讓每個(gè)學(xué)生享受物理的快樂(lè)

王鑫

一、設(shè)計(jì)背景

筆者以選修3-5《反沖運(yùn)動(dòng)——火箭》一節(jié)參加以“從生活中來(lái)，到生活中去”為主題的第六屆“江蘇省中學(xué)物理教學(xué)改革創(chuàng)新大賽”，本設(shè)計(jì)從課堂實(shí)驗(yàn)、學(xué)生情感、教學(xué)重點(diǎn)等方面進(jìn)行了改革創(chuàng)新，受到專(zhuān)家與參賽同行的肯定。

1.教師

本節(jié)課是屬于科普性質(zhì)的課，對(duì)學(xué)生的知識(shí)理論性要求不高，本節(jié)課主要是設(shè)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)、講解、理論推導(dǎo)、解釋新現(xiàn)象等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生保持觀(guān)察、思考狀態(tài)，用有趣的物理實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象去激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。本節(jié)課具體可分為以下三個(gè)環(huán)節(jié)：

（1）利用放氣球活動(dòng)、觀(guān)看章魚(yú)烏賊視頻、反沖小車(chē)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解生活中的各類(lèi)反沖運(yùn)動(dòng)，感受物理來(lái)自于生活。

（2）對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行理論分析，認(rèn)識(shí)反沖運(yùn)動(dòng)，探索反沖運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其物理本質(zhì)。

（3）通過(guò)旋轉(zhuǎn)火箭演示實(shí)驗(yàn)，揭開(kāi)反沖運(yùn)動(dòng)在生活中應(yīng)用分析的序幕，讓學(xué)生利用其所學(xué)知識(shí)分析生活中的各類(lèi)反沖運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，感受從物理走向生活的過(guò)程，享受運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析解釋生活中物理現(xiàn)象所獲得的快樂(lè)。

2.教材

本節(jié)課主要介紹動(dòng)量守恒定律在生產(chǎn)、生活中及科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用，從不同的側(cè)面來(lái)反映動(dòng)量守恒定律的重要性，對(duì)動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用側(cè)重于與實(shí)際的聯(lián)系，通過(guò)形式新穎、生動(dòng)活潑的實(shí)驗(yàn)，來(lái)激發(fā)學(xué)生探究知識(shí)的欲望。本節(jié)課在激發(fā)學(xué)習(xí)熱情、培養(yǎng)能力、進(jìn)行科學(xué)精神教育等方面都有非常重要的作用。

3.學(xué)生

學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了動(dòng)量守恒定律，尚缺乏實(shí)際應(yīng)用的意識(shí)，一旦涉及具體的問(wèn)題，難免會(huì)束手無(wú)策；由于前面所學(xué)多處于理論推導(dǎo)與分析階段，學(xué)生還未能形成濃厚的學(xué)習(xí)興趣。因此，注重所學(xué)物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)生興趣的提高，進(jìn)而更深刻地理解動(dòng)量守恒定律，是本節(jié)課的一個(gè)著力點(diǎn)。

二、教學(xué)過(guò)程

1.新課引入——從生活中來(lái)

心理學(xué)認(rèn)為，好奇心是個(gè)體學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)之一，是個(gè)體尋求知識(shí)的動(dòng)力，也是創(chuàng)造性人才的重要特征。

教師請(qǐng)同學(xué)們每人拿一個(gè)氣球，給它充足氣，然后松手釋放，如圖1所示；播放觀(guān)看播放烏賊、章魚(yú)運(yùn)動(dòng)的視頻，如圖2所示；水上飛板視頻，如圖3所示。

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圖1 圖2 圖3

教師：請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)以上三個(gè)運(yùn)動(dòng)的共同特點(diǎn)。

學(xué)生活動(dòng)。

討論總結(jié)：物體在內(nèi)力作用下被分離成兩部分，兩部分運(yùn)動(dòng)方向相反。

教師：這就是本節(jié)課我們要學(xué)習(xí)的內(nèi)容《反沖運(yùn)動(dòng)——火箭》。

板書(shū)：靜止或運(yùn)動(dòng)的物體在內(nèi)力的作用下分離成兩個(gè)部分，一部分向某個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，另一部分必然向相反的方向運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)叫做反沖運(yùn)動(dòng)。

點(diǎn)評(píng)：通過(guò)活動(dòng)體驗(yàn)，了解生活中的反沖運(yùn)動(dòng)。豐富學(xué)生感性素材，激發(fā)學(xué)生探究興趣，學(xué)生在頭腦中對(duì)反沖運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)形成初步印象，同時(shí)注重學(xué)生觀(guān)察、分析能力的訓(xùn)練，注重歸納方法的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生在典型事例中總結(jié)出一般結(jié)論的能力。

