(浙江省東陽(yáng)市中天高級(jí)中學(xué)，浙江 金華 322100)

利用生活化素材改進(jìn)物理習(xí)題課教學(xué)

成效

(浙江省東陽(yáng)市中天高級(jí)中學(xué)，浙江 金華 322100)

習(xí)題教學(xué)是課堂教學(xué)的重要組成部分。本文從模擬問(wèn)題情景、建立物理模型、增強(qiáng)情感體驗(yàn)、營(yíng)造探究氛圍等方面，闡述如何借助生活化器材改進(jìn)物理習(xí)題課教學(xué)，以提高習(xí)題教學(xué)的有效性。

高中物理；習(xí)題教學(xué)；生活化器材

1 問(wèn)題的提出

浙江省實(shí)施新的選考方案以來(lái)，試題一直充滿(mǎn)著生活化元素。并且在《學(xué)業(yè)水平考試暨高考選考科目考試說(shuō)明》和學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)明確指出：試題要“注重理論聯(lián)系實(shí)際，注重物理與科學(xué)技術(shù)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的聯(lián)系，注重物理知識(shí)在生產(chǎn)生活等方面的廣泛應(yīng)用”。比如2015年10月和2016年4月的很多試題，都體現(xiàn)了物理在交通、能源、航空等高新技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

習(xí)題教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的重要組成部分，對(duì)教學(xué)的效果起到舉足輕重的作用，它可以幫助學(xué)生鞏固、熟練、活化物理知識(shí)和技能，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，幫助學(xué)生掌握物理思想、方法，在情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)上也能對(duì)學(xué)生起到熏陶作用。筆者就生活化素材如何應(yīng)用在習(xí)題教學(xué)中進(jìn)行了研究，借此提升習(xí)題教學(xué)的有效性。

2 生活化素材在習(xí)題教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 模擬問(wèn)題情景，化解習(xí)題難度

物理來(lái)源于生活，物理測(cè)試經(jīng)常用生產(chǎn)生活中的情景為背景命制習(xí)題。但是，學(xué)生生活閱歷和經(jīng)驗(yàn)有限，對(duì)于很多生產(chǎn)生活中的情景，學(xué)生往往感到陌生，不能把習(xí)題所述情景與物理知識(shí)正確聯(lián)系，甚至出現(xiàn)誤解。此時(shí)，若能利用身邊的一些物品或者實(shí)驗(yàn)裝置，把生活中的情景模擬出來(lái)，增加學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，以彌補(bǔ)生活經(jīng)驗(yàn)不足，從而化解學(xué)生理解的難度。

(1) 請(qǐng)兩位同學(xué)上臺(tái)，一位同學(xué)把畫(huà)板貼在黑板上(如果黑板下邊緣有凹槽，則把畫(huà)板放入凹槽，更容易操作)，并勻速向右拉動(dòng)畫(huà)板，另外一位同學(xué)用粉筆代替割刀在畫(huà)板上勻速畫(huà)線(xiàn)。

(2) 學(xué)生第一次“切割”時(shí)，粉筆的速度垂直于畫(huà)板，“切割痕跡”如圖1中虛線(xiàn)所示，這樣的切割下來(lái)的玻璃不是矩形；

圖1

圖2

(3) 為了探究正確的切割方式，讓學(xué)生按照?qǐng)D2所示的方式“切割”。一個(gè)同學(xué)向右勻速拉畫(huà)板，另一個(gè)同學(xué)向右下角用粉筆勻速畫(huà)線(xiàn)。經(jīng)過(guò)多次訓(xùn)練，學(xué)生配合默契可得到圖2中虛線(xiàn)所示的“切割痕跡”。為了盡量達(dá)到這一效果，課前應(yīng)指導(dǎo)這兩位演示的同學(xué)反復(fù)練習(xí)，增強(qiáng)默契。

圖3

圖4

例2：如圖4所示，一塊橡皮用細(xì)線(xiàn)懸掛于O點(diǎn)，用鉛筆靠著線(xiàn)的左側(cè)水平向右勻速移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中始終保持懸線(xiàn)豎直，則橡皮運(yùn)動(dòng)的速度( )。

