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        題后反思出真知 融會貫通見能力

        2021-03-15 05:29:17李金丑宋麗飛
        物理教學(xué)探討 2021年2期
        關(guān)鍵詞:拓展對比

        李金丑 宋麗飛

        摘? ?要:以高三復(fù)習(xí)過程中講、練的三道習(xí)題為例,從對比、追問、拓展等角度探討了題后反思對學(xué)生建構(gòu)知識、培養(yǎng)能力的重要作用,建議教師引導(dǎo)學(xué)生做好題后反思,提高學(xué)習(xí)效率,培養(yǎng)關(guān)鍵能力。

        關(guān)鍵詞:題后反思;對比;追問;拓展

        中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A ? ? 文章編號:1003-6148(2021)2-0043-3

        高三復(fù)習(xí)的主要任務(wù)是讓基礎(chǔ)知識清晰化、結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化,讓經(jīng)典題型和常見模型熟練化,進而提高學(xué)生的綜合分析能力和問題解決能力。這些都需要一定量的習(xí)題和練習(xí)進行鞏固和強化。為了避免陷入低效的題海戰(zhàn)術(shù),解題后的反思就顯得尤為重要。對一些題目的對比、反思和深入分析過程,有助于學(xué)生理清知識的橫向和縱向聯(lián)系,牢固掌握概念,深刻理解規(guī)律,緊密聯(lián)系知識和模型,進而提高解決問題的能力。

        實例1? 可看作質(zhì)點的滑塊質(zhì)量為m,置于光滑半球面的頂點A處(半球面固定不動),如圖1所示。當它由靜止開始下滑到半球面上B點時剛好脫離半球面,設(shè)OA與OB的夾角為θ,求cosθ的值。

        常規(guī)解析? 對滑塊從A到B應(yīng)用機械能守恒定律mgR(1-cosθ)=■mv2;對滑塊在B點受力分析,剛好脫離時支持力為零,重力的分力充當向心力mgcosθ=m■,聯(lián)立兩式可得cosθ=■。

        反思對比? 在給出正確的解析過程后,讓學(xué)生反思問題求解過程中用了哪些規(guī)律和公式,對比自己的解題情況,分析究竟在哪里出了問題。一部分學(xué)生表示是由于沒有發(fā)掘出“剛好脫離時支持力為零”這個隱含條件而陷入困境。繼而引導(dǎo)學(xué)生進一步反思:在cosθ=■的推導(dǎo)過程中,滑塊的質(zhì)量m和半球面的半徑R都被約掉了,對結(jié)果沒有影響,那么這個結(jié)果是否具有普遍意義,滿足這一結(jié)果是否需要什么條件?學(xué)生通過認真研究題目的條件設(shè)定,發(fā)現(xiàn)初速度為零和半球面光滑應(yīng)該是這個結(jié)果的必要條件,同時有的學(xué)生找到了另一道題目來作對比。

        對比題? 半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上,頂部有一小物體m,如圖2所示。今給小物體一個水平初速度v0=■,則物體將()

        A.沿半球面滑至M點

        B.立即離開半球面做平拋運動

        C.先沿半球面滑至某點N,再離開半球面做斜下拋運動

        D.按半徑大于R的新圓弧軌道運動

        通過對比分析,學(xué)生們發(fā)現(xiàn),在光滑的半球面頂端,如果給滑塊一定的初速度,脫離點應(yīng)該離半球面的頂端更近一些,直到v0=■,滑塊將立即離開半球面做平拋運動。類似這樣的反思與對比是學(xué)生自己“體驗”和“悟”的過程,非常有利于鞏固和加深理解所學(xué)的基礎(chǔ)知識、掌握基本技能,進而達到融會貫通,提高分析問題和解決問題的能力。

        實例2? 如圖3所示,小球a、b的質(zhì)量均為m,a球靠在光滑豎直墻上,與光滑水平地面相距h,b球放在地面上,a、b用剛性輕桿連接,由靜止開始運動,a、b兩球可視為質(zhì)點,重力加速度大小為g。則()

        A.a落地前,輕桿對b先做正功,后做負功

        B.a落地時速度大小為 ■

        C.a下落過程中,其加速度大小始終不大于g

        D.a落地前,當a的機械能最小時,b對地面的壓力大小為mg

        常規(guī)解析? 當a球到達地面時,b球的速度為零,b球的速度在整個過程中,先增大后減小,動能先增大后減小,所以輕桿對b球先做正功,后做負功,A選項正確。a球?qū)球的作用力先是動力后是阻力,所以b球?qū)球的作用力先是阻力后是動力,在b球減速的過程中,b球?qū)球是向下的拉力,此時a球的加速度大于重力加速度,C選項錯誤;由于a、b整體的機械能守恒,當a球的機械能最小時,b球的速度最大,此時b球受到a球的推力為零,b球只受到重力和地面支持力的作用,所以地面對b球支持力大小等于mg,b球?qū)Φ孛娴膲毫Υ笮閙g,D選項正確;a球運動到地面時,b球的速度為零,對a、b整體運用系統(tǒng)機械能守恒定律得:mgh=■mv■■,解得va=■,B選項正確。

        反思追問? 解析中A、C、D三個選項都只是定性分析,都用到了b球的速度先增大后減小這一關(guān)鍵點。有的學(xué)生提出疑問,真實的情境是這樣嗎?b球速度先增大后減小的轉(zhuǎn)折點在哪里呢?為了解決學(xué)生的疑問,筆者和學(xué)生一起進行了下面的推導(dǎo)分析:

