物理課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生動手習(xí)慣——以“力的分解”課堂教學(xué)設(shè)計(jì)為例

物理課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生動手習(xí)慣
——以“力的分解”課堂教學(xué)設(shè)計(jì)為例

張 春

(西安交通大學(xué)第二附屬中學(xué)陜西 西安710061)

摘 要：以“力的分解”一節(jié)為例，闡述了如何在物理課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生動手的習(xí)慣.

關(guān)鍵詞：動手畫圖動手實(shí)驗(yàn)動手應(yīng)用

收稿日期：(2015-04-30)

物理學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)．著名物理學(xué)家楊振寧先生曾這樣評價中美兩國的學(xué)生：“中國的學(xué)生學(xué)習(xí)非?？炭?，基礎(chǔ)知識豐富、扎實(shí)，且善于考試．但他們卻普遍存在動手能力差，不善于提出問題等缺陷．”究其原因也許就是在其學(xué)生時代，尤其是中學(xué)時代聽得多，看得多，說得多，動手太少，手下的實(shí)踐太少，獨(dú)立操作能力太差．而實(shí)踐動手恰恰是學(xué)習(xí)物理的最好的老師，加強(qiáng)學(xué)生的觀察能力和動手能力的培養(yǎng)，是我們物理教育工作者肩負(fù)的使命，本文僅從高一物理“力的分解”一節(jié)課堂教學(xué)的實(shí)踐為例談?wù)剬W(xué)生動手能力訓(xùn)練的引導(dǎo)和培養(yǎng)．

1承上啟下動手畫圖

本節(jié)前學(xué)生剛剛學(xué)完力的合成運(yùn)算，對力的平行四邊形定則已經(jīng)有了一定的了解，新課引入即以讓學(xué)生動手畫二力合成圖開始．

(1)動手感受二力合成的唯一性．即二分力F1，F(xiàn)2及二者間的夾角θ確定時，其合力F的大小和方向是唯一的，如圖1所示．

圖1

(2)動手感受力的分解多樣性．即大小和方向都確定的合力F分解為F1，F(xiàn)2兩個分力，其結(jié)果的多樣性，如圖2所示．

圖2

讓畫圖的結(jié)果說話，通過學(xué)生動手畫圖的過程，感受學(xué)習(xí)物理的方法及會學(xué)物理之關(guān)鍵．

(3)動手感悟新課內(nèi)容

根據(jù)動手所畫的圖2結(jié)果，教師只需引導(dǎo)學(xué)生提出繼續(xù)需要共同探究的問題：一個力可以產(chǎn)生幾種不同的作用效果，即力的分解具有多樣性，那么怎樣對力進(jìn)行分解？

通過這樣的學(xué)生動手過程，既鞏固了上節(jié)課所學(xué)，又發(fā)現(xiàn)了事物中許多未知的秘密，同時調(diào)動了學(xué)生參與的積極性，也給學(xué)生滲透力的分解的知識內(nèi)涵，把課堂的探索過程落在了實(shí)處，使學(xué)生從新課的引入就開始動手、動腦，而不再是只聽老師講解或看老師畫圖．

2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)動手實(shí)驗(yàn)

怎樣對某個力進(jìn)行分解，對學(xué)生而言其實(shí)非常抽象，絕大部分學(xué)生開始很難理解，這時實(shí)驗(yàn)就變得非常有刺激性意味，組織學(xué)生動手體驗(yàn)可以達(dá)到意想不到的效果．

實(shí)驗(yàn)感悟(定性)：請兩個學(xué)生上講臺做實(shí)驗(yàn)(如圖3)，下蹲的同學(xué)談?wù)玖⑼瑢W(xué)對他的拉力產(chǎn)生的實(shí)際效果．

圖3

重新實(shí)驗(yàn)(定量)：讓一位同學(xué)甲蹲在體重計(jì)上，一位同學(xué)乙用腳頂住體重計(jì)同時斜向上拉甲，觀察、讀取體重計(jì)示數(shù)，并告知全班學(xué)生結(jié)果[如圖4(a)]；乙同學(xué)再將頂住體重計(jì)的腳移開，觀察甲的運(yùn)動狀態(tài)的變化[如圖4(b)].

