從動能定理的教學談研究性學習三步曲

摘 要：動能定理是高中物理中一個很重要的知識點。這個定理看似簡單，但應(yīng)用其解題時卻往往容易出錯，難住不少的學生。筆者認為要使學生很好地理解和掌握動能定理，采用什么樣的教學方法是很重要的一環(huán)。本文主要談?wù)勑抡n程教學過程中的研究性學習。

關(guān)鍵詞：動能定理 教學方法 研究性學習

人們都知道，在學習過程中，主動獲取知識和被動灌輸知識的效果是完全不同的。新課程改革的一個非常重要的內(nèi)容就是將灌輸知識的課堂教學方法轉(zhuǎn)變到研究性學習方法。這是一個很大、很難的課題。筆者在進行“動能定理”一節(jié)的教學過程中，進行了研究性學習三步曲的探索，現(xiàn)將教學過程和一些理會總結(jié)如下，請同仁指導(dǎo)。

1.用問題開路，讓學生尋找規(guī)律

課程一開始就向?qū)W生提出一個問題：已知一個物體的質(zhì)量為m，原來的速度是v₁，在力的作用下發(fā)生一段位移后速度變?yōu)関₂，在下列幾種情況下求外力所做的總功。

①用水平力拉著物體在光滑的水平面上沿直線運動一段位移；

②物體在粗糙水平面上沿直線滑行一段位移；

③用跟水平方向成一角度的斜向上的力拉著物體，使物體在粗糙水平面上沿直線加速運動一段位移；

④用平行于斜面的力拉著物體沿斜面向上運動了一段位移。

要求學生用牛頓定律和運動學公式求解。

學生在解答上述問題過程中，有的遇到了困難。例如在第二個問題中，一部分學生在正、負號問題上不知如何處理；在第三個問題中想不到合力可以用ma來代替，所以難以求出結(jié)果。在這種情況下，教師及時讓那些思維敏捷的學生介紹他們的正確思路和巧妙的方法，使有疑難的學生得到啟發(fā)，解決他們的困難。這樣，在解答第四個問題時，雖然難度較大，但還是很快得到解答。

學生在過程這四個問題的解答，發(fā)現(xiàn)在四種情況下外力對物體所做的功，都等于物體動能的變化1/2mv₂²-1/2mv₁²。

2.由學生總結(jié)揭示規(guī)律

“外力對物體所做的功等于物體動能的變化”，這是巧合還是一般規(guī)律，學生在解題后會自然地思考這個問題。這時教師不必直接回答學生的問題，而是引導(dǎo)學生閱讀課本，進一步思考問題。

由于學生是在研究了上述四種情況的基礎(chǔ)上再閱讀課本的，所以他們對課本上的內(nèi)容，特別是一些結(jié)論性的敘述理解得就比較深刻了。有的學生在閱讀課本后提出問題：“外力對物體所做的總功等于物體動能的增加”這一結(jié)論中“增加”二字的含義是什么。通過啟發(fā)和互相討論，他們真正弄清了“增加”的含義：“增加量”即為“變化量”，它可以大于零、等于零或小于零。

接下來師再畫龍點睛地對動能定理的內(nèi)容進行板書，對表達式中各個量的物理意義進行作必要的強調(diào)，使學生在應(yīng)用動能定理解答具體問題時能夠正確使用，以免生搬硬套。

3.進行練習鞏固知識

為幫助學生加深對知識的理解，鞏固所學的知識，再讓學生做練習并進行討論。練習分為三個層次。

第一層：讓學生解答一些說理題和討論題，以便比較深刻地理解動能定理的內(nèi)容及其數(shù)學表達式，注意邏輯推理能力和語言表達能力的培養(yǎng)。

第二層：解答計算題，通過練習，要求學生歸納出運用動能定理解題的要點（即明確研究對象，進行受力分析、做功分析和狀態(tài)分析，根據(jù)研究動能定理列出方程并求解）。并在此基礎(chǔ)上讓學生根據(jù)這些要求再解答計算題。

