摘 要：本文以初中物理《力與運(yùn)動(dòng)》的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，以蘋(píng)果下落的運(yùn)動(dòng)過(guò)程為背景，圍繞“創(chuàng)設(shè)情境稀釋、建立模型探究、抽象概括還原、變式遷移提升”這課堂教學(xué)的四個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)“稀釋、還原”藝術(shù)進(jìn)行探討.將物理概念或物理規(guī)律類(lèi)比成學(xué)生最為熟悉的鹽，把學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)類(lèi)比為“湯”，把教學(xué)情境類(lèi)比為“鹽湯”，把鹽湯的稀釋和還原類(lèi)比為學(xué)生對(duì)物理概念或物理規(guī)律的消化和活化，為學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)開(kāi)辟了一條新的成功之路.

關(guān)鍵詞：課堂教學(xué);稀釋、還原;力與運(yùn)動(dòng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G632?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1008-0333（2022）23-0080-03

收稿日期：2022-05-15

作者簡(jiǎn)介：黃岑（1984.10-），男，江蘇省張家港人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事初中物理教學(xué)研究.

我們知道，少鹽之人往往會(huì)食欲不振，四肢無(wú)力.若將一天中需要吸收的鹽放入人的口中，一定會(huì)難以接受.若將其放入供你一天食用的鮮湯中，你會(huì)在盡情享用時(shí)，早將本難下咽的鹽全部吸收了，這就是飲食中的“稀釋、還原”原理.

同樣的道理，若把物理概念或規(guī)律比作“鹽”，把學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)比作“湯”，“鹽湯”就成了課堂教學(xué)中的情境了，就可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)有趣的教學(xué)情境，來(lái)幫助和加深學(xué)生對(duì)物理概念或規(guī)律的消化和理解，這就是課堂教學(xué)中的“稀釋、還原”藝術(shù).

現(xiàn)以“力與運(yùn)動(dòng)”這節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，對(duì)“稀釋、還原”藝術(shù)進(jìn)行探討.

1 創(chuàng)設(shè)情境稀釋

新課伊始，老師可用投影儀出示如圖1所示的一幅彩圖（人教版8年級(jí)物理上冊(cè)圖0-1-5）.提問(wèn)：你能知道這幅彩圖中所反映的物理學(xué)中的一個(gè)著名故事嗎？（蘋(píng)果為什么落地的故事）你能用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言描述蘋(píng)果從樹(shù)上下落到靜止在平地上這一運(yùn)動(dòng)變化的過(guò)程嗎？

1.1 學(xué)生表述

蘋(píng)果的運(yùn)動(dòng)將經(jīng)歷下列三個(gè)過(guò)程：①A→B：蘋(píng)果下落，在空中越落越快;②B→C：蘋(píng)果落地后沿坡地滾下;③C→D：滾至平地后越滾越慢，最后停止在平地上，如圖2所示.

1.2 引出課題

為什么蘋(píng)果在空中下落會(huì)越落越快？（受重力的作用）為什么蘋(píng)果在平地上會(huì)越滾越慢，最后停止在平地上？（受摩擦力的作用）

那么力和運(yùn)動(dòng)之間究竟存在著什么關(guān)系？這就是本堂課我們要研究的問(wèn)題.

點(diǎn)評(píng) 將“力與運(yùn)動(dòng)”的關(guān)系融化為蘋(píng)果豎直下落→斜坡滾下→直至停止在平地上這一具體的問(wèn)題情境，這就是“稀釋”藝術(shù).這種“稀釋”藝術(shù)一方面能很好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，讓學(xué)生在熟悉的生活情境有一個(gè)物理維度的新認(rèn)識(shí).其次，啟發(fā)學(xué)生站在物理的角度重新自發(fā)的去認(rèn)識(shí)情境背后的問(wèn)題.將達(dá)到“稀釋”潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的效果.

2 建立模型探究

2.1 將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為物理問(wèn)題

（1）把蘋(píng)果抽象成小球，使其在斜面上或在平面上做理想的滾動(dòng);

（2）把坡地和平地分別抽象成斜面和水平面，使其粗糙程度相同.

2.2 將一般問(wèn)題轉(zhuǎn)化為特殊問(wèn)題把蘋(píng)果運(yùn)動(dòng)變化的過(guò)程簡(jiǎn)化為4種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)模型，其具體位置為圖2中的①、②、③、④這四個(gè)特殊位置.位置①：小球在空中做加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)小球只受重力的作用（在空中受到的阻力不計(jì)），方向豎直向下，運(yùn)動(dòng)方向也豎直向下，如圖3所示.位置②：小球在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)小球受重力、支持力、摩擦力的作用，三力平衡，合力為零;運(yùn)動(dòng)方向沿斜面向下.如圖4所示.位置③：小球在水平面上做減速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)小球受重力、支持力、摩擦力的作用，而重力和支持力為豎直方向上的一對(duì)平衡力，其合力的大小等于摩擦力的大小，合力的方向?yàn)槟Σ亮Φ姆较?，水平向右，運(yùn)動(dòng)方向水平向左，如圖5所示.位置④：小球在水平面上靜止不動(dòng)，此時(shí)小球受重力、支持力的作用，二力平衡，合力為零，如圖6所示.