圖4

情境體驗(yàn)1：多媒體展示拖拉機(jī)耕地的動畫(圖5).引導(dǎo)學(xué)生體會拖拉機(jī)對耙的來力F同時產(chǎn)生了兩個效果，一是使耙克服水平阻力前進(jìn)，二是把耙上提．

圖5

情境體驗(yàn)2：學(xué)生聯(lián)系實(shí)際生活，舉例說明與上面情境相似的實(shí)例，比如圖6等．

圖6

在舉例、比較、討論的過程中，學(xué)生課堂參與的積極性劇增，情緒高漲，潛意識里開始思考力的真實(shí)的作用效果，為順利實(shí)現(xiàn)力的分解做好準(zhǔn)備．

通過以上的過程，學(xué)生在動手實(shí)驗(yàn)感悟、動手畫圖比較、情境體驗(yàn)討論中，體會把一個力按照它的實(shí)際效果進(jìn)行分解其結(jié)果是唯一的．師生共同歸納模型(如圖7)．

圖7

情境體驗(yàn)3：再舉例(如圖8)，體會重力的分解．

圖8

3動手訓(xùn)練鞏固方法

(1)學(xué)生訓(xùn)練：如圖9等．(討論分析重力產(chǎn)生的效果，畫出重力的分解示意圖)

圖9

(2)學(xué)生分小組討論、畫圖分析

討論1：把一個已知力進(jìn)行分解， 已知兩分力方向，求兩個分力大小是否有唯一解？

討論2：把一個已知力進(jìn)行分解，已知一個分力的大小和方向，求另一分力的大小和方向是否有唯一解？

討論3：把一個已知力進(jìn)行分解，已知一個分力的大小和另一個分力的方向，其兩個分力是否有唯一解？

通過這樣的引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生思維，體現(xiàn)小組合作的力量，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、研究問題的能力．

4聯(lián)系生活動手應(yīng)用

指導(dǎo)學(xué)生分析拱橋設(shè)計(jì)物理原理(圖10)，再次強(qiáng)化物理與生活緊密聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣．

圖10

引導(dǎo)學(xué)生取石拱橋上面的石塊A進(jìn)行分析，畫出A重力的分解示意圖(圖11)，還可以畫出拱橋上面人的重力壓在A上對A施加向下壓力的作用效果圖(圖11)．由于A是楔形不能向下移動，只能擠壓相鄰的B和C．

圖11

本節(jié)課學(xué)生在平行四邊形定則約束下，無論是力的合成或分解的作圖，還是親身參與課堂實(shí)驗(yàn)的過程，或是實(shí)際應(yīng)用舉例的分析，環(huán)環(huán)相扣，步步提升，教師始終處于積極的引導(dǎo)和指點(diǎn)，使每個學(xué)生都能自始至終地保持強(qiáng)烈的動手欲望和興趣，養(yǎng)成大膽動手的好習(xí)慣，提高學(xué)生動手分析解決問題的能力．

高中生動手能力的培養(yǎng)，無時無刻不需要我們高中物理教師的設(shè)計(jì)、指導(dǎo)和關(guān)懷，在本節(jié)課中，雖然學(xué)生動手的起點(diǎn)相對比較低，但畢竟動起來了，所以我們教師應(yīng)該加強(qiáng)對學(xué)生動手能力培養(yǎng)的思索，轉(zhuǎn)變觀念，注意學(xué)習(xí)和收集各方面與培養(yǎng)學(xué)生動手能力有關(guān)的信息與技術(shù)，課堂教學(xué)要有前瞻性，為培養(yǎng)學(xué)生動手能力提供較好的平臺，讓學(xué)生把課堂變成自主學(xué)習(xí)的優(yōu)良陣地，動手發(fā)現(xiàn)，動手設(shè)計(jì)，動手創(chuàng)造，真正成為學(xué)習(xí)的主人．

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

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