第三層：選擇難度較大的習題，要求學生先運用動能定理進行解答，并求出結(jié)果；再運用牛頓運動定律和運動學公式進行解答（只要求根據(jù)分析問題的思路列式）。通過兩種不同解法的練習，學生發(fā)現(xiàn)：這類習題中雖然沒有一個“功”字，也沒有一個“能”字，但仍可運動動能定理比較方便地求出解答，如果運用牛頓運動定律和運動學公式來求解，不但花時較多，而且由于解題過程比較繁鎖，還可能在解題過程中發(fā)生錯誤。通過這類習題的學習，學生對課本中所說的“由于動能定理不涉及物體運動過程中的加速度和時間，因此應(yīng)用它來解題往往比較方便”這句話理解就比較深刻了。

至此，動能定理這一課題的新受任務(wù)便基本上完成了。

運用“研究性學習法”對“動能定理”這一課題的教學作了嘗試后，筆者有了以下幾點粗淺體會：

第一，這種教學方式，既體現(xiàn)了以學生為主體，又發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用。

教學是師生共同完成教學任務(wù)的雙邊活動。在這一活動中，學生是學習的主人，是學習認識中心；教師則領(lǐng)導(dǎo)整個活動，起著主導(dǎo)作用。因此，教師在發(fā)揮主導(dǎo)作用的同時，必須十分重視學生的主體作用。

在動能定理的教學中，教師在指導(dǎo)思想上，則是立足于學生的學，努力調(diào)動學生學習的積極性，以使他們獲得正確的認識。在教學方法上，則是以學生自學為主，適當展開討論，進行歸納、總結(jié)。具體說來，主是要通過學生自己“練”（包括學生自己做練習和思維訓(xùn)練兩個方面）來解決問題。讓學生在“練”中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，歸納、總結(jié)出動能定理。在“練”中加深對動能定理的理解，反復(fù)鞏固所學的知識；在“練”中掌握動能定理的解題要點，提高靈活運用動能定理解決實際問題的能力。

第二，這種教學方式，能夠調(diào)動學生學習的積極性，有利于思維能力的培養(yǎng)。

這是因為，在整個教學活動中，教師注意不斷設(shè)置“問題情境”，充分相信學生能夠運用自己已經(jīng)掌握的知識，依靠自己（或集體）去獨立地解決問題，這樣便調(diào)動了學生學習的積極性和主動性，于是，他們勤動腦筋，積極思考、研究、分析，攻克難點，大大促進了思維能力的訓(xùn)練，十分有利于思維能力的培養(yǎng)。正如蘇霍姆林斯基所指出的：“教師越是善于給學生的思維活動賦予一種解決任務(wù)的性質(zhì)，那么他們的智慧力量就越加積極地投入這種活動，障礙和困難就暴露得越加明顯，從而使腦力勞動成為一種克服困難的過程?！?/p>

第三，這種教學方式，能夠幫助學生加深對基本物理規(guī)律的理解，鞏固所學的知識。

這是因為，在整個教學活動中，學生自始至終處于積極的、緊張的腦力勞動過程中，他們在一開始便要克服困難，做好練習；接下去，要發(fā)現(xiàn)規(guī)律，歸納、總結(jié)出動能定理；再下去，則是通過分析、討論，正確理解動能定理的物理意義；最后，還要通過練習概括出解題要點。這樣，隨著學生的思維活動發(fā)展的進程，舊的矛盾不斷被解決，新的矛盾不斷產(chǎn)生，一個接著一個，產(chǎn)生、解決，解決、產(chǎn)生，學生則始終處于緊張的腦力勞動中。由于學習中的每一個步驟學生都動了腦筋，進行了思考，所以對知識的理解就比較深透，頭腦中的印象也比較深刻。所以，“在這樣的腦力勞動過程中所獲取的知識，能在記憶中保持得更加牢固和深刻，而且更為重要的是，能使學生養(yǎng)成一種在日后實踐中更完善的運用這些知識的志向”。

我在“研究性學習法”方面僅僅作了一點嘗試，但總的說來，做得還不夠，體會也不夠深刻。另外，在教學實踐中發(fā)現(xiàn)，采取“研究性學習法”雖然較好，但花時間較多，有時會影響正常的教學進度。這些都有待于今后繼續(xù)進行探索。