2.新課教學(xué)——認(rèn)識(shí)反沖運(yùn)動(dòng)

教師：請(qǐng)大家利用反沖將小車(chē)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，感受反沖運(yùn)動(dòng)。

設(shè)置問(wèn)題：（1）怎樣利用反沖運(yùn)動(dòng)使小車(chē)動(dòng)起來(lái)？

（2）怎樣才能讓小車(chē)動(dòng)得更快？

（上接第146頁(yè)）（3）這是什么原理？

實(shí)驗(yàn)器材：反沖小車(chē)（小車(chē)內(nèi)部有彈簧，三個(gè)檔不同程度壓縮彈簧，按動(dòng)開(kāi)關(guān)可以將物體彈出），質(zhì)量不等的木塊幾個(gè)等，如圖4所示。

實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)：小車(chē)可以將不同質(zhì)量物體彈出，可以隨意改變小車(chē)質(zhì)量，也可改變彈簧彈力使彈出物體速度不同。學(xué)生的假設(shè)猜想基本都可以通過(guò)本實(shí)驗(yàn)完成。

學(xué)生活動(dòng)：

小組討論猜想影響小車(chē)速度的原因，利用不同質(zhì)量的小木塊、課本、桌子擋板、手等利用反沖使小車(chē)運(yùn)動(dòng)，驗(yàn)證猜想，總結(jié)實(shí)驗(yàn)。

總結(jié)：木塊質(zhì)量大，小車(chē)速度快；小車(chē)裝載物體質(zhì)量越少，速度越快；木塊彈出速度大，小車(chē)速度快，遵循動(dòng)量守恒定律。

點(diǎn)評(píng)：動(dòng)手實(shí)踐，體驗(yàn)感知，催生問(wèn)題，尋求本質(zhì)，小組討論，思維碰撞，加深對(duì)事物各個(gè)側(cè)面的認(rèn)識(shí)，開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)促進(jìn)有效的生成。

教師：請(qǐng)同學(xué)們利用動(dòng)量守恒定律對(duì)實(shí)驗(yàn)定量分析。

設(shè)小車(chē)質(zhì)量為m1，木塊質(zhì)量m2，木塊速度大小為v2，求小車(chē)反沖速度大小。

解：小車(chē)與木塊系統(tǒng)動(dòng)量守恒，選取小車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颉?/p>

m1v1-m2v2=0

v1=■v2

可以完美解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象！

教師：試驗(yàn)中有同學(xué)直接用小車(chē)彈桌子，這也是利用反沖運(yùn)動(dòng)嗎？

小組討論、總結(jié)：是利用反沖運(yùn)動(dòng)！將桌子和地球看成一個(gè)整體，這個(gè)整體被彈出，由于整體質(zhì)量很大，難以觀(guān)察到整體的運(yùn)動(dòng)。

點(diǎn)評(píng)：這是課堂的“意外”，經(jīng)過(guò)討論，“意外”變?yōu)椤绑@喜”。

3.應(yīng)用反沖運(yùn)動(dòng)——到生活中去

教師：人類(lèi)很早就發(fā)現(xiàn)了反沖運(yùn)動(dòng)的規(guī)律特點(diǎn)，我國(guó)早在宋代就已經(jīng)發(fā)明了火箭。展示古代火箭圖片，如圖5所示。

老師也利用反沖運(yùn)動(dòng)的規(guī)律制作了“火箭”，介紹自制旋轉(zhuǎn)火箭的結(jié)構(gòu)，演示自制旋轉(zhuǎn)火箭，如圖6所示。

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圖5 圖6 圖7

點(diǎn)評(píng)：介紹物理學(xué)史，理清事物發(fā)展脈絡(luò)。利用自制教具讓學(xué)生感受理論指導(dǎo)下再實(shí)踐的強(qiáng)大效果，激發(fā)學(xué)生動(dòng)手熱情，為課后作業(yè)做好鋪墊，為真正火箭的分析埋下伏筆。

神舟九號(hào)的成功發(fā)射，體現(xiàn)了我國(guó)高尖端科學(xué)技術(shù)的領(lǐng)先性，展現(xiàn)了我國(guó)的科學(xué)研發(fā)和科學(xué)創(chuàng)新能力，也是我國(guó)綜合國(guó)力大幅的體現(xiàn)之一?，F(xiàn)在我們就來(lái)分析下發(fā)送神九上天的長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭。展示長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭1：100模型，如圖7所示。播放神舟九號(hào)發(fā)射視頻。

