例談力學教學中如何采用案例教學

當前，新課程改革在全國各地轟轟烈烈地展開，新課改的主要目的是提高全體學生的創新素養，強化知識的形成過程以及伴隨這一過程的創新思想、創新方法和創新態度教育。同時在高中的各門基礎課程中，物理課在提高學生的科學素質方面起著無可替代的作用，力學教學在物理教學中更是占有舉足輕重的地位。

一、高中物理力學教學的現狀

在傳統的教學觀念、思想方法和應試教育的束縛下，力學教學始終是物理教學中最突出的薄弱環節之一。高中物理力學在物理教學中的作用沒有得到充分的體現，教學方式呆板，從教學內容到教學方式沒有給學生留出足夠的發展空間，這樣無法讓學生用學到的力學知識去解釋一些力學現象，造成力學學習的不切實際性。現代物理教育理論認為，只有對物理力學概念和規律有著深刻的理解，才能真正地掌握并加以靈活運用。物理力學教學的重中之重，就是要讓學生獲得清晰完整的物理力學概念和規律。因此，必須特別注意培養學生物理思維的深刻性。善于通過一些案例現象發現問題的本質。

二、高中物理力學案例教學的應用

傳統的教學方法主要以教師講授為主，學生是被動接受教師“填鴨式”的灌輸。而案例教學法注重培養能力，能夠啟發學生積極思考，調動學生的主觀能動性，提高學生的分析問題、解決問題、語言組織能力和語言表達能力等綜合能力。此外，在案例教學活動中。教學者還可以將課堂討論和辯論向課外延伸，給學生安排案例研究性論文或者模擬性的答辯狀、代理詞等。所謂力學案例教學法，是在學生學習和掌握了一定的物理力學理論知識的基礎上，通過老師講解和學生練習案例，讓學生把所學的理論知識運用到力學實踐中的一種教學方法。它是一種具有啟發、誘導、決策等功能的新型教學方法。筆者認為，我國當前的高中物理力學教學的主要目標是培養學生的基本物理知識，他們既要掌握基本的力學知識和理論，更要具備分析和解決實際問題的能力。所以力學教學中的案例教學，要達到以下目的：第一，要使學生掌握力學的基本概念和原理；第二，要能把所學的力學知識運用到力學實踐活動；第三，要具備基本的力學學習理念。

1，動態平衡

動態平衡問題是通過控制某些物理量，使物體受力情況發生緩慢變化，而這個過程中物體始終處于一系列的平衡狀態的問題，關鍵抓住不變量，依據不變量來確定其他量的變化，筆者在教學中就采用了常用案例圖解法。如圖1所示，輕繩AO、BO結于O點，系住一個質量為m的物體，AO與BO分別與豎直方向夾角為α、β，開始時，α+β<90²，現保持O點位置不變，緩慢增加BO與豎直方向夾角β直到BO成水平方向，現在討論這一過程中繩AO及BO上的拉力各如何變化。在圖2中，結點O受重物拉力F_G、兩繩拉力F_OA、F_OB而始終處于平衡態，其中F_G=mg是恒力，F_OA方向始終不變，F_OB大小、方向都在變。由平衡條件及三角形法則，對任一平衡狀態，這3個力首尾順次相接構成一個三角形，可以看出R_OB開始逐漸減小，垂直F_OA時最小，然后逐漸增大；而F_OA一直增大。

2ｚ滑動摩擦力

筆者在“測定滑動摩擦力”這節課時，有學生提出問題：“為什么在水平方向勻速拉動物塊時，物塊受到摩擦力大小才等于測得的拉力的大小呢?”但是在高中物理新教材中，關于平衡力的知識是后續的教學內容，但是筆者簡單地介紹了兩力平衡的條件和物體在乎衡力作用下的運動情況，這件事起先并沒有引起筆者的注意，可是當教完“力與運動”的教學內容后，發現這個班級學生對知識的掌握情況要明顯好于其他平行的班級的學生。筆者通過思考，也許當時在給學生講“兩力平衡”時，雖然沒有順應教材中的邏輯安排，但是講的時機正好是在該班學生學習最“需要”的關節點上，而且學生學到的知識立即可用之于實踐，能解決實際問題，所以就給學生留下了深刻的印象。為此筆者認為，教師在用新教材的過程中，應變教材中的某些缺陷為學生學習的需要，進而師生互動對教材進行補白，從而生成、充實校本課程。

3，加速度

質量為m的小貓靜止于很長的質量為M的吊桿上，如圖3所示。在吊桿上端懸線斷開的同時，小貓往上爬，若貓的高度不變，求吊桿的加速度。解析：本題通常用隔離法來解，即分別對貓和桿受力分析，再列式求解。那么將涉及分析摩擦力，現在我們把貓和桿看成一個整體，在這個系統中只有部分物體有加速度。作為系統內部的相互作用力可以抵消，避免了對摩擦力的分析計算，使得問題分析簡化，計算快捷。貓的高度不變，說明貓的加速度為O，則系統中只有桿具有向下的加速度，系統受合外力為(M+m)g。則貓和桿整體用牛頓第二定律得(M+m)g=Ma。這樣就直接求得了桿的加速度為a=(M+m)g／M。

總之，案例教學并不是本次新課改才出現的“新生事物”’是多年來投身課程改革的專家和學者們一直追求的，是世界教育發展的必然趨勢。為此我們在高中物理力學教學中，我們應擺脫傳統的教學模式，充分應用案例教學教法，這樣能更加有效地提高學生的創新思維能力。