        如圖4所示,設(shè)a球沿墻壁下滑一段距離后離地面高度為h1,輕桿與豎直墻壁的夾角為θ。對a、b 和輕桿運用系統(tǒng)機械能守恒定律:

        mgh=■mv■■+■mv■■+mgh■

        a球和b球沿桿的速度滿足vacosθ=vbsinθ,代入上式可得:

        v■■=2g(h-h1)cos2θ

        設(shè)輕桿長為l,由圖4可知cosθ=■

        代入上式得:v■■=■(h-h1)h■■

        利用均值不等式求解極值:

        v■■=■(2h-2h1)h1h1≤■(■)3=■

        可得vb≤■■,當2h-2h1=h1時,即h1=■h時,b球的速度有最大值。

        師生共同進行的推導(dǎo)分析,一方面讓上述物理情境更加清晰,系統(tǒng)機械能守恒和速度分解得到了進一步強化,均值不等式求極值更是有助于提升運用數(shù)學(xué)解決物理問題的能力;另一方面,學(xué)生能夠提出上述問題,說明對問題進行了深入的思考,具有鉆研的意識;共同進行的深入分析可培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、敢于追問的科學(xué)精神,保護了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

        實例3? —列簡諧橫波在彈性介質(zhì)中沿x軸傳播,波源位于坐標原點O,t=0時刻波源開始振動,t=3.0 s時波源停止振動,圖5所示為t=3.2 s時靠近波源的部分波形圖。其中,質(zhì)點a的平衡位置離原點O的距離為x=2.5 m。下列說法中正確的是()

        A.波速為■ m/s

        B.波源起振方向沿y軸正方向

        C.在t=3.3 s,質(zhì)點a位于波谷

        D.從波源起振開始計時,3.0 s內(nèi)質(zhì)點a運動的總路程為2.5 m

        常規(guī)解析? 由圖5可知,波長λ=2 m,圖中沒有波形的1.0 m的距離對應(yīng)的時間是t=3.0 s到t=3.2 s,波速v=■=■ m/s=5 m/s,A選項錯誤;t=3.2 s時,Δx=v·Δt=5×3.2 m=16 m,由于λ=2.0 m,故波形前端的運動同x=2.0 m質(zhì)點的運動,可判斷2.0 m處的質(zhì)點向下振動,故波源起振方向沿y軸負方向,B選項錯誤;波的周期為 T=■=0.4 s,從圖示時刻經(jīng)Δt=0.1 s=■T,質(zhì)點a位于平衡位置,C選項錯誤;從t=0時刻起,經(jīng)Δt=■=■ s=0.5 s,質(zhì)點a開始振動,3.0 s內(nèi)質(zhì)點a振動了2.5 s,2.5 s=6■T,故質(zhì)點a運動的總路程 s=6×4A+A=25×0.1 m=2.5 m,D選項正確。

        反思拓展? 題目包含波的形成和傳播、橫波的圖像、波長、頻率和波速的關(guān)系等諸多知識點,難度較大。在講解之后,特意問學(xué)生,還有哪里不清楚或不明白?其中一個學(xué)生則表示對B選項的分析有不同的解釋,筆者鼓勵他分享給大家。該學(xué)生認為圖示時刻為t=3.2 s,而波傳播到a質(zhì)點需要0.5 s,說明a質(zhì)點已經(jīng)振動了2.7 s,由于2.7 s=

        6■T,所以從此時刻倒推■T,a質(zhì)點應(yīng)該是在平衡位置上且向下振動,這也就是波源的起振方向。該學(xué)生的分析以質(zhì)點的振動為突破口,有理有據(jù)的分析過程讓其他同學(xué)嘆服,筆者帶領(lǐng)全體學(xué)生為其鼓掌叫好,并對其分析思路進行點評,讓學(xué)生體會到了自己的分析思考帶來的自豪感。

        反思拓展打開了學(xué)生的思路,為學(xué)生提供了展示的機會,活躍了課堂氣氛。由學(xué)生闡述的不同思路比教師的講解更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情;不同方法的對比幫助學(xué)生構(gòu)建了振動和波動的橫向和縱向聯(lián)系,培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新思維。

        以上三個實例均來源于筆者的教學(xué)實踐,旨在探討題后反思在幫助學(xué)生鞏固和深化物理知識和規(guī)律,熟練解決物理問題的方法和技巧,提升核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力等方面的重要作用。孔子云“學(xué)而不思則罔”,希望廣大教師在習(xí)題講評時設(shè)置題后反思環(huán)節(jié),依據(jù)題目的具體情境和適用的規(guī)律方法,給出恰當?shù)囊龑?dǎo),讓學(xué)生能夠在反思中修正自己的知識建構(gòu),提升關(guān)鍵能力,實現(xiàn)物理問題的融會貫通。

        參考文獻:

        [1]孫其成.加強高三物理復(fù)習(xí)的針對性 提高教學(xué)效率[J].物理教師,2018,39(7):83-85.

        [2]吳文肖.桿會滑離墻面?——基于問題鏈式的習(xí)題研究[J].物理教師,2018,39(6):52-53.

        [3]彭前程.積極探索基于核心素養(yǎng)理念下的物理教學(xué)[J].中學(xué)物理,2016,34(2):1-2.

        (欄目編輯? ? 陳? 潔)

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