點(diǎn)評(píng) 物理模型的建立，使用的是理想化的思維方法，它排除了實(shí)際問(wèn)題中的某些次要因素，反映的是客觀事物的主要屬性，它使得對(duì)研究對(duì)象的處理大為簡(jiǎn)化.本題中的勻速直線運(yùn)動(dòng)、斜面、水平面、（勻）加速運(yùn)動(dòng)、（勻）減速運(yùn)動(dòng)等都是理想化的模型.在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生在實(shí)際解決問(wèn)題的過(guò)程中，自發(fā)的建立“受力分析”的模型，這種模型思想的滲透是學(xué)生物理觀念的一個(gè)重要組成部分，也是促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)逐漸完善的關(guān)鍵所在.

3 抽象概括還原

3.1 列表比較

將小球上述過(guò)程中力與運(yùn)動(dòng)的相互關(guān)系記錄在表1中.

3.2 分類(lèi)歸納

分析表中的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行分類(lèi)歸納

（1）平衡狀態(tài)：由位置②和④可知：當(dāng)F合= 0時(shí)，物體受平衡力的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即物體處于平衡狀態(tài)，或者說(shuō)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有改變.

其思維流程是：F合=0→平衡力→平衡狀態(tài) （靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)）

（2）非平衡狀態(tài)：由位置①和 ③可知：當(dāng)F合≠ 0時(shí)，物體受非平衡力的作用，處于變速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（加速或減速），即物體處于非平衡狀態(tài);當(dāng)F合與v同向時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng);當(dāng)F合與v反向時(shí)，物體做減速運(yùn)動(dòng);當(dāng)F合方向改變時(shí)（在圖2中的B點(diǎn)和C點(diǎn)），物體的運(yùn)動(dòng)方向也在改變.物理學(xué)把速度大小的改變或運(yùn)動(dòng)方向的改變都稱之為物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在改變.

其思維流程是：F合≠0→非平衡力→非平衡狀態(tài)（變速或變向）

3.3 總結(jié)還原

由上述分析的（1）和（2）可知：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.

點(diǎn)評(píng) 通過(guò)列表比較、分類(lèi)歸納、總結(jié)概括出力與運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)關(guān)系，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，這就是“還原”藝術(shù).學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，無(wú)形之中對(duì)所學(xué)內(nèi)容達(dá)成一個(gè)較為深刻的歸納和總結(jié)，這種總結(jié)達(dá)成三個(gè)還原的效果，首先是每個(gè)學(xué)生經(jīng)歷了這個(gè)還原的過(guò)程，一個(gè)順其自然的歸納、總結(jié)、提升的過(guò)程.其次，學(xué)生對(duì)本節(jié)課的重點(diǎn)，或者整個(gè)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系已經(jīng)達(dá)到一個(gè)較深刻的、較系統(tǒng)的建構(gòu)，即受什么樣的力就會(huì)有什么樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，反之，有什么樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，就會(huì)受什么樣的力.

4 變式遷移提升

4.1 變表格比較為圖象比較

在上表中，若蘋(píng)果從A下落到B需要1 s，由B滾到C需要3 s，由C滾到D需要8 s，該蘋(píng)果重為4 N，在平地上受到的摩擦力為0.5 N，最大速度為10 m/s.請(qǐng)?jiān)趫D7中畫(huà)出物體運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t關(guān)系的圖象和合力F合的大小與時(shí)間t關(guān)系的圖象.

剖析 由題意可知，①在時(shí)間0→1s這段時(shí)間內(nèi)， 蘋(píng)果受到重力4N的作用，F(xiàn)合=4N，1s時(shí)的速度為10m/s， 在這段時(shí)間內(nèi)速度從0變化為10m/s.②在1→4s這段時(shí)間內(nèi)， 蘋(píng)果作勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度保持10m/s不變，F(xiàn)合=0，③在4-12s這段時(shí)間內(nèi)， 蘋(píng)果受到摩擦力為0.5N的作用，速度由10 m/s→0，蘋(píng)果運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖8所示，合力F合的大小與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖9所示.

4.2 變物體滾動(dòng)為物體滑動(dòng)

在圖10中，水平傳送帶正將一件工藝品從車(chē)間運(yùn)到倉(cāng)庫(kù)，10N重的工藝品靜止放在傳送帶上.該工藝品先在傳送帶上滑動(dòng)，然后與傳送帶一起向右勻速運(yùn)動(dòng).工藝品滑動(dòng)時(shí)受到摩擦力大小是重力的0.3倍，其在滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力的方向?qū)⒃鯓樱慨?dāng)工藝品隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其受到摩擦力的大小又將如何？

剖析 工藝品放到傳送帶上，由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變.這個(gè)非平衡力就是工藝品在滑動(dòng)時(shí)所受到的摩擦力，方向水平向右.當(dāng)工藝品隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)處于平衡狀態(tài)，受到平衡力的作用.豎直方向的重力與傳送帶對(duì)它的支持力平衡，水平方向若受摩擦力，則沒(méi)有其它力與之平衡，故水平方向受到的摩擦力應(yīng)為0.

本題中的物重10N以及摩擦力大小是重力的0.3倍，都是干擾性條件.

本設(shè)計(jì)只是對(duì)如何上好物理規(guī)律課進(jìn)行嘗試和探討.“稀釋”的目的是為了讓學(xué)生能容易“消化”課堂教學(xué)中的概念和規(guī)律，“還原”的宗旨則是為了讓學(xué)生更好地“活化”自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，變學(xué)會(huì)為會(huì)學(xué).就是讓學(xué)生在“稀釋、還原”的藝術(shù)熏陶中激發(fā)靈感，在深度學(xué)習(xí)的成功之路上游刃有余.

參考文獻(xiàn)：

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方紅霞.《向心力》教學(xué)中的“稀釋、還原”藝術(shù)[J].湖南中學(xué)物理，2010（04）：27-30.

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[責(zé)任編輯：李 璟]