A. 大小和方向均不變 B. 大小不變，方向改變

C. 大小改變，方向不變 D. 大小和方向均改變

解析：可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，模擬題中的情景，便于學(xué)生更好理解。把系著橡皮的繩子固定在黑板上，拿一根鉛筆，按照題目的意思，把整個(gè)物理過(guò)程演示一遍，學(xué)生看了以后會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)鉛筆向右勻速移動(dòng)5cm的時(shí)候，橡皮就會(huì)在豎直方向上勻速上升5cm，在水平方向上運(yùn)動(dòng)情況與鉛筆一致，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程如圖5所示。

圖5

2.2 突破思維障礙，順利建立模型

在處理物理習(xí)題時(shí)，有時(shí)候?qū)W生由于認(rèn)知能力所限，或者知識(shí)儲(chǔ)備不夠，或者思維水平不高，導(dǎo)致思維障礙而不能正確建立物理模型。此時(shí)，教師即使花費(fèi)很大的力氣講解，效果未必理想。這時(shí)不如讓學(xué)生親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)或觀(guān)察實(shí)驗(yàn)，在物理習(xí)題教學(xué)中要多做實(shí)驗(yàn)，尤其是講解和推理困難時(shí)，實(shí)驗(yàn)往往能起到事半功倍的效果，可謂“千言萬(wàn)語(yǔ)說(shuō)不盡，實(shí)驗(yàn)一看就明了”。

圖6

例3：如圖6所示，一物體以初速度v0沖向光滑斜面AB，并恰好能沿斜面升高h(yuǎn)，下列說(shuō)法中正確的是( )。

A． 若把斜面從C點(diǎn)鋸斷并取走CB部分，物體沖過(guò)C點(diǎn)后仍升高h(yuǎn)

B． 若把斜面彎成圓弧形D，物體仍沿圓弧升高h(yuǎn)

C． 若把斜面從C點(diǎn)鋸斷或彎成圓弧狀，物體都不能升高h(yuǎn)

D． 若把斜面AB變成曲面AEB，物體沿此曲面上升仍能到達(dá)B點(diǎn)

解析：筆者對(duì)本校高二即將升高三的學(xué)生的答題情況做了統(tǒng)計(jì)，正確率只有25%，很多同學(xué)選了A。這個(gè)結(jié)果令人詫異，如此常規(guī)的一道關(guān)于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量守恒的問(wèn)題，錯(cuò)答率竟高達(dá)75%，這絕不是偶然。基于此，筆者通過(guò)學(xué)生訪(fǎng)談，對(duì)錯(cuò)誤原因做了初步的認(rèn)知診斷，大部分學(xué)生對(duì)“斜拋運(yùn)動(dòng)”的速度特點(diǎn)這一模型把握得不到位，認(rèn)為斜拋到最高點(diǎn)時(shí)小球的速度為零。通過(guò)教師的分析講解，也許能填補(bǔ)學(xué)生這一認(rèn)知上的漏洞。但如果對(duì)這道題目的處理僅限于這樣口頭上的闡述，學(xué)生在今后的練習(xí)中還會(huì)出錯(cuò)。所以，筆者在分析講解之后，利用幾種生活中常見(jiàn)的木板和塑料軌道等制作成如圖7所示的裝置，利用此裝置可以演示并對(duì)比斜面被鋸斷前后小球所能上升的最大高度：將兩個(gè)相同的小球同時(shí)從相同的塑料軌道頂端自由釋放，可直接觀(guān)察其上升的最大高度。通過(guò)這樣的生活化器材的整合，較好地突破了學(xué)生思維的障礙，大大提升了習(xí)題教學(xué)的有效性。

圖7

2.3 豐富基本經(jīng)歷，增強(qiáng)情感體驗(yàn)

習(xí)題教學(xué)的功能不僅僅是掌握知識(shí)與技能、過(guò)程與方法，還要承擔(dān)培養(yǎng)情感態(tài)度和價(jià)值觀(guān)的功能。如果在講習(xí)題教學(xué)的時(shí)候能夠結(jié)合生活化素材，讓學(xué)生不感到枯燥，享受到快樂(lè)，講題的效果就會(huì)大不一樣。學(xué)生經(jīng)歷的不僅僅是知識(shí)和技能的提升，也許還有積極向上的情感體驗(yàn)，這種體驗(yàn)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)正是有效學(xué)習(xí)的保障。

