顧 琦
(無錫市第一中學,江蘇 無錫 214000)
近日,筆者隨堂聽了江蘇省某教授級高級教師的一節物理新授課“勻變速直線運動的位移與時間關系”,回顧整堂課的教學活動過程,十分值得好好品味消化.同時,筆者又回想起工作以來聽過的其他優秀案例,發現這些優秀教師的課堂教學都具有一些共性.
首先,教師的教學思路是“干凈”的.這才能讓學生輕松地抓住課堂的主線.這節課的流程如圖1所示:先簡短回顧了勻速直線運動的位移公式、x-t圖線,并利用v-t圖線輕而易舉的解決了勻速直線運動v-t圖線中速度v與面積S的對應關系;接著又回顧了勻變速直線運動平均速度的公式和速度公式,又對勻變速直線運動的x-t圖線做了簡單介紹,并重點討論了勻變速直線運動的v-t圖線;然后,利用得到的v-t圖線中位移x與面積S的對應關系,從幾何面積的角度導出了位移隨時間變化的計算式,甚至包括平均速度的計算式、速度與位移的計算式;最后通過對幾個常用計算式的比較,分析各個計算式的特點并通過實例強化學生對計算公式的選擇.
其次,教師的語言是“干凈”的.簡潔、直達要點的語言能讓學生快速找到重點,不會無謂地浪費學習中的興奮點.在該堂課中,學習內容的引出和過渡簡潔而自然,比如在課堂剛開始準備研究勻速直線運動的相關知識時,教師是這樣表述的:“我們最熟悉的運動是勻速直線運動”,而當課堂內容過渡到勻變速直線運動的相關知識討論時,教師又是這樣過渡的:“我們最近最關心的運動是勻變速直線運動”;而對于教學中涉及的非本次教學主干知識的內容,言簡意賅地帶過,又給以后學生的學習留有空間,比如在討論勻變速直線運動的x-t圖線時,該教師是這樣表述的:“勻變速直線運動的x-t圖線比較復雜,以后大家會知道它就是同學們在初中數學中學習過的拋物線,其中速度v的大小仍然可以用曲線上某點切線的斜率tanα來表示,這個問題我們以后再詳細講.”作為與勻速直線運動的對比教學,刻意回避勻變速直線運動的x-t圖線會顯得很勉強,而過多的深入討論又會帶偏課堂教學的重點,如此簡單帶過的處理方法既將一塊完整的知識處理得滴水不漏,又留有學生自己思考的余地.
“干凈”的課堂就好像電影中干凈的畫面,重點突出,聽這樣的課讓人思路清晰,目的明確.


圖1
一位好的教師懂得如何把教學中出現的難點處理得深入淺出.
“化繁為簡”,可以借助學生熟悉的東西,拉近學生與未知知識間的距離.在上文中提到,勻變速直線運動x-t圖線的表述中,該教師“刻意”而“不經意”地用到了“它就是同學們在初中數學中學習過的拋物線”,這樣的措辭讓學生與完全未知的知識間產生了“可以親近”的聯系,即使不進行深入的講解也不會讓學生產生盲目的神秘感,同時也給學生課后自己思考指出了方向.
“化繁為簡”,可以采用比較的手法,特別是實例比較的方法提高學生的感性認識.本節課最大的教學難點就是如何讓學生理解勻變速直線運動的v-t圖線和勻速直線運動的v-t圖線一樣,位移x可以用圖線和時間軸包圍的面積來表示.該教師在課堂上是這樣處理的:
師:有一輛車,甲車做初速度為v0的勻變速直線運動,另有一輛乙車做速度為v0的勻速直線運動,兩者的圖線如圖2(a).在t時間里,乙車的位移在圖中如何表示?
生:(集體回答)矩形的面積.
師:在t時間里,兩輛車的位移關系如何?
生甲:甲車的位移大于乙車的位移.因為甲車的平均速度比乙車大.

