物理課堂中“重過(guò)程”的教學(xué)策略探究

劉田喜

(南寧市第四中學(xué)，廣西南寧，530012)

“重過(guò)程”，即重視“過(guò)程與方法”的教學(xué)。廣西普通高中課程改革已實(shí)施一年多，在新課程背景下如何“重過(guò)程”是當(dāng)前課程改革中需要研究的重要問(wèn)題。在物理教學(xué)中，重視“過(guò)程與方法”，外在的方面，如觀察、實(shí)驗(yàn)、探討等；內(nèi)在的方面，如分析、推導(dǎo)、概括等。這些活動(dòng)能在實(shí)現(xiàn)知識(shí)與技能目標(biāo)的同時(shí)，讓學(xué)生獲得體驗(yàn)、形成意識(shí)、掌握方法，進(jìn)而提高物理綜合能力。

一、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

在教學(xué)中不少教師往往只將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果直接告訴學(xué)生，讓學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單記憶，表面上似乎提高了教學(xué)效率，但對(duì)學(xué)生而言，因缺乏對(duì)物理知識(shí)真正地理解，只對(duì)知識(shí)進(jìn)行死記硬背，難以提高物理綜合能力。因此，教師應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，盡量創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生自己動(dòng)手，尤其是探究性實(shí)驗(yàn)，應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)物理情境，提出相關(guān)的課題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行大膽設(shè)想、對(duì)實(shí)驗(yàn)提出改進(jìn)的方案等。這樣讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中歷經(jīng)探究過(guò)程，既能提高他們的主體參與意識(shí)，同時(shí)還能培養(yǎng)實(shí)踐能力。

人教版高中物理(必修1)中關(guān)于探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，其中的一種方案是將小車放在傾斜的長(zhǎng)木板上，小車因受到砂桶的拉力作用而加速下滑。如圖1示，實(shí)驗(yàn)中用砂桶的總質(zhì)量直接作為小車的拉力，要求所掛砂桶的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，另外，在平衡摩擦力方面，調(diào)節(jié)的難度也較大。筆者針對(duì)實(shí)驗(yàn)中的不足之處，引導(dǎo)學(xué)生嘗試改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，圍繞著如何才能更直接、準(zhǔn)確的測(cè)出小車下滑時(shí)的合外力進(jìn)行大膽設(shè)計(jì)。

圖1

圖2

學(xué)生經(jīng)過(guò)探究后對(duì)實(shí)驗(yàn)提出了這樣的設(shè)計(jì)：讓小車在長(zhǎng)木板上加速下滑(如圖2所示)，再以彈簧秤拉著小車靜止在木板上，根據(jù)平衡知識(shí)，認(rèn)為彈簧秤所受到的拉力可作為小車的下滑時(shí)的合外力。此方法操作簡(jiǎn)單，不需再平衡摩擦力。然而，當(dāng)學(xué)生以此方案進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)誤差較大。究其原因，不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)小車靜止時(shí)受到的是靜摩擦力，與其在下滑時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力不管是大小或方向都不盡相同，因此彈簧秤測(cè)得的拉力并非小車沿斜面下滑時(shí)受到的合外力。盡管此方案不完美，卻也讓學(xué)生經(jīng)歷了物理實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程，通過(guò)嘗試改進(jìn)，開拓了他們的創(chuàng)新思維，增強(qiáng)了實(shí)踐能力。

針對(duì)本探究實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵——測(cè)出小車在加速下滑時(shí)的合外力大小。在改進(jìn)原方案的基礎(chǔ)上，筆者繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考能否用彈簧秤測(cè)出小車在動(dòng)態(tài)中受到的合力大小。師生共同努力后，提出了新的設(shè)計(jì)方案。

