谷柳賓 覃民主
摘要:動能定理是解決力學問題的三把金鑰匙之一,貫穿于高中物理的教學內容。作業是學生理解和應用基本知識和基本規律的的有效手段。本文從整體規劃、循序漸進、螺旋上升、有效節約四個理念出發,探討如何布置關于動能定理的作業,以期達到學生牢固掌握動能定理的同時,可減輕學生的課業負擔。
關鍵詞:動能定理;課業負擔;作業設計
動能定理是解決力學問題的三把金鑰匙之一,貫穿于高中物理的各部分教學內容。作業是學生理解和應用基本知識和基本規律的有效手段。為了達到學生牢固掌握動能定理的同時又可減輕學生的課業負擔,可以秉持以下幾個理念來布置關于動能定理的作業。
一、整體規劃
對動能定理的學習進行三年的整體規劃,包括什么時期布置作業,與什么內容結合,目標是理解這個定理的哪一方面,達到什么程度,作業庫里準備哪些作業,作業呈現的方式,作業上交的方式,給不同層次的學生布置的作業有什么不同等等。
例如,在高一下學期的后半期,動能定理第一次出現在《必修二》P.71第七章第七節。在課堂上安排學習例題一,讓學生采用牛頓第二定律和運動學公式進行解答(課堂作業1,寫在隨堂作業本上);再觀摩課文采用動能定理解答的過程,對比兩種方法不同點(課堂作業2,寫下,并和其他同學交流)。這樣布置的課堂作業,目標有幾個:一是理解動能定理,本質上闡述的是做功這個過程,可以改變能量這種狀態;二是學會在什么情景下可以使用動能定理(當遇到單個物體或一個可看成整體的系統,不涉及運動過程量,只涉及物體受力以及初速度、末速度、位移這四個量時,采用動能定理會特別簡便);三是了解解題規范,知道方程式左側一定寫各力做功總和,右側寫末動能減初動能,方程式中不涉及其他形式的能量。在此基礎上,學習例題二,達到的目標是讓學生初步認識到恒力做功還是變力做功都可以使用動能定理;并且力對物體做功可正可負,合力做正功時物體動能增加,合力做負功時物體動能減少。課文指出:當物體受變力作用,或做曲線運動時,動能定理仍適用。布置本節課文后設置的練習第五題,可幫助學生領悟課文所說。
第二次:在學習了第八節機械能守恒定律之后,布置的作業要能夠對比機械能守恒定律和動能定理的應用,讓學生得出以下認識:不管是否滿足機械能守恒的條件,都可以使用動能定理解答,比機械能守恒定律適用范圍更大。
第三次:在本章第十節學習了能量守恒定律之后,布置作業,對比使用動能定理解答和使用能量守恒定律解答,促使學生發現動能定理也是滿足能量守恒定律的,兩種思路得到的方程式可以移項后得到和對方得出一模一樣的方程式。
第四次:在本章結束時的復習課時里,在機車啟動問題里,布置運用動能定理解答的作業。
第五次:在選修3-1第一章第九節,帶電粒子在加速電場中的運動,運用動能定理解答特別簡便。適當布置這樣的作業。
如此等等。整體規劃,可以讓學生得到應有的練習,多層次多角度的理解和運用動能定理,有的放矢,不盲目,不混亂,使用較少的課時和作業量,大大減輕了學生的學習負擔。
二、循序漸進
循序漸進在學習中的科學性無需論證了,在每一次作業布置時都遵循這個原則,可以是能力要求上的,也可能是學習內容上的,還可以是作業呈現方式上的。
例如,在第一次學習動能定理時,先讓學生觀摩例題一,了解在什么情況下可以使用動能定理,如何規范使用。接著讓學生模仿例題解答課本上的問題與練習第二題,并展示部分學生的解答情況,指出做得好的規范的和存在的問題。再布置課后作業,學生可以獨立完成,也可以與人探討。在之后的測驗中,學生必須獨立完成。這樣的作業設置,就在能力的要求上遵循了循序漸進的原則。
三、螺旋上升
每一個知識點的學習和運用,都不是一蹴而就的,需要設置多次反復的作業。不要簡單地重復,而是在原來的基礎上進行變式或拓展,讓學生重復中提升。
例如,選修3-1中,帶電粒子加速電場中運動時,利用動能定理求解就是非常好的方法,既是對動能定理在直線運動中運用的重復,又把動能定理運用的范圍擴大到了電場中了,對功能關系的認識得到了螺旋式上升。在選修3-5光電效應現象的學習中,最大初動能和遏制電壓之間的關系Ek=eUc,既是動能定理在電場中的運用的重復,也是動能定理在微觀世界中拓展運用。這樣環環相扣,對動能定理的認識得到了螺旋式上升。
四、科學有效
作業的數量是無限的,學生在校的學習時間是有限的。應該從人腦認知的科學出發,從學習心理學出發,從學生的身心健康出發,布置適量的作業。不應壓榨學生的休息和鍛煉身體的時間。要考慮作業內容與作業量、難度、頻率和時間的安排。例如,布置作業的頻度,可以結合艾賓浩斯的遺忘曲線。
作業的形式可以多樣化,可以是文字作業,也可以是出聲作業,還可以是動手操作的作業;可以是限時作業,也可以是長時間不限時作業;設置必做題和選做題……如此等等,增加課業負擔的彈性。并對學生的掌握情況進行檢測和訪談,以確保合理布置課前、課中、課后的作業,少而精,層層遞進,提高作業的有效性,切實減輕課業負擔。
廣西教育科學“十二五”規劃2015年度立項課題
課題名稱:高中物理課業負擔問題研究 課題編號:2015C257
(作者單位:宜州區第一中學)