圖2
師:如果乙車運動變為兩段勻速直線運動,如圖2(b)所示,乙車的位移怎么求?
生乙:兩塊矩形面積的和!
師:如果乙車的運動變成四段勻速直線運動,如圖2(c)所示呢?
生:(集體回答)4塊矩形面積的和.
師:乙車的運動還可以變成8段勻速直線運動.
生:(集體回答)8塊矩形面積的和.
師:乙車的運動還可以變成16段、32段,甚至比可以想象的分段還要多,乙車的位移還是可以用一個個矩形的面積和來表示.
師:當分成足夠多的等分時,乙車的位移可以用圖線與t軸包圍的面積來描述.
師:此時乙車在做什么運動?
師:乙車就是在做與甲車完全相同的勻變速運動,這才是真正的大智慧啊.
在該教師的實際教學中,特意設置了“甲車”和“乙車”兩個模型,讓學生有了一些“可觸摸”、“可比較”的感覺;在乙車的運動變化中,特意具體討論了從一段的勻速直線運動變化為2段的、4段的、8段的勻速直線運動,而且不厭其煩地在v-t圖中畫出對應的圖線,就好像在學生腳下墊起一層層臺階,引導學生一步步逼近“比可以想象的分段還要多”的境界,這就是教師的“大智慧”.
“化繁為簡”,要讓學生學習高效率的理解和記憶.在分析勻變速直線運動的幾個計算式時,除了幫助學生找到各個表達式中所包含的物理量時,更是特意強調了各個表達式中不包含的物理量.記憶“4個有關量”還是記憶“1個無關量”?無疑后者具有更大的優越性.
“化繁為簡”還有一個重要的思想,即不要增加學生無謂的認知負荷.盡管所有的教師都知道在介紹v-t圖線的面積對應位移x的問題上采用的是“微元法”,但是該教師在課堂教學中還是回避了“微元法”這三個字,因為這個名詞本身并不是本節課的重點,新名詞的出現只會增加學生的學習負擔.
每個教師都希望學生輕松掌握學習中的難點,其中的技巧確實是值得好好學習和體會的.
“因材施教”是千百年來經過實踐驗證的經驗,因此一節好課總是面對特定的教學對象來設計的.
“因材施教”,尤其要對優秀的學生重視思路的開拓.一般來講,通常教師在討論完勻變速直線運動v-t圖線中面積S與物體位移x的對應關系后,直接利用梯形面積公式導出位移時間計算關系就可以了.但是該教師在這里獨辟蹊徑的拓展了學生對幾何圖線的分析,提供了以下4種面積的求解方法,并讓學生有了更多的收獲.

圖3
方法1(如圖3(a)):梯形面積可以視為矩形面積與三角形面積的和,可以推出

方法2(如圖3(b)):梯形面積可以視為大的矩形面積與三角形面積的差,可以推出

方法3(如圖3(c)):直接利用梯形面積公式,可以推出

同時和x=ˉvt對比,可以得到

不過(4)式這個平均速度公式僅適用于勻變速直線運動.
方法4(如圖3(d)和圖3(e)):利用兩個梯形能拼為一個矩形,其中圖3(e)可以得到

即與(3)式相同的結論.圖3(e)中的面積關系為

即為勻變速直線運動的重要推論

幾何關系的不同運用,可以得到以上5個關系式,其中(5)式的導出更是獨辟蹊徑,令人叫絕.盡管該教師在課堂中詼諧地將這些結論的導出定位為“小聰明”,但無疑開拓了學生的思路,同時也潛移默化地強化了學生利用圖線的意識.
通常(5)式的導出要用另一節課來完成,但是該教師面對成志班學生(一個較為優秀的學生群體),注意到學生較好的接受能力以及較充分的預習情況,大膽地在這節課中利用幾何關系導出結論,保證了讓優秀學生“吃飽”、“吃好”.
“因材施教”,還要視學生的水平給出學生能力范圍內的獨立思考空間.在該教師的課堂教學中并不是面面俱到的,比如前面提到的勻變速直線運動的x-t圖線,有能力的學生會將初中所學的拋物線和后面推導出的位移時間公式(1)式相聯系,從而得到驗證.
一節好課不在于一個或者幾個亮點,課堂的每一個環節及聯系都是經過精心考慮和適時應變的.可以說,每一堂好課都是教師教學生涯積淀的結果,每一堂好課都應該有價值層面的追求.