吉興邦

【摘? 要】機(jī)械效率該章節(jié)包含的內(nèi)容較多，而斜面的機(jī)械效率是其中的重點內(nèi)容。在我們的日常生活當(dāng)中常常會遇到與“斜面的機(jī)械效率”有關(guān)的物理問題。這一問題也是物理教學(xué)當(dāng)中的難點問題。在日常生活當(dāng)中我們經(jīng)常會認(rèn)為重力越大斜面機(jī)械效率也就越大，其實在物理當(dāng)中這兩者是沒有直接關(guān)系的。也正是因為學(xué)生這一固有的認(rèn)知，導(dǎo)致該部分內(nèi)容教學(xué)困難。因此本文將從斜面機(jī)械效率的內(nèi)容出發(fā)，簡析物理教學(xué)難點的突破。

【關(guān)鍵詞】斜面;機(jī)械效率;難點

在機(jī)械效率該章節(jié)的內(nèi)容當(dāng)中囊括了有關(guān)于滑輪以及杠桿等方面的知識點，而在正式學(xué)習(xí)“探究斜面機(jī)械效率“該部分內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)過了有關(guān)滑輪的機(jī)械效率等內(nèi)容。機(jī)械效率相關(guān)內(nèi)容與我們的日常生活聯(lián)系較為緊密，學(xué)生不僅應(yīng)該了解杠桿如何分類，更應(yīng)熟練掌握機(jī)械效率的相關(guān)理論知識，并將其運用于生活當(dāng)中。斜面是在我們的日常生活當(dāng)中最常見的一個物品，因此作為一名初中物理教師有責(zé)任、也有義務(wù)幫助學(xué)生找到高效的學(xué)習(xí)方法，幫助學(xué)生深入理解該部分的內(nèi)容。

一、教學(xué)難點分析

在正式學(xué)習(xí)斜面機(jī)械效率該章節(jié)內(nèi)容時，學(xué)生已對滑輪組的機(jī)械效率有所了解。由于斜面機(jī)械效率是機(jī)械效率當(dāng)中的重要組成部分，因而教師在講授該部分內(nèi)容可借助學(xué)生此前學(xué)習(xí)的知識點，延伸出有關(guān)斜面機(jī)械效率的問題。但是在學(xué)習(xí)滑輪組的機(jī)械效率該部分內(nèi)容時，經(jīng)過多次實驗得到了物體的重力將會直接影響滑輪組的機(jī)械效率這一實驗結(jié)果。因而學(xué)生在學(xué)習(xí)斜面機(jī)械效率時容易進(jìn)入斜面機(jī)械效率會受物體重力的影響這一誤區(qū)，加之學(xué)生在日常生活當(dāng)中固有的觀點，導(dǎo)致教學(xué)困難。

二、定量實驗：探究斜面機(jī)械效率與物體所受重力關(guān)系

在講授斜面機(jī)械效率這一章節(jié)內(nèi)容時大多數(shù)教師都會用到以下實驗：在斜面上放置一木塊，隨后借助彈簧測力計將木塊向前拖動，觀察彈簧測力計上拉力的大小，此時可以得出木塊與斜面之間產(chǎn)生的拉力大小。而物體在勻速直線運動狀態(tài)下處于受力平衡狀態(tài)，測出此時的拉力和物重，將數(shù)據(jù)帶入公式當(dāng)中求出總功與有用功的值，然后得出機(jī)械效率。其實在這一實驗當(dāng)中存在著問題，我們無法確保每一次拉動木塊都是勻速行駛的。在木塊上添加砝碼后勻速拉動繼續(xù)測量，但這一實驗方法不具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性。此外，木塊上的鉤碼重量越重，斜面所承受的壓力越大。而在壓力過大的情況之下學(xué)生更加難以確保木塊的勻速移動。導(dǎo)致拉力的測量不夠精確，進(jìn)而致使多次實驗結(jié)果相差過大。另外，用彈簧測力計拉動木塊時，彈簧方向也不能保證始終與斜面平行，也會導(dǎo)致拉力大小的誤差較大。如果不在這些細(xì)節(jié)上面認(rèn)真考慮，學(xué)生難以信服最終的實驗結(jié)果，也就無法得出物體所受重力和機(jī)械效率無關(guān)這一結(jié)論。如果直接讓學(xué)生被迫接受這一結(jié)果，學(xué)生不僅無法將這一理論合理地運用到實際題目當(dāng)中，更無法理解，很可能會出現(xiàn)將其與其他知識點相混淆的現(xiàn)象。

通過上述的分析我們可以得知：要想突破斜面機(jī)械效率教學(xué)的這一難題，首先應(yīng)該想辦法完善這一實驗，盡量減小誤差，讓學(xué)生在自主實驗當(dāng)中探索物理原理，最終提高物理學(xué)習(xí)興趣。我們可以先嘗試用其他的物體來替代木塊，然后多次調(diào)節(jié)木板的長度以及斜度，并在調(diào)整之后再次實驗。在二次實驗當(dāng)中我們可以發(fā)現(xiàn)使用底部光滑的重物作為木塊的替代品，此時物體與木板之間的摩擦力是較小的，實驗的穩(wěn)定性也是較強(qiáng)的。此外我們還可以借鑒水平面測摩擦力的方法，在斜面上安裝一個定滑輪，讓細(xì)繩穿過定滑輪，用彈簧測力計豎直向上拉動，從而達(dá)到較好控制拉力方向與斜面方向水平的目的。在調(diào)整木板斜度與長度的過程當(dāng)中我們可以發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性還會受到木板傾斜角與長度的影響，所以在選擇木板長度和傾斜角的度數(shù)時也應(yīng)慎重。在學(xué)生的探究中，不斷解決問題和減小誤差，定性的得出斜面機(jī)械效率和斜面的粗糙程度和斜面傾角大小有關(guān)的結(jié)論。讓學(xué)生的探究更具有科學(xué)性和實效性。