介紹火箭相關(guān)數(shù)據(jù)：全箭起飛質(zhì)量四百六十噸，總高度四十九點(diǎn)七米。

發(fā)射火箭條件苛刻：火箭發(fā)射速度要達(dá)到7.9 km/s；氣體噴射速度有限2000～4000 m/s；火箭質(zhì)量比小于10。

教師：大家仔細(xì)觀(guān)察長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭模型的結(jié)構(gòu)，回想發(fā)射過(guò)程，思考討論：如何保證火箭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的同時(shí)又能達(dá)到發(fā)射速度？

學(xué)生小組討論、回答，得到多級(jí)火箭概念。

點(diǎn)評(píng)：利用長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭1：100模型和神舟九號(hào)發(fā)射視頻的啟示，通過(guò)小組討論，得到多級(jí)火箭概念，解決本課難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察、總結(jié)與合作學(xué)習(xí)能力。

教師：其實(shí)在日常生活中也有很多利用反沖運(yùn)動(dòng)的例子，大家能不能舉一些例子呢？

學(xué)生舉例并展開(kāi)分析：放煙花、大炮、槍支、噴氣式飛機(jī)等。

教師：播放自動(dòng)灌溉裝置，請(qǐng)同學(xué)們分析噴頭旋轉(zhuǎn)原理。

學(xué)生通過(guò)仔細(xì)觀(guān)察噴頭結(jié)構(gòu)，如圖8所示，得到利用反沖運(yùn)動(dòng)使噴頭噴水時(shí)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

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圖8 圖9

點(diǎn)評(píng)：同學(xué)們通過(guò)討論、分析火箭、煙花、大炮、自動(dòng)灌溉裝置等具體事例，學(xué)以致用，深化了對(duì)事例的理性認(rèn)知，對(duì)事例的認(rèn)識(shí)由“是什么”“干什么”上升到“為什么”，將感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)相結(jié)合，更深層次地把握事物本質(zhì)特征和美的意蘊(yùn)，也很好地增進(jìn)了對(duì)物理的情感。

4.分析反沖的危害

教師：有時(shí)候反沖運(yùn)動(dòng)也會(huì)有弊端，同學(xué)們能舉些例子嗎？

學(xué)生舉例：槍械、大炮射擊時(shí)后坐力會(huì)影響射擊準(zhǔn)度。

播放大炮射擊時(shí)強(qiáng)大的后坐力，如圖9所示。

教師：同學(xué)們能不能結(jié)合今天學(xué)習(xí)的知識(shí)，分析下手槍和步槍的優(yōu)缺點(diǎn)呢？

學(xué)生討論、分析：根據(jù)v1=■v2，槍體質(zhì)量為m2，速度大小為v2，射擊時(shí)控制v2比較小，所以槍體質(zhì)量大的射擊距離遠(yuǎn)。步槍射擊距離遠(yuǎn)，手槍射擊距離近。考慮后坐力影響，單射精確度高，連射精確度低。

點(diǎn)評(píng)：這是畫(huà)龍點(diǎn)睛之筆，研究槍支，提升學(xué)生分析具體問(wèn)題的能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

課堂小結(jié)：（1）反沖運(yùn)動(dòng)及其原理。（2）反沖運(yùn)動(dòng)在日常生活中的應(yīng)用。（3）反沖運(yùn)動(dòng)在航天技術(shù)上的應(yīng)用。（4）反沖運(yùn)動(dòng)弊端的防治。

三、教學(xué)反思

本節(jié)課力求讓物理走向生活，結(jié)合學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)化了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性；教學(xué)注重學(xué)生的動(dòng)手操作、實(shí)踐體驗(yàn)，化理論的枯燥說(shuō)教為實(shí)踐的鮮活感知，讓學(xué)生對(duì)物理印象深刻，真正去享受物理，應(yīng)用物理。

在對(duì)不同反沖運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行分析后，學(xué)生分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力獲得明顯提升，學(xué)生的視野也得以開(kāi)闊，同時(shí)他們加深了對(duì)動(dòng)量守恒定律的理解。學(xué)生在動(dòng)手設(shè)計(jì)和解決問(wèn)題時(shí)，涌現(xiàn)了較多創(chuàng)新的構(gòu)想，在小組討論中也不斷碰撞出思維的火花，充分彰顯出課堂生成的魅力與風(fēng)采。教學(xué)采用了了解、認(rèn)識(shí)、應(yīng)用反沖運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)潔邏輯線(xiàn)索，由感性到理性，層層深入，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，逐步將問(wèn)題引向深入。

（作者單位 江蘇省南通市海門(mén)中學(xué)）

？誗編輯 陳鮮艷