摘 要:新課改倡導“積極主動、勇于探索”學習方式,在新一輪高考改革的形勢下,如何深入研究習題教學,充分挖掘習題教學的教育功能,進而加以延伸、拓展、深化。從新課改視角呼喚教師共同探討習題課教學,并提出一點淺顯的認識。
關鍵詞:思維;習題教學;有效教學
習題教學是教學過程中極其重要的一環,它既能使學生鞏固和應用所學知識,又是提高學生分析問題和解決問題能力的重要手段;同時也是檢驗教學效果、完善教學方法的必不可少的環節。在物理習題課教學中,如何從學生實際出發,開展有效的習題課
教學?
一、程序教學,啟發分析思維
習題教學的目的重在解題思路引導、培養學生的分析能力,使學生領會思路,掌握方法。例如筆者在“牛頓運動應用”習題課中,通過利用“程序法”教學有針對性地對學生思維過程和思考方法進行指導,形成良好的思維習慣,明確解決問題的基本思路,掌握解決問題的基本方法。
例1.質量為20 kg的氣球吊著一個質量為5 kg的物體,以10 m/s的速度勻速上升,當上升到120 m高空時,物體脫離氣球。求物體著地時,氣球上升的高度。(空氣阻力不計)
筆者在教學中采用這樣的流程,引導學生展開思維,進而解決問題。
1.分析氣球的受力,求出氣球受到的浮力;
2.物體離開氣球后,是否會立即下落?如果不會立即下落,物體將做什么運動?
3.物體離開氣球瞬間,速度多大?
4.物體上升過程中加速度多大?方向怎樣?物體經多長時間到最高點?物體上升的最大高度多少?
5.物體到達最高點后,將做什么運動?加速度多大?方向如何?經多長時間落地?
6.物體從離開氣球到著地用了多長時間?
7.則物體離開氣球后,氣球將做什么運動?
8.如果氣球做勻變速運動,則加速度分別是多大?方向怎樣?
9.在物體離開氣球到著地的這段時間內,氣球上升的高度
多少?
二、合作探究,拓展解題思路
教師給出問題情景,同學對問題進行思考、討論、辨析、爭論,交流具體的分析方法和解題方法。教師放手讓學生闡述分析思路及解題方法,并敢于對別人(包括教師)的方法提出異議,然后整理自己的思維方法,完成對問題的解決過程。例如在平拋運動習題課教學中,筆者設計教學如下。
(一)創設情境,引入課題
問題1.如圖1所示,在斜角為θ的斜面上A點處,以初速度v0水平拋出一個物體,落在斜面上的B點。請問根據已知條件,你認為可以求出哪些物理量?
學生活動(四人一組進行小組討論,共14組,本班有56名
學生):
1.小組討論、分析、思考;
2.小組匯報討論成果:通過討論得出可以求出運動的時間;在斜面上運動的位移;到達斜面上的速度;運動過程中物體距離斜面的最大距離等。
教師歸納然后追問:如何求解這些問題?共同求解問題1中的物理量。(如果時間不夠,可以分組求解)在學生分析的基礎上加以分析、歸納、總結得出平拋運動問題的解題方法,培養學生的分析問題和解決問題的能力。
(二)研究探討,提升能力
問題2.閱讀下題,觀察題目條件的變化,處理下面的問題:如圖2所示,在足夠長斜角為θ的斜面上A點處,以初速度v0水平拋出一個物體,物體落在斜面上時落點與A的水平距離為s1,若初速度為2v0,則物體落在斜面上時落點與A的水平距離為s2,不計空氣阻力,求(1)s1∶s2的比值;(2)小球兩次落到斜面上,速度方向與斜面的夾角α1∶α2的比值。
通過問題的討論、分析、解答,進一步鞏固平拋運動問題的解決方法,并加深對規律的認識和理解。學生通過主動運用數學的思想,設計解題方案,通過分析和交流體會,共享解題方法和成功
喜悅。
(三)遷移延伸,強化方法
問題3.如圖3所示,斜面傾角為θ,從斜面a點正上方的O點以速度v水平拋出一個小球,小球經過一段時間后,垂直撞在斜面上,求(1)小球在空中的運動時間;(2)根據題目的條件,你認為還可以求出哪些物理量?(3)請你在課后將題目條件變化一下,出幾個問題,并將結果求解出來。
學生通過自主思考和討論分析,圓滿地解決了問題。通過這一輪的討論和分析思考,完善學生的思維,使學生的方法和技能得到進一步提高,也就能舉一反三,靈活地解決新問題,遷移能力也會有所增強。
三、巧用錯題,增強辨析能力
現在很多學校都要求學生整理錯題,把每次在作業中或者在考試的錯題整體成“錯題集”,教師要充分利用好學生中典型的錯題,讓“錯題”在習題課教學中發揮作用。例如“摩擦力的分析”是一個難點,在作業或者測試中經常會出現錯誤。為了突破摩擦力分析的難點,筆者結合學生存在的錯誤,編制題組,有效開展習題課教學,收到很好的效果。
例2.如圖4所示,一物體A放在傳送帶上,和傳送帶一起水平向右勻速運動,不計空氣阻力,試分析物體受到的摩擦力。