三、理論推導(dǎo)：通過正交分解，得出結(jié)論

在完成了上述實驗之后，學(xué)生對于實驗結(jié)果可能還會存在著一些疑慮。為了打消學(xué)生的疑慮教師還可以借助物理理論知識通過板書推導(dǎo)出這一結(jié)果，既能加強(qiáng)學(xué)生的記憶又能幫助學(xué)生進(jìn)一步理解該部分知識點。大部分學(xué)生在初中階段都沒有接觸過有關(guān)力的正交分解相關(guān)的知識點，所以單單從理論推導(dǎo)這一方面老師很難讓學(xué)生理解這一方面的知識點。所以教師應(yīng)對這一部分內(nèi)容進(jìn)行延伸，讓學(xué)生更好地理解“斜面機(jī)械效率”這一問題。

四、教學(xué)總結(jié)

（一）有效突破學(xué)生的認(rèn)知障礙

學(xué)生在學(xué)習(xí)新的知識點時需要借助過去已有的知識框架，要想提高學(xué)習(xí)效率，教師必須將新的知識點與學(xué)生過去學(xué)習(xí)的知識點相聯(lián)系。所以教師在開展教學(xué)活動之前首先要全面了解班上學(xué)生的知識儲備情況以及現(xiàn)有的知識水平。只有對學(xué)生有了全面的了解才能酌情選擇教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法，突破教學(xué)難點。在學(xué)習(xí)斜面的機(jī)械效率之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了滑輪組的機(jī)械效率，并且在上一章節(jié)當(dāng)中得出的結(jié)論是“物體的重力會影響到滑輪組的機(jī)械效率”，因此在學(xué)習(xí)斜面機(jī)械效率這一內(nèi)容時學(xué)生也會持有其固有的觀點，認(rèn)為“物體的重力會影響到斜面的機(jī)械效率”。但實際上最終實驗所得出的結(jié)論與學(xué)生原有的知識體系發(fā)生了沖突，而學(xué)生在一時之間難以接受。此時教師需要通過進(jìn)一步的實驗以及理論推導(dǎo)向?qū)W生解釋這一物理現(xiàn)象，并且在這一過程當(dāng)中教師還需不斷延伸新的知識點，幫助學(xué)生打破認(rèn)知障礙，提高學(xué)習(xí)能力。

（二）關(guān)注學(xué)生實驗操作的自我效能感

在物理學(xué)科當(dāng)中最重要的學(xué)習(xí)方法便是實驗，物理作為一門自然科學(xué)，其所有的理論知識都需要經(jīng)過實驗的檢驗。所以教師在開展物理教學(xué)時也應(yīng)認(rèn)識到實驗的重要性，可以將學(xué)生分成幾個小組，讓各小組自由實驗。即便如此，但是在實際實驗過程當(dāng)中有些學(xué)生并未認(rèn)知到實驗的本質(zhì)，只是按照老師的操作流程照抄照搬，學(xué)生也會因此而感到物理學(xué)習(xí)枯燥無味。所以教師應(yīng)改變過去傳統(tǒng)的教學(xué)模式，從視覺和實驗感受上來吸引學(xué)生，讓學(xué)生喜歡做實驗、主動做實驗。本次實驗當(dāng)中本人使用接觸面較光滑的木塊，從而減少重物與斜面之間的摩擦力，此外在本次實驗當(dāng)中還需要學(xué)生自主調(diào)整木塊的傾斜度以及長度，需要學(xué)生自主動手和思考，不僅提高了實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，還增加了實驗過程的趣味性，學(xué)生也可以在思考的過程當(dāng)中思考實驗原理，進(jìn)而提高物理學(xué)習(xí)的興趣。

（三）感受物理理論之美

初中學(xué)習(xí)的物理知識大多是我們在日常生活當(dāng)中都會接觸到的，而初中物理知識則更為復(fù)雜更加理論化。從一方面來說，在我國現(xiàn)有的物理教材當(dāng)中，編寫內(nèi)容都過于簡潔，且對于理論的推動過程、實驗來源缺乏準(zhǔn)確、詳細(xì)的表述。教師在對學(xué)生的實驗過程進(jìn)行評估時也可以嚴(yán)格控制結(jié)果的誤差。如此一來提高了實驗的難度，而實驗成功的同學(xué)也可以在物理學(xué)習(xí)當(dāng)中感受到學(xué)習(xí)的快樂。最后教師在總結(jié)時可以用學(xué)生可以理解的方式來幫助學(xué)生分析這一原理，幫助學(xué)生從根本上理解這一問題，讓學(xué)生真正領(lǐng)會到物理學(xué)習(xí)的奧妙。

五、結(jié)束語

伴隨著時代的發(fā)展，教師的教學(xué)理念、教學(xué)模式也在不斷更新。我們不能否認(rèn)的是，物理作為一門理科學(xué)科具有較大的難度，且其中的重難點知識較多。因此教師在教學(xué)過程當(dāng)中更應(yīng)不斷突破自己，不斷創(chuàng)新，探索新的教學(xué)方式與實驗方法。

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（江蘇省蘇州市平江中學(xué)校，江蘇 蘇州 215000）