例4：演示強(qiáng)磁鐵在鋁管中下落時(shí)的阻尼現(xiàn)象。

圖8

解析：筆者借助鋁管這個(gè)生活化器材上演了一出強(qiáng)磁鐵在鋁管中下落的好戲。強(qiáng)磁鐵在塑料管中很快掉下了，但是在鋁管中遲遲不見(jiàn)強(qiáng)磁鐵掉下(圖8)。學(xué)生感到不可思議，好多學(xué)生從來(lái)沒(méi)有感覺(jué)物理如此有趣。可見(jiàn)，這種生活化器材的輔助教學(xué)，一方面提升了知識(shí)傳遞的有效性，另一方面也加強(qiáng)了學(xué)生的情感體驗(yàn)和基本經(jīng)歷的體驗(yàn)，從心理層面上讓學(xué)生接受物理，喜歡物理。

心理學(xué)研究表明，人的行為是在情感與認(rèn)知的相互作用下進(jìn)行的，兩者相互促進(jìn)，相互滲透，對(duì)有積極情感體驗(yàn)的東西往往會(huì)記得深刻和牢固。我國(guó)著名學(xué)者燕國(guó)材曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“凡是能夠使學(xué)生的情感發(fā)生強(qiáng)烈波動(dòng)的事物就比較容易記住，且保持牢固，有的甚至終身不忘?！蓖ㄟ^(guò)生活化素材設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)，鞏固課堂內(nèi)容，有助于學(xué)生情感素養(yǎng)的培養(yǎng)，從而使學(xué)生對(duì)物理產(chǎn)生濃烈的興趣。

2.4 營(yíng)造探究氛圍，激發(fā)探究意識(shí)

心理學(xué)研究表明，越奇怪或與眾不同的現(xiàn)象越能引起學(xué)生學(xué)習(xí)的注意，進(jìn)而產(chǎn)生極大的學(xué)習(xí)熱情。在習(xí)題講評(píng)中，教師可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)展示一些奇特的現(xiàn)象進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入探究現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。

圖9

例5：在學(xué)習(xí)到運(yùn)動(dòng)的合成與分解時(shí)，學(xué)生搞不清楚船的速度如何來(lái)分解。如圖9所示，假設(shè)船的速度一直是速度v，問(wèn)人拉船的速度如何？

解析：課堂上，筆者用實(shí)驗(yàn)室的小車(chē)替代小船，通過(guò)一根繩子跨過(guò)滑輪連接，讓學(xué)生去模擬船的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)。當(dāng)學(xué)生以錯(cuò)誤的分解方式對(duì)斜向上的速度進(jìn)行正交分解，則出現(xiàn)船要飛天，這個(gè)時(shí)候?qū)W生思維出現(xiàn)矛盾，陷入混沌狀態(tài)，需要教師給一步臺(tái)階，讓學(xué)生繼續(xù)探究。

圖10

船的速度到底是怎樣分解呢？對(duì)繩子縮短的效果學(xué)生是容易接受的，再對(duì)比兩種狀態(tài)，若繩子不再收縮，就只能靠轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到最終狀態(tài)，即實(shí)際上繩子實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)是：縮短與轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)互不干擾。模擬實(shí)驗(yàn)中學(xué)生積極參與，效果非常好(如圖10)。

3 習(xí)題教學(xué)生活化的反思

麥克斯韋說(shuō)過(guò)：“一項(xiàng)演示實(shí)驗(yàn)使用的器材越簡(jiǎn)單，學(xué)生就越熟悉，就越想徹底地獲得最終的結(jié)果。”教師要善于利用身邊的低成本生活化材料來(lái)做實(shí)驗(yàn)，不僅能解決不易理解的問(wèn)題，還能整合校內(nèi)外課程資源，這與新課程所倡導(dǎo)的理念也是相吻合的。

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