全盤否定學生,把正交分解法灌給學生,并非機智的教學行為.為鼓勵學生,激發(fā)其學習動力,在學生解答的基礎上分析錯因,錯中尋對,更正、完善學生原解,方能收到更好的教學效果.可如下開展教學.

        師:小球做什么運動?

        生:和小車一樣,勻減速直線運動.

        師:加速度方向呢?小球合力為零嗎?

        生:向左,合力肯定不為零.

        師:TA和mg的合力F還等于TB嗎?

        師:很好,力學問題分為平衡和非平衡兩類,平衡類問題受力分析后采用合成或者正交分解,根據(jù)合力為零列方程即可求解.非平衡類問題,受力分析后也可以采用合成或者正交分解來處理,但要注意兩點,第一是做平行四邊形時合力方向不能錯,且要考慮選擇作哪兩個力的合力才簡單,比如本題中如果作TA和TB的合力再來與mg求合力就很麻煩,第二是合力等于ma.本題用正交分解,應該如何分解?

        生:把TA分解在水平和豎直方向,TAcosθ=mg,TAsinθ-TB=ma,聯(lián)立求解.

        3 順勢而導 開展變式訓練

        教學中,及時發(fā)現(xiàn)學生錯誤、分析錯因,在糾正學生錯誤時設計有針對性的問題,開展變式教學,讓學生在一個個層層遞進物理問題解決中發(fā)現(xiàn)錯因,得到正解.這樣的探究式教學最大限度地尊重了學生的主體性,讓學生在思考中悟出道理,更可以在學生更正錯解后,通過變式訓練,拓展原題,加強知識點縱向、橫向的聯(lián)系,也提升學生思維的靈活性和廣闊性.也通過變式訓練,使得物理課堂實現(xiàn)精講精練、少講多思,通過有限的典型例題獲得豐富知識容量和思維含量.

        【例3】如圖6所示,傳送帶與地面的傾角θ=37°,從A到B的長度L=16 m,傳送帶以v0=10 m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動,在傳送帶上端無初速度地放一個質(zhì)量為0.5 kg的物體,它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.若最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,求物體從A運動到B所需的時間是多少?

        圖6 例3題圖

        學生解答:物體剛開始在傳送帶上加速度為a,由牛頓第二定律得

        mgsinθ+μmgcosθ=ma

        設物體速度與傳送帶相同所需時間t1,位移s1

        此后物體與傳送帶一起做勻速運動,設時間為t2,則

        總時間為

        t=t1+t2=2.1 s

        學生前半部分解答正確,錯在物塊和傳送帶速度相同以后,認為物塊和傳送帶相對靜止,一起勻速直線運動.為了糾正學生錯誤,可開展如下變式教學.讓學生在一個個難度遞進的問題解決中,知道錯因,掌握知識與方法.

        問題1:若板長L<5 m,求物體從A運動到B所需的時間是多少?(用L表示)

        問題2:物體速度與傳送帶相同后,二者相對靜止求μ取值范圍.

        問題3:本題中物體的速度與傳送帶相同以后物體做什么運動?

        問題4:物體的摩擦力大小是多少?方向如何?物體的加速度是多少?

        至此學生對錯因已非常明白.讓學生接著完成本題的解答,之后可作如下追問拓展.

        問題5:求物體離開傳送帶時的速度.

        問題6:請畫出本題中物體的速度-時間圖像.

        問題7:求A到B過程中摩擦力對物塊做功.

        1 張建良,王名揚,錢軍先.稚化思維:內(nèi)涵理解與實踐探索.中學數(shù)學月刊,2015(11):9

        2017-03-13)

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