陳斌
培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng),提高課堂教學(xué)效率,有賴(lài)于教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的研究。只有深刻把握學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程,才能實(shí)施有效的教學(xué)策略,強(qiáng)化對(duì)物理概念的理解,提升對(duì)物理規(guī)律的應(yīng)用水平,培養(yǎng)良好的物理思維習(xí)慣。學(xué)生精選例題,教師現(xiàn)場(chǎng)解答,回答學(xué)生提問(wèn)。在這一過(guò)程中,教師將自己內(nèi)隱的演繹能力、歸納能力、分析能力顯露出來(lái),提供給學(xué)生學(xué)習(xí)、借鑒、評(píng)價(jià)的載體,促進(jìn)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的提升。
(1)原題 將一小球從地面上以6m/s的初速度豎直向上拋出,小球每次與水平地面碰撞過(guò)程中的動(dòng)能損失均為碰前動(dòng)能的n倍,小球拋出后運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示。已知小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力大小恒定,重力加速度大小為10m/s2,則n的值為( )
(2)審題本題求解小球與地面碰撞過(guò)程中的動(dòng)能損失,需要找到碰撞的時(shí)刻,求解碰撞前后小球的動(dòng)能或速度大小??諝庾枇Υ笮『愣词强諝庾枇Σ豢珊雎?,在分析小球的受力情況時(shí)必須考慮進(jìn)去。題干中信息有限,更多的信息需要從圖像中去挖掘。v-t圖像中,00.5s內(nèi),小球的速度正向減小;0.5s至虛線時(shí)刻,小球的速度反向增加;因此在虛線時(shí)刻,小球的速度突變,這個(gè)時(shí)刻應(yīng)是小球與地面碰撞的時(shí)刻。碰后小球的速度大小已知,為s,而其碰前的速度大小未知,因此需要通過(guò)圖像求得小球碰前速度大小。
小球初速度豎直向上,則v-t圖像取豎直向上為正方向,00.5s小球向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),所受重力與空氣阻力均豎直向下,0.5s末速度減小為零,由圖像可求得上升過(guò)程中加速度的大??;0.5s至虛線時(shí)刻,小球向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),所受空氣阻力與重力方向相反,加速度大小當(dāng)可求出;上升與下降的高度相等,因此可以通過(guò)分析上升階段的運(yùn)動(dòng)求解下降階段的末速度大小。
(3)解題 上升階段,a1==12m/s2,又a1=g+af,則摩擦力產(chǎn)生的加速度大小為af=2m/s2;因而,下降階段加速度大小為a2=g-af=8m/s2。上升與下降的高度相等,由x=v2/2a可得,則小球與地面碰前速度大小s,碰撞前后動(dòng)能Ek1:Ek2=,則答案為B。
(4)總結(jié)題干中的信息量很少,更多的信息需要學(xué)生從圖像中去挖掘,將v-t圖像轉(zhuǎn)換為小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,找到小球與地面的碰撞時(shí)刻。在考試所允許的短時(shí)間內(nèi)完整解答,學(xué)生的能力水平要求較高。
若是按照規(guī)范的解題步驟,其解答過(guò)程如下。00.5s末小球第一次上升階段,由圖a1=Δv/Δt=12m/s2;上升的高度;由牛頓第二定律有mg+Ff=ma1,解得Ff/m=2m/s2。下降階段,由牛頓第二定律有mg-Ff=ma2,解得a2=8m/s2。第一次下降過(guò)程,,解得。第一次落地前小球的動(dòng)能,第一次與地面碰撞的過(guò)程中動(dòng)能損失ΔEk=Ek1-。則n=ΔEk:Ek1=1:6。
以下兩張圖是統(tǒng)計(jì)本次考試所得的班級(jí)物理平均分與該小題的平均分。
對(duì)比兩幅圖可以發(fā)現(xiàn),小題平均分并沒(méi)有隨著班級(jí)平均分的減小而一直遞減,而是先減小再增加,最后減小。對(duì)于中等水平的班級(jí),此題的平均分反而低于中等偏下水平的班級(jí),形成了“中等水平陷阱”。