在使用透明膠時(shí)，當(dāng)有膠水的兩面粘在一起，想再撕開時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)用力稍大點(diǎn)或稍小點(diǎn)，透明膠總是緩慢撕開的。受到這一現(xiàn)象的啟發(fā)，師生利用透明膠自制一條用于連接彈簧秤和小車之間的延時(shí)膠帶，通過(guò)它來(lái)測(cè)定小車在加速下滑時(shí)受到的合外力。撕下一段約20cm長(zhǎng)的透明膠，將其對(duì)折后合攏，使有膠水的兩面粘在一起并壓緊，然后在膠帶的兩端裝上小鉤即可。(如圖3所示)將長(zhǎng)木板放在水平桌上，一端用物體墊起形成一定傾角，將彈簧秤固定好，用彈簧秤通過(guò)延時(shí)膠帶拉住小車，調(diào)整彈簧秤拉力的方向，使其與斜面平行。(如圖4所示)小車在延時(shí)膠帶作用下緩慢勻速下滑，由平衡知識(shí)可知，彈簧秤的拉力F等于小車所受重力G、支持力N及滑動(dòng)摩擦力f三力的合力。因此，當(dāng)撤去彈簧后，小車在木板上加速下滑時(shí)的合力大小即為小車勻速時(shí)彈簧秤的讀數(shù)。師生共同改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生切身經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，嘗試用不同探究的方法驗(yàn)證物理規(guī)律，大大增強(qiáng)了他們的求知欲和自信心。

圖3

圖4

二、注重推導(dǎo)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的內(nèi)在思維

(一)太陽(yáng)對(duì)行星的引力F

教師：牛頓所處的年代所擁有的條件，行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的線速度易測(cè)量嗎？哪個(gè)物理量容易測(cè)量？

學(xué)生已有地球公轉(zhuǎn)太陽(yáng)的周期為一年的知識(shí)，因此回答是周期T。

教師：因?yàn)椴煌行堑墓D(zhuǎn)周期T是不同的，引力F跟太陽(yáng)與行星間的距離r關(guān)系的表達(dá)式中不應(yīng)出現(xiàn)周期T，要設(shè)法消掉T，怎么消掉T？

教師(引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑)：為何要消掉T？而不是m和r？(不同行星的質(zhì)量m和軌道半徑r也不同)

學(xué)生思考。

(二)行星對(duì)太陽(yáng)的引力F′

因此，太陽(yáng)與行星間引力的大小與太陽(yáng)的質(zhì)量和行星的質(zhì)量乘積成正比，與兩者距離的二次方成反比。(消除學(xué)生認(rèn)為F與r4成正比的誤解)

這一系列的推導(dǎo)，過(guò)程雖繁瑣，卻環(huán)環(huán)相扣，中間有質(zhì)疑，也有推理驗(yàn)證，讓學(xué)生真正明白表達(dá)式的來(lái)龍去脈，同時(shí)也感知到每個(gè)公式定理的來(lái)之不易。

三、開展研究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

研究性學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)方式的一種創(chuàng)新，讓學(xué)生通過(guò)自主參與、歷經(jīng)探索，獲得親身體驗(yàn)，從而激發(fā)他們探索和創(chuàng)新的欲望，培養(yǎng)他們樂(lè)于合作的團(tuán)隊(duì)精神，學(xué)會(huì)交流和分享。其內(nèi)容來(lái)源于學(xué)習(xí)生活和社會(huì)生活，評(píng)價(jià)的方向更關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)的過(guò)程與方法以及交流與合作、動(dòng)手能力等。在教學(xué)中，適當(dāng)開展研究性學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和探究能力。在開展課題研究的過(guò)程中，注意引導(dǎo)學(xué)生正確記錄研究過(guò)程和方法，指導(dǎo)學(xué)生分析研究過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題與不足，并進(jìn)行客觀有效地評(píng)價(jià)。

總之，在新課程背景下，教師應(yīng)更重視對(duì)“過(guò)程與方法”的教學(xué)，注重學(xué)生能力的提高，在教學(xué)中不應(yīng)僅局限于將結(jié)果告知學(xué)生，更應(yīng)教給學(xué)生分析問(wèn)題的方法。這樣讓學(xué)生多年之后仍能記住自己曾探究過(guò)的物理現(xiàn)象、物理問(wèn)題，還能回憶起親自推導(dǎo)過(guò)的某個(gè)公式，能清楚地表達(dá)出某個(gè)物理定律的真正含義。

[1] 教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2] 商漢勇.新課程下物理教學(xué)應(yīng)重視過(guò)程分析[J].中學(xué)生數(shù)理化：教與學(xué)，2012(12).

[3] 張啟業(yè).例析新課程教學(xué)中如何重視過(guò)程和方法[J].物理通報(bào)，2008(3).