學生存在的錯誤主要是兩種。一是認為物體向右勻速運動,認為力是運動的原因,所以受到水平向右的摩擦力作用,如圖5所示;二是因為摩擦力是阻力,所以應該跟物體運動方向相反,如圖6所示。出現5、6兩個錯誤的根本原因是對于力和運動知識的不理解,對知識理解的淺層化、表象化,在處理問題時不能抓住問題的實質和關鍵,思維的深度不夠,缺乏批判性,不能在解題之后重新審視。
筆者在教學中利用下列題組,展開變式,真正解決了摩擦力的問題。
例3.如圖7所示,物體A放在水平面上,在水平恒力F的作用下,沿水平面向右運動運動,試分析物體A受到的摩擦力大小和方向。
變式1.如圖8所示,疊放在一起的物體A和B,在大小為F的恒力作用下沿水平面做勻速直線運動,試分析物體A受到的摩擦力大小和方向。
變式2.如圖9所示,疊放在一起的物體A和B,在大小為F的恒力作用下沿水平面做勻速直線運動,試分析物體A受到的摩擦力大小和方向。
變式3.如圖10所示,在一輛表面光滑的小車上,放有質量分別為m1、m2的兩個滑塊,隨車一起做勻速直線運動。當車突然停止運動,則兩小球( )(設車無限長,其他阻力不計)
A.一定相碰 B.一定不相碰
C.若m1 在習題教學中結合學生的錯誤,通過問題情景的變式,引導學生通過辨析,找出錯誤的地方,分析出錯原因,這樣不僅防止思維的片面性,還養成了嚴謹的科學態度,增強學生思維的批判性提高辨析解題錯誤的能力。 四、反思領悟,提高解題能力 學生總是試圖通過大量習題訓練,來提高解決問題的能力。一旦問題情景新穎,或者問題情景稍作變化,他們就不能有效進行審題分析,難以找到解決問題的突破點和方法。因此在習題課教學中要注意培養學生的反思能力,通過對解題過程和解題方法的反思,使解決問題的能力得到提高。 例4.從離地500 m的空中由靜止開始自由落下一個小球,取g=10 m/s2,求:(1)小球經過多少時間落到地面;(2)從開始落下的時刻起,小球在第1 s內的位移和最后1 s內的位移;(3)小球落下一半時間的位移。 例5.從某電塔塔頂附近的平臺處釋放一個小球,不計空氣阻力和風的作用,小球自由下落。若小球在落地前的最后2 s內的位移是80 m,則該平臺距地面的高度是 m;該小球落地時的瞬時速度大小是 m/s。(g取10 m/s2) 例6.一個房間的窗子高度為2 m,室內的人觀察到一個小球從窗子上方自由落下,測得小球通過窗子所用的時間為0.4 s,求小球離窗子上邊緣的高度。(g取10 m/s2) 在完成解答之后,請同學們再反思:(1)通過類比你能發現什么?(2)上幾例有什么共同點?(3)能否用其他方法求解?(4)今后遇到問題情景相似時,會有相同的方法嗎?通過反思既能充分發揮學生的主體性,培養學生不斷探索的精神,從而提高學生的創新意識和創新思維。 五、引導探究,培養創新能力 在習題教學中,要重視讓學生帶著問題探究,自主思考,上位學習。學生通過主動思考、積極探究、激烈討論,不同觀點的碰撞,不同思路的啟發,有利于進一步發展學生的思維和智力,培養學生的思考、質疑、探究和創新能力。 例如在學了電磁場之后,筆者組織了一節“帶電粒子在電磁場中運動”的習題課,在這節課,筆者從一道例題出發,引發學生探究,獲得了很好的教學效果。 例7.如圖11所示,在直角坐標系xOy內,有一質量為m、電量為+q的電荷從坐標原點O沿y軸正方向以初速度v0出發,試在電荷運動的空間范圍內加上某種“場”后使該電荷通過點P(a,-b),寫出設計方案(電荷重力不計)。(1)試根據設計的方案說明電荷由O到P的運動性質畫出電荷的運動軌跡。(2)根據設計的方案寫出相關物理量的表達式(用題設已知條件和有關常數表示)。(3)通過比較設計的方案,選出最簡捷的方案。 通過學生合作探究,得出的方案有: 方案一:在第I象限中加垂直紙面向外的勻強磁場B(如圖12所示); 方案二:在xOy平面內加垂直紙面向外的勻強磁場B(如圖13所示); 方案三:在x軸上O′固定一帶電量為Q的負電荷(如圖14 所示); 方案四:在第I象限加垂直紙面向外的磁場在第Ⅳ象限內加方向沿y軸正方向的勻強電場(如圖15所示)。 方案五:在第I象限中加垂直紙面向外的有界磁場(如圖16虛線圓區域所示); 方案六:在第I象限中加垂直紙面向外的有界磁場(如圖17虛線矩形區域所示); 等等。(限于篇幅,表達式略) 在探究中,學生不僅體驗探究、創新,感受到成功的喜悅,更重要的是在整個探究過程中領悟了帶電粒子在場中運動問題的魅力和解決問題的思路和方法。 新課改強調物理學習從生活走向物理,從物理走向社會,促進學生全面發展;強調科學探究學習,提倡學習方式多元化,鼓勵不同層次、不同水平的學生在科學探究過程中,獲得盡可能多的發展。教師要精心選題,認真研究習題課的教學方法,真正使習題課起到激發思維、掌握方法、培養能力、提高素質的目的。 ?誗編輯 段麗君