結(jié)合平時(shí)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與對(duì)數(shù)據(jù)的分析,形成這種現(xiàn)象的原因可解釋如下。高水平的學(xué)生能夠快速審題,分析v-t圖像,找準(zhǔn)題目的切入點(diǎn),列式求解得出最終結(jié)果。中等偏下水平的學(xué)生,能夠?qū)忣},知道題目所求,但短時(shí)間內(nèi)并不能找到正確的方法求解答案。于是,這些學(xué)生結(jié)合對(duì)物理的一般認(rèn)識(shí)進(jìn)行推測(cè):結(jié)合圖像,物體與地面碰撞不至于損失大部分動(dòng)能,A和C正確的概率較小,那么就在B和D中選擇,正確率可達(dá)50%。
中等水平的學(xué)生在此題上明顯 吃虧。他們基礎(chǔ)扎實(shí),審題清楚,但在關(guān)鍵點(diǎn)處理上能力欠缺,不能熟練運(yùn)用相應(yīng)的公式求解,無(wú)法得出正確的答案。然而,分析求解耗費(fèi)學(xué)生較多精力,學(xué)生的思維已經(jīng)局限在求而不解的狀態(tài)中脫離不開(kāi),他們也就無(wú)法在得不出答案的條件下結(jié)合圖像進(jìn)行合理的推測(cè),排除低概率選項(xiàng),致使得分更低。
平時(shí)教學(xué)中,為了避免不顧及前提條件套用公式,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的正確分析,教師在講解習(xí)題時(shí)往往從基本的物理規(guī)律出發(fā),一步步對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析求解,得出最終答案,形成規(guī)范的解題思路,對(duì)學(xué)生“不規(guī)范”的思路進(jìn)行批評(píng)指正。規(guī)范的解題步驟是最通用的,但不一定是適合學(xué)生思維習(xí)慣的。常規(guī)的解題思路是教師經(jīng)過(guò)處理之后呈現(xiàn)給學(xué)生的,符合計(jì)算題的答題規(guī)范。教師在此過(guò)程中對(duì)問(wèn)題的思考、思路的探尋、過(guò)程的計(jì)算以及可能出現(xiàn)的失誤等是不為學(xué)生所知的,而這些卻是學(xué)生解題時(shí)容易出現(xiàn)的。教師的講解不能很好的契合學(xué)生的思路,學(xué)生的思路得不到教師的點(diǎn)撥,兩者漸行漸遠(yuǎn),不能達(dá)到很好的溝通。提倡素質(zhì)教育,教師不必要將所有學(xué)生的思維統(tǒng)一到同一個(gè)方向上來(lái),而應(yīng)向?qū)W生展示核心素養(yǎng)的不同側(cè)面,讓學(xué)生學(xué)習(xí)和借鑒,發(fā)展各具特色的能力與思維。
拉近師生間思維的距離,需要改變課堂上一成不變的學(xué)生、教師評(píng)的模式,將某些課堂轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熥觥W(xué)生問(wèn)的模式。其模式示意如下。
課前,學(xué)生集體討論選擇經(jīng)典例題。例題難度中等,應(yīng)能很好區(qū)分學(xué)生的能力水平,學(xué)生需要自行解答并記錄解題過(guò)程中遇到的問(wèn)題。課上,教師現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮解答例題,解題過(guò)程中將自己的思路講解出來(lái),在黑板上寫(xiě)下運(yùn)算過(guò)程,整理思路并寫(xiě)出最終解題步驟。對(duì)于關(guān)鍵詞的理解、思路的突破、方法的采用、答題的書(shū)寫(xiě)等問(wèn)題,師生進(jìn)行深入的探討交流。處于“中等水平陷阱”的學(xué)生更易從這個(gè)過(guò)程中找尋解決不同問(wèn)題的方法,錘煉本領(lǐng),進(jìn)一步提升能力水平。
在此過(guò)程中,學(xué)生提供例題給教師,教師解題并演示給學(xué)生,形成一個(gè)小循環(huán)。學(xué)生的例題反映了其在學(xué)習(xí)中遇到需要解決的重難點(diǎn)內(nèi)容,教師的解題過(guò)程體現(xiàn)了學(xué)好物理所需的核心素養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生去培養(yǎng),形成一個(gè)大循環(huán)。在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生的概念與教師的概念發(fā)生沖突,學(xué)生的思維與教師的思維產(chǎn)生碰撞,學(xué)生要經(jīng)歷概念重建、方法提煉、思維深化等認(rèn)知過(guò)程,進(jìn)一步充實(shí)其原有的知識(shí)體系,促進(jìn)對(duì)物理概念深層次的理解與運(yùn)用。
中學(xué)課程輔導(dǎo)·教學(xué)研究2019年17期